Mn = 125 Nm
k = 2, 08
$$i = 4\ \frac{1}{\text{min.}}$$
|
Obliczanie momentu obliczeniowego:
Mo = Mn • k = 125 • 2, 08 = 260 Nm
gdzie:
k1 = 1, 50 - współczynnik dla obrabiarki
k2 = 1, 00 – wartość współczynnika poślizgu
k3 = 0, 72 – współczynnik zależny od liczby włączeń $\left\lbrack \frac{1}{h} \right\rbrack$
k3 = 1 − 0, 002 • (i−igr.) ≤ 1
gdzie:
igr. = 50 ÷ 100
przyjmuje:
igr. = 100
k3 = 1 − 0, 002 • (240−100) = 0, 72 ≤ 1
Całkowity współczynnik przeciążenia będzie miał wartość:
$$k = \frac{k_{1}}{k_{2} \bullet k_{3}} = \frac{1,50}{1,00 \bullet 0,72} = 2,08$$
|
Mo = 260 Nm
k = 2, 08
|
Mo = 260 Nm
ksj = 95 MPa
|
Obliczanie średnicy wału:
Przyjmuje materiał konstrukcyjny wału – stal C45 dla której dopuszczalne naprężenia wynoszą.ksj = 95 MPa
Z warunku na naprężenia skręcające wyznaczamy średnicę wału:
$$d_{w} \geq \sqrt[3]{\frac{5 \bullet M_{o} \bullet 10}{\bullet}^{3}} = \sqrt[3]{\frac{16 \bullet 260 \bullet 10^{3}}{\pi \bullet 95}} = 24,1\ mm$$
Ze względu na osłabienie wpustem średnicy czopa wału, przyjmuje dw = 30 mm |
dw = 30 mm
|
Mo = 260 Nm
dw = 30 mm
b = 10 mm
h = 8 mm
pdop = 116 MPa
|
Obliczanie połączenia wpustowego:
Połączenie wpustowe z charakterystycznymi wielkościami. Rozkład sił działających na wpust.
$$F = \frac{2 \bullet M_{o}}{d_{w}} = \frac{2 \bullet 260}{0,03} = 17333\ N$$
Przyjmuję wymiar wpustu b × h według normy PN/M-85005 dla średnicy dw = 30 mm równy 10 × 8. Materiał na wpust przyjmuje stal E335 dla której pdop = 116 MPa.
Połączenie wpustowe liczymy na naciski powierzchniowe, zatem:
$$p = \frac{F}{l_{0} \bullet \frac{h}{2} \bullet a} \leq p_{\text{dop}}$$
gdzie:
l0-czynna długość wpustu
h -wysokość wpustu
a- liczba wpustów (przyjmuje a = 1)
Więc czynna długość wpustu l0 będzie wynosić:
$$l_{0} \geq \frac{2 \bullet F}{h \bullet a \bullet p_{\text{dop}}} = \frac{2 \bullet 17333}{0,008 \bullet 1 \bullet 116 \bullet 10^{6}} = 0,037\ m = 37\ mm$$
l = l0 + b = 37 + 10 = 47 mm
Według wyżej podanej nomy przyjmuje długość normalną wpustu równą l0 = 50 mm. |
F = 17333 N
l0 = 50 mm
|
dw = 30 mm
|
Obliczanie wymiarów okładzin ciernych tarcz sprzęgłowych:
Grubość ścianki tulei stalowej na której osadzone są tarcze sprzęgłowe:
g = 0, 3 • dw + 10 mm = 0, 3 • 30 + 10 = 19 mm
Przyjmuje grubość ścianki równą g = 20 mm
Średnica zewnętrzna tulei:
d = dw + 2 • g = 30 + 2 • 20 = 70 mm
Średnica wewnętrzna okładziny ciernej:
Przyjmuję średnicę wewnętrzną okładziny ciernej Dw = 80 mm
Średnica zewnętrzna okładziny ciernej.
Średnicę zewnętrzną obliczam z zależności:
$$\frac{D_{w}}{D_{z}} = 0,6 \div 0,8$$
$$D_{z} = \frac{D_{w}}{0,6 \div 0,8} = 100 \div 133\ mm$$
Przyjmuje Dz = 130 mm
Rysunek poglądowy z zaznaczeniem wyliczonych średnic. |
g = 20 mm
d = 70 mm
Dw = 80 mm
Dz = 130 mm
|
|
Dobór materiału na tarcze cierne sprzęgłowe:
Dobieram materiał na tarcz cierne – tekstolit.
Przyjmuje, że tarcze będą pracować na sucho.
Współczynnik tarcia na sucho – μ = 0, 4.
