DSCN0539

112 ). Wytrzymało# przekładni wulcowych

3.9. Nadwyżki dynamiczne zewnętrzne — współczynnik zastosowania K_A

Przekładnie stosowane w napędach maszyn pracują, przynajmniej część swego czasu pracy, w ruchu nieustalonym. Z ruchem nieustalonym związane są przeciążenia, czyli obciążenia przewyższające obciążenie nominalne przekładni. Ze względu na usytuowanie przekładni między silnikiem a układem roboczym, przeciążenia te będą pochodzić zarówno od strony napędzającej, jak i napędzanej. Zależą one głównie od rodzaju silnika napędowego, od rodzaju i charakteru pracy maszyny roboczej, od stosunku mas za i przed przekładnią oraz od warunków eksploatacji.

W układzie napędowym obciążenia pochodzące od strony napędzającej związane są z masami wirujących części silnika, z charakterystyką silnika oraz z charakterem generowania mocy (ciągły - cykliczny). Chwilowym zmianom prędkości kątowej towarzyszą siły od momentów bezwładności wirujących elementów silnika, co może spowodować dodatkowe obciążenie przekładni. Wpływ charakterystyki silnika objawia się np. przy silniku elektrycznym asynchronicznym tym, że podczas rozruchu rozwija on moment rozruchowy przewyższający (nieraz kilkakrotnie) wartość nominalną. Przy zastosowaniu silnika spalinowego należy zwrócić uwagę na to, że moment obrotowy walu silnika nic jest stały w czasie i waha się około wartości nominalnej w zależności od chwilowego położenia tłoków w cylindrach. Nierównomicrność momentu na wale silnika spalinowego, znacznie zmniejszona dzięki zastosowaniu kola zamachowego, zależna jest w głównej mierze od liczby cylindrów w silniku.

Chwilowe obciążenie przekładni zależne jest także od wielkości mas zespołów maszyny roboczej, rozpędzanych podczas rozruchu, i od wartości obciążenia roboczego. Nadwyżki i wahania obciążenia pochodzące od maszyny roboczej występują nie tylko w fazie rozruchu, ale także podczas normalnej, ustalonej pracy, gdyż najczęściej opory robocze nie są równomierne, powodują opóźnienia i przyspieszenia ruchu oraz związane z tym przeciążenia. Także pewne zmiany obciążenia przekładni w stosunku do obciążenia podstawowego mogą wystąpić ze względu na drgania w samym układzie napędowym, związane ze sprężystością wałów, sprzęgieł i pozostałych elementów.

Jeżeli znany jest dokładnie stan obciążenia roboczego i masy wprowadzane w ruch podczas rozruchu, a ponadto jeżeli znana jest charakterystyka silnika oraz charakter pracy maszyny roboczej, to z dość dużym przybliżeniem można na drodze analitycznej określić rzeczywiste obciążenia w trakcie rozruchu oraz w okresie ustalonej pracy maszyny. Obliczenia takie są jednak żmudne, łatwo można popełnić błąd przez pominięcie jakiegoś parametru i dlatego korzysta się przeważnie z danych doświadczalnych lub pomiarów eksploatacyjnych, przetwarzanych i podawanych w postaci widma obciążeń.

Do wstępnych obliczeń projektowych i do uproszczonych obliczeń sprawdzających można korzystać z wartości współczynnika zastosowania K_AB podanych w tabl. 5.7 i 5.8, w których uwzględniono rodzaj silnika napędowego i rodzaj maszyny napędzanej. Wartości tego współczynnika zmieniają się w zakresie 1,0 4-2,25, a czasem jeszcze więcej, w zależności od stopnia nicrównomierności ruchu oraz zmienności i udarności obciążeń roboczych.

3.10. Nadwyżki dynamiczne wewnętrzne — współczynnik dynamiczny K_v

Zazębiającą się parę kół zębatych wraz z walami rozpatrujemy jako układ sprężysty, w którym mogą pojawić się drgania wzbudzane w czasie ruchu kół, wskutek błędów podziałki oraz zmiennej sztywności zębów na odcinku przyporu. Towarzyszące temu zjawisku siły masowe traktujemy jako wewnętrzne siły dynamiczne lub nadwyżki dynamiczne. O ich wartości decydują głównie prędkości obwodowe, błędy wykonania i odkształcenia sprężyste. Te ostatnie z kolei zależą od obciążenia nominalnego. Inne parametry, jak np. sztywność wieńca, mają tu znacznie mniejszy wpływ.

Uproszczony model układu drgającego zastępującego przekładnię jednostop-niową przedstawiono na rys. 3.13. Momenty bezwładności mas wirujących, związanych z kołem / i 2, i zredukowanych na ich osie. oznaczono odpowiednio J, i J₂.

a)    b)    c)

Rys. 3.13. Uproszczony model dynamiczny przekładni jednoslopniowej (opis w tekście)

Upraszczając dalej ten układ i sprowadzając go do układu jednomasowego można napisać:

(3.44)

m_rx+kx+c (t) [x —f (OJ =

gdzie m_r jest zredukowaną masą kół zębatych, k — współczynnikiem tłumienia (np.

I — przekładnie zębate