Projekt z przedmiotu
PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN
Temat:
„Wielopłytkowe sprzęgło cierne”
Przygotował:
Szczepan Pelc,
Grupa 13M3,
Rok akademicki: 2013/2014
Początkowe dane do projektu:
System włączania: elektromagnetyczne
Numer tematu: 3
Nominalna moc: No=13 [kW]
Nominalne obroty: no=1450 [obr/min]
Współczynnik przeciążenia: k= 1,4
Liczba włączeń: w=15 [h-1]
PLAN OBLICZEŃ
| Dane | Obliczenia | Wyniki |
|---|---|---|
No=13 [kW] no=1450 [obr/min] k= 1,4 |
1.Wyznaczenie maksymalnego momentu oporowego Mu i przyjęcie obliczeniowego momentu obrotowego M. Mo= 9550·$\frac{\text{No}}{\text{no}}$ = 9550·$\frac{13\ kW}{1450\ obr/min}$ = 85,6 N·m = 85600 N·mm Mu= k·Mo = 1,4·85600 N·mm = 119840 N·mm M = Mu |
Mo= 85600 N·mm Mu= 119840 N·mm M = 119840 N·mm |
Materiał wałka: stal C45, zsj= 340MPa x= 3,5÷5 przyjmuje x= 4 M = 119840 N·mm π= 3,14 |
2.Obliczenie i przyjęcie znormalizowanej średnicy wałka, przyjęcie znormalizowanego wymiaru wpustu b x h. τ ≤ ksj, τ = $\frac{M}{\text{Wo}}$ = $\frac{16M}{\pi d\hat{}3}$ , => d ≥$\sqrt[3]{\frac{16M}{\pi \text{ksj}}}$ ksj = $\frac{\text{zsj}}{x}$ = $\frac{340\ MPa}{4}$ = 85MPa d ≥$\sqrt[3]{\frac{16 119840\ N mm}{3,14 85\ MPa}}$ d ≥ 19,3 mm PN/M-85000 dPN ≥ d + 2s PN/M-85005 s=4 8 x 7 dPN = 28mm, 28mm ≥ 19,3mm + 2·4mm => 28mm ≥ 27,3mm Warunek został spełniony |
ksj = 85MPa dPN = 28mm |
Materiał na wpust: stal E360 kt = 97MPa pdopw = 120MPa M = 119840 N·mm dPN = 28mm s = 4 h = 7 |
3.Obliczenie i dobranie długości wpustu L. Schematy zniszczenia: I. P1 = $\frac{2M}{\text{dPN}}$ = $\frac{2 \bullet 119840N mm}{28mm}$ = 8560 N, F1 = b·L1, τ= $\frac{P1}{F1}\ $≤ kt, $\frac{P1}{b L1}\ $≤ kt => L1 ≥ $\frac{P1}{b \bullet \text{kt}}$ L1 ≥ $\frac{8560N}{8 97\text{Mpa}}$ L1≈11mm II. P2 = $\frac{M}{\frac{\text{dPN}}{2}\ - \frac{\ s}{2}}$ = $\frac{119840\ N \text{mm}}{\frac{28\text{mm}}{2}\ - \frac{\ 4\text{mm}}{2}}$ ≈ 9986,7N, F2 = S·L2, pww = = $\frac{P2}{F2}\ $≤ pdopw, $\frac{P2}{s L2}\ $≤ pdopw => L2 ≥ $\frac{P2}{s \text{pdopw}}$ L2 ≥ $\frac{9986,7N}{4\text{mm} 120\text{MPa}}$ L2≈ 20,8mm III. P3 = $\frac{M}{\frac{\text{dPN}}{2} + \frac{\ h - s}{2}}$ = $\frac{119840\ N mm}{\frac{28mm}{2} + \frac{\ 7mm - 4mm}{2}}$ ≈ 7731,6 N, F3=(h-s)L3, pww = = $\frac{P3}{F3}\ $≤ pdopw, $\frac{P3}{(h - s) L3}\ $≤ pdopw => L3 ≥ $\frac{P3}{(h - s) pdopw}$ L3 ≥ $\frac{7731,6\ N}{(7mm - 4mm) 120MPa}$ L3≈ 21,5mm L=max{11; 20,8; 21,5}, LPN ≥ L + b, LPN ≥ 21,5mm+ 8mm LPN ≥ 29,5mm LPN = 32mm |