Przyjmuje $q_{V} = 0,27\ \frac{\text{cm}^{3}}{\text{kWh}}$
Naciski dopuszczalne pp = 0, 18 MPa
Grubość płytki s = 2 mm
Dopuszczalne zużyciesz = 1 mm
Temperatura dopuszczalne tdop. = 250 |
|
Rz = 0, 5 • Dw = 65 mm
Rw = 0, 5 • Dw = 40 mm
|
Średni promień tarcia:
$$R_{s} = \frac{2}{3} \bullet \frac{R_{z}^{3} - R_{w}^{3}}{R_{z}^{2} - R_{w}^{2}} = \frac{2}{3} \bullet \frac{65^{3} - 40^{3}}{65^{2} - 40^{2}} = 53,5\ mm$$
|
Rs = 53, 5 mm
|
Mt = Mo = 260 Nm
Rs = 53, 5 mm
μ = 0, 4
pp = 0, 18 MPa
|
Obliczanie liczby par ciernych:
Mt ≤ e • pp • F • μ • Rs
Po przekształceniu:
$$e \geq \frac{M_{t}}{F \bullet R_{s} \bullet \mu \bullet p_{p}}$$
Gdzie:
Mt – moment tarcia
F – powierzchnia tarcia
Rs – średni promienia tarcia
pp – naciski powierzchniowe dopuszczalne dla płytki
μ - współczynnik tarcia
Gdzie powierzchnia tarcia będzie wynosiła:
F = π • (Rzz−Rw2) = π • (652−402) = 8250 mm2
Czyli liczba par ciernych wyniesie:
$$e \geq \frac{260 \bullet 10^{3}}{8250 \bullet 53,5 \bullet 0,4 \bullet 0,18} = 8,2$$
Przyjmuje e = 10
Całkowita liczba płytek będzie wynosić:
u = e + 1 = 10 + 1 = 11
|
F = 8250 mm2
e = 10
u = 11
|
Mo = 260 Nm
$$n = 2500\ \frac{\text{obr.}}{\text{min.}}$$
tw = 1 s
$$i = 240\ \frac{1}{h}$$
|
Obliczenia cieplne i na zużycie:
Ilość wydzielonego ciepła podczas jednego rozruchu:
Lt ≈ 0, 5 • Mo • ω0 • tw
Gdzie:
$$\omega_{1} = \frac{2 \bullet \pi \bullet n}{60} = \frac{2 \bullet \pi \bullet 2500}{60} = 262\ \frac{1}{s}$$
$$\omega_{0} = 0,92 \bullet \omega_{1} = 0,92 \bullet 262 = 241\ \frac{1}{s}$$
Przyjmuje tw = 1, 5 s.
Zatem:
Lt = 0, 5 • 260 • 241 • 1 ≅ 31330 J
Moc tarcia godzinowa:
$$N_{t} = \frac{L_{t} \bullet i}{3600} = \frac{31330 \bullet 240}{3600} = 2088\ W$$
|
$$\omega_{1} = 262\ \frac{1}{s}$$
$$\omega_{0} = 241\ \frac{1}{s}$$
Lt = 31330 J
Nt = 2088 W
|
D = 160 mm
S = 75 mm
|
Obliczanie powierzchni wymiany ciepła:
Na podstawie wstępnie stworzonego rysunku określam długość sprzęgła S = 75 mm oraz zewnętrzną średnicę D = 160 mm.
$$A_{\text{CH}} \approx \pi \bullet D \bullet S + \frac{\pi}{4} \bullet D^{2} = \pi \bullet 0,075 \bullet 0,160 + \frac{\pi}{4} \bullet {0,160}^{2} = 0,040\ m^{2}$$
|
ACH = 0, 040 m2
|
Ds = 105 mm
$$n = 2500\ \frac{\text{obr.}}{\text{min.}}$$
|
Obliczanie współczynnika wymiany ciepła:
Obliczanie prędkości obwodowej powierzchni odprowadzającej ciepło:
$$v_{\text{CH}} = \frac{\pi \bullet D_{s} \bullet n}{60} = \frac{\pi \bullet 0,105 \bullet 2500}{60} = 13,74\ \frac{m}{s}$$
Obliczanie współczynnika wymiany ciepła:
$$\alpha_{\text{CH}} \approx 5,2 + 7 \bullet \sqrt[4]{v_{\text{CH}}^{3}} = 5,2 + 7 \bullet \sqrt[4]{{13,74}^{3}} = 55,2\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$
|
$$v_{\text{CH}} = 13,74\ \frac{m}{s}$$
$$\alpha_{\text{CH}} = 55,2\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$
|
|
Obliczanie temperatury sprzęgła:
$$T_{\text{max.}} = \frac{N_{t}}{\alpha_{\text{CH}} \bullet A_{\text{CH}}} = \frac{2088}{55,2 \bullet 0,040} =$$
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|