P R O J E K T

SPRZĘGŁA TARCZOWEGO

(SZTYWNEGO, KOŁNIERZOWEGO)

A). Zakres prac projektowych:

1. dobór katalogowy sprzęgła,

2. obliczenia sprawdzające czopów wału,
   śrub złącznych i wpustów

3. rysunek złożeniowy sprzęgła zawierający:

1. przekrój podłużny piast sprzęgła,

2. czopy końcowe wału,

3. przekrój poprzeczny piasty w miejscu osadzenia wpustu,

4. tolerancje i pasowania pow. roboczych sprzęgła

B). Dane początkowe do projektu:

1. - N= 17,4 [kW]

2. - n= 1400 [min^-1]

C). Obliczenia:

1. Obliczenie momentu obrotowego (skręcającego) „M_o” na wale sprzęgła

2. Obliczenie momentu sprzęgła „M_s(obl)”

gdzie:

k₁ - współcz. uwzgl. charakter pracy sprzęgła

k₂ - współcz. czasu pracy sprzęgła

k₃ - współcz. ilości włączeń sprzęgła

Współczynnik k₁=1,2

	Napęd: silnik elektryczny	k1
a	Ruch równomierny bez przyspieszeń mas Wentylatory o N/n < 0,05, wały pędniane.	1
b	Ruch równomierny z małymi przyspieszeniami mas Mechanizmy podnoszenia suwnic montażowych, przenośniki kubełkowe, przenośniki taśmowe i ślimakowe, dmuchawy i kompresory turbinowe, wentylatory o N/n > 0,5 ÷ 0,7.	1,2
c	Ruch równomierny ze średnimi przyspieszeniami mas Mechanizmy podnoszenia suwnic hakowych i magnesowych, mechanizmy jazdy wciągarek suwnic montażowych, dmuchawy, piece obrotowe, przenośniki taśmowe do przewozu drobnicy, bębny kablowe sprężynowe, wciągarki ręczne, pompy odśrodkowe do substancji półciekłych, wentylatory o N/n >0,1, wyciągi osobowe.	1,4

Współczynnik k₂=1

Czas pracy sprzęgła na dobę [godz.]	2-8	8-16	>16
k2	1	1,12	1,25

Współczynnik k₃=1,09

Ilość włączeń sprzęgła [godz]		1-20	20-40	40-80	80-160
				k3
Rodzaj ruchu wg tabl. 13	a	1,2	1,3	1,5	1,6
		b	1,09	1,18	1,37	1,46
		c	1,08	1,17	1,25	1,33

3. Dobór katalogowy sprzęgła

Dobieramy najbliższą, większą od wartości obliczeniowej momentu, wartość momentu katalogowego sprzęgła, według zasady:

d	D	D	D1	D2	d0	d1	d2	d3	L
30…38	140	150	110	140	65	75	60	50	160
L1	l	l1	l2	l3	b	c	d4	Liczba śrub
80	17	40	20	28	5	6	M10	4
Ms(kat)		d	D max	L1 max		L max
Stal	Żeliwo					1	2	1	2
0,16	-	38	130	80	58	170	120

4. Obliczenie śrub złącznych sprzęgła

• WARIANT I - śruby ciasno pasowane

Uwaga: śruby ciasno pasowane liczymy z warunku na ścinanie

1. Naprężenia ścinające

gdzie:

R_et = 0,6 ·R_e ; x_Q = 4

R_et - granica plastyczności dla ścinania

R_e - granica plastyczności dla rozciągania

x_Q - współcz. bezpieczeństwa dla obciążeń jednostronnie zmiennych

P - siła tnąca na obwodzie rozmieszczenia śrub

F - sumaryczna powierzchnia przekroju śrub

zatem:

2. Dobór klasy własności mechanicznych śrub złącznych

Dobieramy najbliższą, większą od wartości obliczeniowej „R_e”, wartość tabelaryczną „R_e(tab)” - według zasady:

Przyjmuje:

Klasa właściwości mechanicznych : 3,6

Własności mechaniczne śrub i wkrętów wg PN/M - 82054

Lp	Własności mechaniczne		Klasy własności mechanicznych
						3.6	4.6	4.8	5.6	5.8	6.6	6.8	6.9	8.8	10.9	12.9	14.9
	1	Rm [kG/ mm^2]	min	34	40		50		60			80	100	120	140
				max	49	55		70		80			100	120	140	160
	2		HB	min	90	110		140		170			225	280	330	390
				max	150	170		215		245			300	365	425	-
			HRB	min	49	62		77		88			-	-	-	-
				max	82	88		97		102			-	-	-	-
			HRC	min	-	-		-		-			18	27	34	40
				max	-	-		-		-			31	38	44	49
3	Remin N/ mm^2	Re (Ro2)	180	240	320	300	400	360	480	540	640	900	1080	1260

