Ékszíjszíjhajtás
Tartalomjegyzék Meghatározás Ékhatás Előnyök, hátrányok Szíjhossz, tengely állíthatóság Ékszíjtárcsák szerkezeti kialakítása Normál ékszíjak Keskeny ékszíjak Különleges ékszíjak Keskeny ékszíj méretezési példa
Meghatározás Olyan erőzárásos hajtás, ahol a tengelyek közötti teljesítmény-, nyomaték-, szögsebesség átvitelt ékszíj és ékszíjtárcsa biztosítja. Erőzárás: a szükséges kerületi erőt súrlódási erő biztosítja.
vmax ≈ 40 m / s Gumírozott burkolószövet Pamut,vagy műanyag szálak Gumimag
A tárcsa horonyszöge kisebb, mint 40o.
bp
horony horony
Ékhatás
A súrlódási erő a kerületi erő:
∆N ∆S = 2 ⋅ µ ⋅ = µ ⋅ ∆N 2 Az N erő a szíjat a horonyba beszorító erőtől függ:
F
∆N α α ⋅ sin = ∆N ⋅ sin 2 2 2 ∆F ∆N = α sin 2 ∆F µ ∆S = µ ⋅ = ⋅ ∆F α α sin sin 2 2 µ µ′ = α sin 2 ∆F = 2 ⋅
N 2
N 2
Ékszíjhajtás előnyei A szíj kereskedelmi áru, ezért olcsó és könnyen cserélhető. Kis tengelyhúzás is elegendő az ékhatás miatt. Nyugodt, zajtalan járás. Jó hatásfok (98%). Több ékszíjjal nagy teljesítmény is átvihető.
Ékszíjhajtás hátrányai A szíjtárcsa a hornyok miatt drágább, mint a laposszíjnál. Több szíj alkalmazása esetén az egyes szíjak terhelése eltérő a szíjhosszúságok tűrése miatt. Savakra és lúgokra érzékeny. 60 Co-ig alkalmazható.
Szíjhossz és tengely állíthatóság számítása A szíjhossz számításánál a laposszíjhajtás képletét használjuk, melyben a dp átmérőket vesszük figyelembe.
(
)
π
Lp = 2 ⋅a + dp1 + dp2 ⋅ 2 sin( α ) =
d2 − d1 2 ⋅a
dp2 − dp1) ( +
2
4 ⋅a
β = π − 2 ⋅α
(α és β rad.)
(
)
Tengely állíthatósága
(
)
Tapasztalat szerint:
a > ( 0.7...2) ⋅ dp1 + dp2
Utánfeszítéshez:
x ≥ 0.03⋅Lp
Felszereléshez:
y ≥ 0.015⋅Lp
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Ékszíjtárcsák szerkezeti kialakítása Forgácsolt hegesztett, öntött.
bp
dp
e
f
Normál méretű ékszíjak MSZ 2531 : ékszíj jellemzői. MI 2534 : ékszíjtárcsák kialakítása.
hp
bo bp
bo = 1 , 6 ⋅ho Gumírozott burkolószövet Pamut,vagy műanyag szálak
ho dp
Választható ékszíjak jelei: Z, A, B, C, D, E
Gumimag
Semleges tengely:
hp = 0 , 35 ⋅ho Szíjhossz számítása dp alapján
Normál ékszíj méretezése A méretezés elve azonos a laposszíjhajtáséval: a szíjban ébredő feszültséget korlátozzuk. A szíj típusának és a szíjak számának meghatározását jelenti. Ismert adatok: P, n1, i, a A szíjsebességet felvesszük: v=18…22 m/s. Számítható:
dp1 = 2 ⋅
v ω1
dp2 = i⋅dp1
Lp = ...... , α , β
Választunk egy ékszíjnagyságot és diagrammból megkeressük a szíj által átvihető teljesítményt. Ez fordulatszámtól is függ és b=180 fokra vonatkozik.
Kiszámítjuk, hogy hány szíj szükséges.
z
P
⋅
C2
P 1 C 1 ⋅C 3 ⋅C z
(Ha z túl nagy, akkor nagyobb szíjat választunk.)
C1=1…0,65 : átfogási szögtől függő tényező. C2 : terhelés jellegétől függő tényező. C3 : szíj hosszától függő tényező. Cz : szíjak számától függő tényező.
Keskeny ékszíj (DIN 7753, DIN 2211) Oldalarányok
1
Választható ékszíjak jelei: SPZ, SPA, SPB, SPC
Normál
Keskeny
1,6
1,23
1
Előnyök a normál ékszíjhoz képest Egységnyi keresztmetszettel nagyobb teljesítmény vihető át. Hajlékonyabb, ezért kisebb tárcsaméretek lehetnek. Nagy szíjfrekvencia (80 1/s). Nagy sebesség (40 m/s). Méretezés a normál ékszíjhoz hasonlóan.
