Dane |
Obliczenia |
Wynik |
N = 15 kW
n = 1000obr/min
k = 1,2
x=3,5
d = 28mm kc = 425 MPa n=2
|
Obliczenie średnicy wału.
1.1. Obliczenie nominalnego momentu obrotowego.
M = 1.2. Obliczenie maksymalnego momentu obrotowego.
Mo = Mk = 143,25 1,2 = 171,9 Nm
1.3. Obliczenie średnicy wału biernego.
Przyjmuję materiał na wał stal C45 o następujących własnościach: Re = 430 MPa, Rm = 800 MPa, Zsj = 365 MPa Zakładam współczynnik bezpieczeństwa x=3,5
ksj =
=
d ≥
Ze względu na osłabienie wpustem zwiększam średnicę wału o 25% i do dalszych obliczeń przyjmuję d = 28 mm
1.5 Obliczenie wymiarów wpustu .
Według normy PN-70/M-85005 dobrano wstępnie wpust bxh = 8x7 mm Przyjmuję materiał na wpust stal E335, dla której pdop=116MPa
p =
Przyjmuję wpust o dł. 16 mm.
2 Obliczenie średnicy wału czynnego
Na podstawie katalogu firmy ABRA-G dobieram silnik o mocy N=15 kW o prędkości znamionowej n = 975obr/min
Dwału=42 mm Dobieram długość czopa końcowego L=82mm
2.1 Obliczenie wymiarów wpustu .
Według normy PN-70/M-85005 dobrano wstępnie wpust bxh = 12x8 mm Przyjmuję materiał na wpust stal E335, dla której pdop=116MPa
p =
Przyjmuję wpust o dł. 16 mm. |
M=143,15Nm
Mo = 171,9 Nm
Re=430MPa, Rm=800MPa Zsj=365 MPa ksj =104,29MPa
d = 28 mm
b=8mm h=7mm
lo = 16mm
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
= 0,1 Pdop=7 MPa
Dz=101mm Dw=67mm |
Przyjęto, ze sprzęgło jest zanurzone w oleju, a płytki są wykonane ze spieków metalowych po stali hartowanej. Dobrano wartość podstawowych własności zastosowanego materiału µ=0,1 pdop= 2-8 MPa tdop=4000C
Do=3·dw=3·0,028=0,084 Do obliczeń przyjmuję pdop=7MPa
3.1 Obliczenie szerokość powierzchni ciernej
b=0,2Do=0,2·0,084=0,0017m
3.2 Obliczenie średnic wewnętrznych i zewnętrznych powierzchni tarcia
` 3.3 Obliczenie liczby płytek
Zakładam ilość płytek i=6, dla którego μ=0,91
Przyjmuje ilość płytek płytek i=5 Dla tej ilości płytek μ=0,94
|
Dz = 101 mm Dw = 67 mm
i = 5
v = 4,4m/s
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
Rs=42,57mm Dz=101mm Dw=67mm i=4 = 0,1 pdop=7MPa
Dz=101mm Dw=67mm
|
3.6 Obliczenie średniego nacisku pomiędzy tarczami ciernymi
Warunek został spełniony
4 Obliczenia dźwigni.
Przyjęto materiał na dźwignie stal sprężynowa stopowa 50SG o następujących własnościach
Rm = 1100 MPa, Re = 950 MPa kc = 237,5 MPa kg = kc
E = 2,06105 MPa
4.1 Obliczenie potrzebnej siły dociskającej
Ds = =
Pw =
Przyjęto trzy dźwignie, więc siła przypadająca na jedną wynosi
Pw1 =
|
Rs=42,57mm
Rm=100MPa, Re = 950 MPa kc= 237,5 MPa
Ds = 85,15 mm
Pw =10111,76N
Pw1 = 3370,59N
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
|
b = 80 mm E=2,06105 MPa fmax = 5 mm PN1 = 1043 N
|
4.2 Wstępne ustalenie wymiarów charakterystycznych dzwigni.
Długość ramienia poziomego dźwigni b = 80 mm Długość ramienia pionowego dźwigni h = 15 mm Odległość a = 8 mm Wysokość e = 8 mm Kąt = 30 Średnica sworznia d = 8 mm c=65mm
