KLUZNÁ LOŽISKA DĚLENÁ konstrukce

KLUZNÁ LOŽISKA DĚLENÁ–konstrukce 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Rozevření Šířka fixačního výstupku Vzdálenost fixačního výstupku Fixační výstupek Šířka ložiska Výběh mazací drážky Radiální uvolnění kluzné plochy Vnitřní průměr ložiska Mazací otvor se zahloubením Opěrná strana ložiska Tloušťka ložiska Vnější sražení Vnitřní sražení Výška fixačního výstupku Dělící plocha Mazací kapsa

17. Délka fixačního výstupku 18. Tloušťka axiálního ložiska 19. Kluzná plocha rad. ložiska 20. Kluzná plocha ax. ložiska 21. Mazací drážka 22. Fixační výstupek 23. Šířka ložiska 24. Rozteč pro ax. fixaci 25. Fixační otvor 26. Odlehčení na dělící ploše 27. Odlehčovací zápich 28. Tloušťka ax. ložiska 29. Mazací otvor 30. Odlehčení na kluzné ploše 31. Mazací drážka 32. Vnější průměr ax. Ložiska

a) Pánev radiálního ložiska b) Dělené radiálně axiální ložisko (radiální pánev s 2 ax. Kroužky) c) Pánev radiálně axiálního ložiska

2013/2014

Pohonné jednotky II - SCHOLZ

1

KLUZNÁ LOŽISKA DĚLENÁ–konstrukce (výkres pánve)

2013/2014

Výrobní přesah pánve při kontrolní síle zabezpečuje sezení s předpětím (odvod tepla, nepohyblivost). Nosný ocelový materiál musí mít stabilizovanou mez kluzu, nesmí být překročena při provozu (ztráta předpětí, sevření pánne)


2

KLUZNÁ LOŽISKA DĚLENÁ–konstrukce (příklady pánví) Současným standardem u PSM je využívání produktivní technologie tenkostěnných ložisek vyráběných lisováním z pásu (ocelový pás tl. 1,5- 3 mm s výstelkou ložiskového kovu tl. 0,2-0,4mm).

2013/2014


3

KLUZNÁ LOŽISKA - POUZDRA–konstrukce 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Mazací otvor Mazací kapsa Vnitřní průměr Vnější průměr Šířka Styčná spára Spoj Mazací drážka Aretační zářez Axiální mazací drážka

2013/2014


SCH

KLUZNÁ LOŽISKA předpokládají konstrukci motoru s tlakovým oběhovým mazacím systémem

2013/2014


5

KLUZNÁ LOŽISKA- Materiál – specielní pro vysoká zatížení POKOVENÁ (SPUTTER) LOŽISKA

Al Sn20 Cu – sputter vrstva Ni

Al Sn20 Cu - sputter vrstva

pMax  100 MPa

Cu Pb22 Sn2 – olověný bronz

Ocelový kov

pMax  100  MPa

2013/2014

Technologie (Sputter) katodového rozprašování ložiskového kovu v ionizovaném vakuovém prostředí. Elektrické pole urychluje ionty ke katodovému terči, z kterého vyráží atomy kovu na plochu ložiska, kde kondensují.


6

KLUZNÁ LOŽISKA- Materiál – specielní pro nízké opotřebení DRÁŽKOVANÁ (RILLEN) LOŽISKA

Kluzná vrstva (galvanicky vytvořená) je v mělkých drážkách ve směru pohybu. Mez tím v můstcích je základní tvrdý ložiskový kov , který zabraňuje opotřebení

pMax  50 MPa Pb Sn 16 Cu2 – galvanická vrstva Ni

Pb Sn 16 Cu2 – galvanická vrstva Ni


Al Zn4 Si Pb

Ocelový kov

Ocelový kov

2013/2014


pMax  50 MPa

7

KLUZNÁ LOŽISKA- Materiál –pro střední zatížení TŘÍVRSTVÁ LOŽISKA Pb Sn18 Cu2– galvanicky Ni

Pb Sn16 Cu– galvanicky Ni

Al Sn6 Cu Ni


pMax  50MPa

pMax  50 MPa DVOUVRSTVÁ LOŽISKA - kluznou vrstvu tvoří přímo lzákladní ožiskový kov