5. Obliczenie (sprawdzające) średnicy czopów wału sprzęgła

Czopy wałów sprzęgła obciążone są wyłącznie momentem skręcającym „M_s”, zatem musi być spełniony warunek wytrzymałości czopów wału sprzęgła na skręcanie w postaci:

gdzie:

W_o - wskaźnik wytrz. przekroju na skręcanie

k_s - naprężenia dopuszczalne na skręcanie

Materiały na wałki sprzęgłowe

Materiał	Stal	kgo N/ mm^2	ksj N/ mm^2	Zgo N/ mm^2	Zso N/ mm^2	Zsj N/ mm^2	Res N/ mm^2	Rm N/ mm^2
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Stale węglowe zwykłej jakości	St4	53	62	180	110	220	160	470
		St5	60	69	240	130	280	180	560
		St6	66	75	280	150	320	220	660
		St7	72	84	320	190	380	260	775
	Stale węglowe wyższej jakości do ulepszania cieplnego	35(T)	70	79	250	150	300	230	600
		45(T)	78	88	280	170	340	260	670
		55(T)	86	97	300	200	400	280	735
		65(T)	92	105	300	200	400	280	795
	Stale węglowe do nawęglania	10(H)	67	75	220	110	220	160	395
		20(H)	72	97	200	120	240	200	470
	Stale stopowe do nawęglania	15H	75	118	300	180	350	300	700
		20H	98	125	340	210	400	380	800
		15HGM	102	130	420	250	460	480	950
		15HN	108	135	400	240	460	500	100
		18H2N2	130	165	-	-	-	-	-
	Stale stopowe do ulepszania	30H	98	125	500	230	560	400	900
		40H	108	130	600	320	650	480	1000
		50H	120	150	620	330	680	540	1100
		40HM	114	145	-	-	-	-	-
		50HN	120	150	-	-	-	-	-
		35HGS	180	226	440	500		460	1650

6. Obliczenie (sprawdzające) wpustów na czopach wału sprzęgła

1. Przyjęcie wymiarów poprzecznych wpustu (z szeregu nr 1 norm na wpusty)

Przyjmuje: 10x8=f(40)

Dopuszczalne naciski w połączeniach wpustowych [N/mm²]

Materiał		Połączenia spoczynkowe	Połączenia ruchowe
Wpust	Piasta	pdop [N/mm^2]	pdop [N/mm^2]
St6 St7	żeliwo szare	30  	20  
St6 St7	stal staliwo	60  
St7	stal czop i piasta utwardzone	200  	Wszystkie powierzchnie ślizgowe utwardzone HRC ≥    

Wymiary wpustów wg PN/M-85005

Zakres średnic d				Głębokość s	Wymiary wpustu b x h	a
Szereg
1 do	2 do	3 do	4 do
1	2	3	4	5	6	7
6  				1.2	2 x 2	0.2
10	10  			1.8	3 x 3	0.3
14	18	18  		2.5	4 x 4	0.4
18	24	30	30  	3	5 x 5	0.5
24	30	40	70	3.5	6 x 6	0.6
30	40	50	80	4	8 x 7	0.8
40	50	70	100	4.5	10 x 8	0.8
45	60	90	120	4.5	12 x 8	0.8
50	70	100	140	5	14 x 9	1
60	80	120	160	5	16 x 10	1
70	90	140	180	6	18 x 11	1.2
80	100	160	200	6	20 x 12	1.2
100	120	180	250	7	24 x 14	1.6
120	150	220	300	8	28 x 16	1.6
140	180	260	350	9	32 x 18	2
160	240	300	400	10	36 x 20	2
180				11	40 x 22	2
200				12	45 x 25	2
Normalne długości wpustów wynoszą: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110 Zakresy średnic wałów d przyjmuje się: 1 - w konstrukcjach ogólno maszynowych, 2 - w budowie obrabiarek i turbozespołów przy jednym wpuście, 3 - j.w., gdy obciążenie złącza nie przekracza 1/3 wytrzymałości skrętnej wału oraz przy dwóch wpustach, 4 - we wszystkich konstrukcjach, gdy obciążenie złącza nie przekracza 3/4 wytrzymałości skrętnej wału.

2. Obliczenie wpustu z warunku na naciski powierzchniowe

(p_dop = 60÷90 N/mm²)

Przyjmuje p_dop =70[N/mm²]

WARIANT - A

skąd:

l - całkowita długość wpustu (podlega normalizacji wg PN)

l = l₀ + b [mm]=25,93[mm]+10[mm]=35,95[mm]

l - przyjmuje 40[mm]

l_p - długość piasty sprzęgła (wg PN)

l_p = l + 10 mm ≤ L₁ + b - l₂ [mm]

l_p =40[mm] + 10 [mm]=50[mm]

L₁ + b - l₂ =80[mm]+10[mm]-20[mm]=70[mm]

Warunek spełniony:

50[mm] ≤ 70[mm]

6

]

[

2

)

(

0

mm

p

s

d

M

l

dop

obl

s







≥

---