4.3 Obliczenie siły maksymalnej jaką potrzebna do nasunięcia nasuwy
PN = Pw
4.4 Obliczenie siły przypadającej na jedną dźwignię.
PN1 = Składowe siły działające na jedną dźwignię wynoszą
4.5 Obliczenie ugięcia końca dźwigni przyjmuję fmax = 5 mm, bd/hd= 2
bd ,hd—Szerokość i wysokość przekroju dźwigni w punkcie podparcia (przekrój p-q) E-moduł sprężystości podłużnej
bd = 2hd = 26,3= 12,6 mm |
PN =1588,83 N
PN1 = 529,61 N
Pr1 =789,12 N
hd=6,3mm
bd=12,6mm
|
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
|
Rm = 600 MPa, Re = 300 MPa kt = 89 MPa, pdop = 107 MPa
|
4.6 Sprawdzenie wymiarów dźwigni z warunków wytrzymałościowych w przekroju p-q.
Przekrój jest zginany, ściskany oraz ścinany. Wartości poszczególnych naprężeń wynoszą
σg =
σc =
Obciążenia zastępcze wynoszą:
5. Obliczenia sworznia.
Przyjmuję materiał na sworzeń stal E295 o następujących własnościach Rm = 600 MPa, Re = 300 MPa kt = 89 MPa, pdop = 107 MPa
5.1. Obliczenie obciążenia sworznia.
Ps =
5.2 Sprawdzenie sworznia z warunku na ścinanie
t =
t = 39,5 MPa < kt = 89 MPa warunek został spełniony
|
σg=564,56MPa
σc = 6,67 MPa
τt=9,94 MPa
Ps = 3969,1N
t = 39,5 MPa
|
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
|
n=1000obr/min M0 =171,9 Nm
tw = 1,5 s
Lq = 13494,58J |
5.3. Sprawdzenie sworznia z warunku na naciski powierzchniowe
p =
p = 39,37MPa < pdop = 107 MPa
warunek został spełniony
6 Obliczenia sprzęgła ze względu na warunki termiczne.
6.1 Obliczenie ilości ciepła, która wydzielonego w czasie jednego włączenia się sprzęgła.
Lq = 0,5M00tw
0 - prędkość kątowa obu członów w momencie wyrównania prędkości tw - czas jednego włączenia
0 = =
Przyjmuję tw = 1,5s Lq = 0,5Ms0tw = 0,5171,9104,671,5 = 13494,58J
6.2. Obliczenie wydzielonej mocy tarcia
przyjmuję ilość włączeń w 1 godz. w = 20 h-1
Qd =
Fs - pole zastępczej pow. odprowadzającej ciepło Fs = 2rs li rs - promień zastępczy
l1 = 40 mm r1 = 40 mm l2 = 80 mm r2 = 65 mm l3 = 70 mm r3 = 55 mm l4 = 30 mm r4 = 24 mm l2 = 80 mm r2 = 65 mm l3 = 70 mm r3 = 55 mm l4 = 30 mm r4 = 24 mm
|
p =39,37MPa
0=104,67s-1
Lq = 13494,58J
Qd = 74,97 W
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
Ds = 64,45 mm n = 3000 obr/min
t0 = 20˚C Qd=341,5W ς = 3000 Fs = 0,071 m2
|
rs = = = 51,7 mm
Fs = 2rs li = 251,7(40 + 80 + 70 + 30)
Fs = 71465 mm2= 0,071 m2
qd = =
6.4 Obliczenie temperatury powierzchni zewnętrznej sprzęgła.
Przyjmuję: - temperatura otoczenia t0 = 20˚C
Współczynnik opływu powietrza ξ = 1 + 2,5 Vs - prędkość obwodowa średniej średnicy sprzęgła
Vs = =
ξ = 1 + 2,5
t = t0 + ()1/1,3
t = 20 +
Jest to temperatura niższa od założonej w projekcie (700C) więc warunek został spełniony
|
rs= 51,7 mm
Fs = 0,071 m2
qd=7183 W/m2
Vs = 10,12 m/s
t = 64,61˚C |
7. Literatura
1. J. Reguła, W. Ciania „PKM - materiały pomocnicze do projektowania”, Olsztyn 1979
2. Praca zbiorowa „Mały Poradnik Mechanika”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1996.
8