Cu Pb10 Sn10

Al Sn20 Cu

pMax  120 MPa

pMax  40 MPa

Ocelový kov

2013/2014

Ocelový kov


8

KLUZNÁ LOŽISKA- Technologie Válcovací (plátování) trať na výrobu polotovaru Al - ložiskového pásu

2013/2014


9

KMITÁNÍ KLIKOVÝCH HŘÍDELŮ Klikový hřídel je namáhán od: • Proměnného průběhu tlaků ve válci, setrvačných sil posuvných a rotačních hmot • Periodického kmitání: 1. Ohybové – buzené periodicky proměnnými silami působícími kolmo k ose KH. Pokud frekvence některé z těchto sil souhlasí s některou vlastní frekvencí ohybového kmitání KH dochází k resonanci. Vlastní frekvence tohoto kmitání je určena především délkou mezi podporami. Pokud je hřídel uložená za každým zalomením je vlastní frekvence vysoká a nenastává nebezpečí, že dojde k resonancím v oblasti provozních otáček. Jiná situace nastane, pokud podporu vynecháme (např. u 4válcového motoru konstrukce o 3- podporách) 2. Podélné - buzené periodicky proměnnými silami působícími rovnoběžně s osou KH. Nastává periodické zkracování a prodlužování KH. Obvykle je zanedbatelné. 3. Torsní – buzené časovou proměnností kroutícího momentu. V resonanci mohou torsní kmity nabývat velkých hodnot, vedoucích k torsním únavovým lomům. Proto KH konstruujeme torsně tuhé a u víceválců používáme tlumiče torsních kmitů.

2013/2014


10

TORSNÍ KMITÁNÍ KLIKOVÝCH HŘÍDELŮ Pro výpočet je potřebné převézt KH s hmotami klikových ústrojí na náhradní torsní soustavu, která je dynamicky rovnocenná s původní. Skládá se z hmotných kotoučů spojenými mezi sebou válcovým nehmotným hřídelem. Jedná se o redukci hmot na hmotné momenty setrvačnosti a délek hřídele s redukovaným průřezem.

3

2

1

l1

l2

n

 n 1

ln 1

T2 a2  s  2  ms  g  4 l

Redukce hmotných momentů setrvačnosti (kgm2)

•Rotačních těles k ose KH, řemenice 1 , setrvačníku  s pomocí výpočtu nebo experimentálně odkýváním • Zalomení KH: části hl. čepů+2 ramena+oj. čep /moč.r2/+ přínos klik. mechanizmu (mredKM.r2)

mredKM  mredPH  mredRH 2013/2014

mredPH

1  2   1    mPH 2 4


mredRH  mRHojnice 11

TORSNÍ KMITÁNÍ KLIKOVÝCH HŘÍDELŮ Redukce délek KH nahradíme válcovým hřídelem s redukovaným průměrem Dred a redukovanou délkou lred, tak aby tento náhradní hřídel měl stejnou pružnost jako původní KH, tj. zkroucení bylo shodné. Mk G ….modul pružnosti oceli ve smyku …83.103 MPa  l  G  J k J k   D4 Jk…. Polární moment setrvačnosti pro kruhový plný hřídel (m4) 32 Redukované délky přímých částí hřídele z podmínky   konst Pro plný hřídel …. lred

4 Dred l 4 D



Mk Mk l   lred G  Jk G  J kred

lred  l 

4 Dred l 4 D d4

Pro dutý hřídel…. lred Při osazeném hřídeli (přední nebo zadní konec KH) redukované délky sčítáme

J kred Jk

Redukovanou délku zalomení stanovíme z empirických vztahů, výpočtů MKP nebo měřením pružnosti c c

2013/2014

M k G  Jk l G     l JK c


lred 

G  J kred c

12

NÁHRADNÍ TORSNÍ SOUSTAVA Nahrazuje složitý tvar KH s připojenými hmotami klikových ústrojí. Kotouč e s hmotnými momenty setrvačnosti k ose KH jsou mezi sebou spojeny nehmotným hřídelem s torsní pružností. Hmoty příslušející válcům jsou obvykle shodné ( až na vývažky na ramenech KH) a z obou stran se připojuje jedna nebo více hmot nahrazující řemenici, ventilátor, setrvačník, generátor, ozubená kola převodů apod.