P1 = 8560 N L1≈11mm P2 = 9986,7 N L2≈ 20,8mm P3 = 7731,6 N L3≈ 21,5mm LPN = 32mm |
dPN = 28mm dwz = 18mm Dzwz = 60mm Dwwz = 30mm |
4.Dobór średnic czynnych powierzchni ciernych w oparciu o wzór i w oparciu o proporcje. $\frac{\text{dPN}}{\text{dwz}}$ = $\frac{\text{Dz}}{\text{Dzwz}}$ => Dz = $\frac{dPN Dzwz}{\text{dwz}}$ = $\frac{28mm 60mm}{18mm}$ = 93,3mm ≈ 94mm $\frac{\text{dPN}}{\text{dwz}}$ = $\frac{\text{Dw}}{\text{Dwwz}}$ => Dw = $\frac{dPN Dwwz}{\text{dwz}}$ = $\frac{28mm 30mm}{18mm}$ = 46,6mm ≈ 46mm |
Dz = 94mm Dw = 46mm |
Dz = 94mm Dw = 46mm π = 3,14 |
5.Obliczenie czynnej powierzchni tarcia. F = $\frac{\pi}{4}$ (Dz2 – Dw2) = $\frac{3,14}{4}$ (942mm2 – 462mm2) = 5275,2mm2 |
F = 5275,2mm2 |
Dz = 94mm Dw = 46mm |
6.Obliczenie średniego promienia tarcia. Rśr = $\frac{1}{3}$ $\frac{Dz^{3} - \ Dw^{3}}{Dz^{2} - \ Dw^{2}}$ = $\frac{1}{3}$ $\frac{94^{3}mm^{3} - 46^{3}mm^{3}}{94^{2}mm^{2} - \ 46^{2}mm^{2}}$ ≈36,4mm |
Rśr = 36,4mm |
Sprzęgło ,,mokre”, tak więc µ = 0,16 π = 3,14 Rśr = 36,4mm no=1450 [obr/min] |
7.Przyjęcie współczynnika tarcia spoczynkowego µ i dopuszczalnych nacisków na powierzchni płytek. Vśr = $\frac{\pi \bullet Rsr \bullet no}{30000}$ = $\frac{3,14 \bullet 36,4mm \bullet 1450obr/min}{30000}$ ≈ 5,5m/s Vśr ≤ 10m/s ,tak więc N = 2 W/mm2 |
Vśr = 5,5m/s N = 2 W/mm2 |
Rśr = 36,4mm µ = 0,16 F = 5275,2mm2 Vśr = 5,5m/s N = 2 W/mm2 Mu= 119840 N·mm |
8.Obliczenie liczby par powierzchni ciernych. S·µ·po·F·Rśr ≥ Mu => S ≥ $\frac{\text{Mu}}{\mu \bullet po \bullet F \bullet Rsr}$ po·Vśr ≤ N => po ≤ $\frac{N}{Vsr}$ po ≤ $\frac{2\ W/mm^{2}}{5,5\ m/s}$ ≈ 0,36 MPa po = 0,36MPa S ≥ $\frac{119840\ N mm}{0,16 0,36MPa 5275,2mm^{2} 36,4mm}$ ≈ 10,8 S = 12 => 13 płytek, 7 wewnętrznych i 6 zewnętrznych |
po = 0,36MPa S = 12 |
po = 0,36MPa F = 5275,2mm2 |
9.Wyznaczenie maksymalnej siły włączającej. Qwł = (1,15÷1,30)Q Q = po·F = 0,36MPa · 5275,2mm2 = 1899,1 N Qwł = 1,25 · 1899,1 N = 2373,9 N Qowł ≈ Qwł |
Q = 1899,1 N Qowł = 2373,9 N |
x = 1,25 Qowł = 2373,9 N F = 5275,2mm2 |
10.Obliczenie rzeczywistej siły włączającej. Qrz = $\frac{Qowl}{x}$ = $\frac{2373,9N}{1,25}$ = 1899,1 N prz = $\frac{\text{Qrz}}{F}$ = $\frac{1899,1\ N}{5275,2mm^{2}}$ = 0,36MPa |
Qrz = 1899,1 N prz = 0,36MPa |
prz = 0,36MPa Vśr = 5,5m/s N = 2 W/mm2 |
11.Warunek nieprzegrzewania się sprzęgła. prz · Vśr ≤ N => 0,36MPa · 5,5m/s ≤ 2 W/mm2 => 1,98 W/mm2 ≤ 2 W/mm2 |
Warunek został spełniony |