Különleges ékszíjak Többsoros ékszíj Lökésszerű terhek esetén kedvező. Nem csavarodhat el. Szennyeződésekre érzékeny.
Fogazott ékszíj Hajlékonyabb, ezért kisebb tárcsaátmérő lehet.
Kettős ékszíj Mindkét oldalával képes hajtani. Akkor használják, ha több hajtott tárcsa is van.
Ékbordás szíj (Poli-V szíj) Laposszíj és ékszíj kombinációja.
Keskeny ékszíj méretezési példa Ismert adatok A hajtógép egy rövidrezárt forgórészű asszinkronmotor. P=45 kW, n1=1450 1/perc, ω1=2·π·n1=152 1/s. A munkagép egy szivattyú. n2=580 1/perc, ω2=2·π·n2=60,7 1/s. Napi 8 óra üzemidő.
Megoldás 1. A c2 terhelési tényező meghatározása. Túlterhelést és dinamikus hatásokat veszi figyelembe. Jegyzet 7.7 táblázatából: c2=1,1 (közepes üzem, P>8 kW, A-jellegű hajtógép). 2. Javasolt szíjnagyság meghatározása. P c2 n1 függvény használatával. P·c2=45·1,1=50 kW, és n1=1450 1/perc adatok alapján SPA jelű szíjat kell választani. A diagramm szerint a kistárcsa jellemző átmérője 180 és 250 mm között legyen. Válasszuk a dp1=250 mm-ert a hosszabb élettartam miatt.
n1 [1/perc]
SPA
SPB
25 0
1600
d
<
800 18
0
<
400 200 4
15
50
P·c2 [kW]
3. Nagytárcsa jellemző átmérője:
i=
n1
=
1450
= 2.5
, áttétel.
n2 580 dp2 = i⋅dp1 = 2.5 ⋅250 = 630 ⋅mm
4. Tengelytáv és szíjhossz:
(
)
a = 0.8 ⋅ dp1 + dp2 = 0.8 ⋅( 250 + 630) = 700 ⋅mm
(
dp2 − dp1 π Lp = 2 ⋅a + dp1 + dp2 ⋅ + 2 4 ⋅a
(
)
)
2
2
π ( 630 − 250) Lp = 2 ⋅700 + ⋅( 250 + 630) + = 2832 ⋅mm 2 4 ⋅700 Lp = 2800 ⋅mm −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Válasszuk a szíjhosszat:
A kerekített szíjhossz miatt módosul a tengelytáv. a = p+
(
2
p −q
p = 0.25 ⋅Lp − 0.393 ⋅ dp2 − dp1
)
p = 0.25 ⋅2800 − 0.393 ⋅( 630 + 250) = 354 ⋅mm
(
q = 0.125 ⋅ d2 − d1 a = 354 +
)
2
2
2
= 0.125 ⋅( 630 − 250) = 18080 ⋅mm
2
354 − 18080 = 681 ⋅mm
A tengelytáv állíthatósága: x ≥ 0.03 ⋅Lp = 0.03 ⋅2800 = 84 ⋅mm -utánfeszítéshez. y ≥ 0.015 ⋅Lp = 0.015 ⋅2800 = 42 ⋅mm -szereléshez.
5. Átfogási szög
d2 − d1
sin(α ) =
2 ⋅a o
=
630 − 250 2 ⋅681 o
= 0.287 o
β = 180 − 2 ⋅α = 180 − 2 ⋅16.2 = 147.6
α = 16.2 o
6. Egy szíjjal átvihető teljesítmény (7.8. táblázat) Átfogási szög tényező: c1=0,91 (7.9. táblázat) Szíjhosszúság tényező: c3=1,02 (7.10. táblázat)
1
n1 = 1450 ⋅ perc
dp1 = 250 ⋅mm
i = 2.5
Lp = 2800 ⋅mm
P1 = 11.2 ⋅kW
o
− − − − − −szíjszám −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 7. Szükséges z=
P ⋅c2 P1 ⋅c1 ⋅c3
=
45 ⋅1.1 11.2 ⋅0.91 ⋅1.02
8. Tárcsa méretei a 7.11. táblázatból
= 4.76
z=5
9. Tengelyhúzás
P
3
45 ⋅10
Mcs = = = 296 ⋅Nm 152 ω1 Mcs 296 = = 2.37 ⋅kN Ft = 0.5 ⋅0.25 0.5 ⋅dp1 Fa = ( 2...2.5) ⋅Ft = 4.74...5.93 ⋅kN
10. Szíjfrekvencia
v=
dp1 2 v⋅zt
⋅ω 1 =
0.25
19 ⋅2
2
⋅152 = 19 ⋅ 1
= = 13.5 ⋅ fh = 2.8 s L
m s