3

2

1 c1

c2

n

 n 1

cn 1

MK G  J kred c1   1   2 l1red J kred 

l1red l2 red

l( n 1) red

2013/2014


 4  Dred 32

13

VLASTNÍ TORSNÍ KMITÁNÍ

Vlastním (volným ) kmitáním označujeme takový harmonický pohyb, který se po počátečním impulzu udržuje bez působení vnějších sil (bez buzení) – neuvažuje tlumení. Velikost amplitud (torsních výchylek) jednotlivých hmot závisí na velikosti počátečního impulzu. Postačuje tedy určit poměrné amplitudy i-té hmoty k amplitudě první hmoty. Poměrné amplitudy tvoří křivku výkmitů, která podle počtu uzlových bodů (v uzlu je amplituda =0) charakterizuje tvar vlastního kmitání (jedno uzlové, dvou uzlové,….n-1 uzlové). n….počet hmot soustavy, n-1 … maximální počet uzlů n

c1

a1  1

3

2

1

n 1

c2

a2

cn 1

JEDNO UZLOVÉ

a3 an 1

1

1

2013/2014

V praxi vystačíme s jedno uzlovým tvarem, popřípadě s dvou uzlovým V případě připojeného tlumiče, generátoru, lodního šroubu apod. an

DVU UZLOVÉ

Více uzlové kmitání má vyšší frekvence, proto jsou v provozní oblasti nebezpečné amplitudy prakticky nedosažitelné.

TŘÍ UZLOVÉ


14

Pro výpočet frekvencí vlastního kmitání zanedbáme tlumení a vycházíme ze soustavy pohybových rovnic, jejichž počet odpovídá počtu hmot náhradní soustavy.

1  1  c1 1   2   0  2  2  c1  2  1   c2  2  3   0  3  3  c2 3   2   c3 3   4   0 ..........  n  n  cn 1  n   n 1   0

i  1,2,3,......n

i   oi  e jt d i  i  j   oi  e jt dt di  i   2   oi  e jt dt Z časové domény přejděme na frekvenční pomocí Laplaceovy transformace s operátorem

 2  1   o1  c1 o1   o 2 

p  j

 2   2   o 2  c1  o 2   01   c2 o 2   o 3 

 2   3   o 3  c2 o 3   o 2   c3  o 3   o 4  ...........  2   n   on  cn 1  on   on 1 

2013/2014

Pro výpočet frekvencí vlastního (netlumeného ) kmitání n s příslušnými amplitudami vzniklo mnoho metod. Jednou z nich je metoda HOLZEROVA


15

HOLZERROVA METODA Pro výpočet frekvencí vlastního kmitání je založena na postupné aproximaci vlastní frekvence a stanovení poměrných bezrozměrných amplitud (výchylek) jednotlivých hmot.  2  2   o 2  c1  o 2   01   c2  o 2   o 3 

 oi o1  a1  o1  1  o1

 2  n   on  cn 1  on   on 1 

............  an  on o1

 2 1   o1  c1  o1   o 2 

ai 

 2  3   o3  c2  o 3   o 2   c3  o 3   o 4  ...........

i  1,2,3,......n

Postupně sčítáme pohybové rovnice s dosazením ai (dělením o1 )

a1  1

 2  1  a1  c1 a1  a2 

 2  1  a1   2   2  a2  c2 a2  a3 

 2  1  a1 a2  a1  c1

 2  1  a1   2   2  a2   2   3  a3  c3 a3  a4  .............. n

2   i  ai  0 i

2013/2014

 2  1  a1   2   2  a2 a3  a2  c2 ...............  2  1  a1  .....   2   n 1  an 1 an  an 1  cn 1


16

Postup iteračního výpočtu poměrných amplitud lze upravit do tabulky ve formátu sloupců a řádků, kterou lze použít např. v SW MS-Excel.

i



1 2 3 … … n

odhad ….. ….. ……

2

i

i  

2

………….. ………….. …………..

n

  

ai

2

i

 ai

1

1,00 =a1 1,00-x,xx=a2 a2-y,yy =a3

……….. ……….. ………..

ci … … …

1 ci

n



i

  2  ai

1

x,xx y,yy …….

=0 n

  

 ai  0 Pro správný odhad platí, že součet všech zrychlujících momentů je nulový 1 Pokud tomu tak není dostaneme zbytkový moment  , který dává informací jak se liší odhad od skutečnosti. S opravenou hodnotou o se výpočet opakuje (iteruje k řešení). 2

i



1

2013/2014

2

3


17

KLUZNÁ LOŽISKA DĚLENÁ konstrukce

Recommend Documents