PRETHODNI PRORACUN VRATILA (dimenzionisanje vratila)

Transcript

1 Predet: Mašinski eleenti Proračun vratila strana Dienzionisati vratilo elektrootora sledecih karakteristika: oinalna snaga P = 3kW roj obrtaja n = 400 in Shea opterecenja: Faktor neravnoernosti K =. F l/ l/ F F = 500 = 50 = 00 l = 400 PRETHODI PRORCU VRTIL (dienzionisanje vratila) Otpori oslonaca Given X i = 0 = 0 Yi = 0 + F = 0 l M F + F = 0 + F l = 0 Otpori oslonaca su = 0 = F = 87.5 F Moenti savijanja u karakteristicni presecia M = 0 M = M = 75 l/ l/ F l l M = + + M = 57.5 M = 0 M + M M M astavnik: Sia Pastor e-ail: proachine@neobee.net 6//009

2 Predet: Mašinski eleenti Proračun vratila strana Moent uvijanja u karakteristicni presecia Ugaona brzina ω = π n ω = s P oinalni oent uvijanja T n = T n = ω Merodavni oent uvijanja T = K T n T = Moent uvijanja u karakteristicni presecia T = T T = T = T T = F T = T T = l/ l/ F T = 0 T T T Idealni (svedeni) oent savijanja Materijal vratila C.530 Savojna dinaicka izdrzljivost pri naizenicno proenljivo opterecenju (-) σ D(-)s = 30 Tab..3. str. 44 ME Uvojna dinaicka izdrzljivost pri jednoserno proenljivo opterecenju (0) τ D(0)u = 50 Tab..3.str.44 ME Koeficijent svodjenja napona α σ D(-)s = α = 0.64 τ D(0)u Idealni oenti u karakteristicni presecia su: M i = T M i = F ( ) M i = M + α T M i = ( ) M i = M + α T M i = l/ l/ F M i = M M i = 0 M i M i M i M i astavnik: Sia Pastor e-ail: proachine@neobee.net 6//009

3 Predet: Mašinski eleenti Proračun vratila strana 3 Dienzionisanje vratila Stepen sigurnosti S σ = 4 za naizenicno proenljivo opterecenje Stepen sigurnosti S τ = 3 za jednoserno proenljivo opterecenje σ D(-)s Dozvoljeni napon na savijanje σ d = σ d = 80 S σ τ D(0)u Dozvoljeni napon na uvijanje τ d = τ d = S τ Idealni precnici vratila: d i 3 6 T = d i =.449 Opterecen sao na uvijanje πτ d d i 3 3 Mi = d i =.368 πσ d 3 3 Mi d i = d i = 9.65 πσ d d i d i d i d i d i 3 3 M = d i = 0 Opterecen sao na savijanje πσ d Stvarni precnici vratila: Zbog zleba za klin na estu spojnice d r =.d i d r = standardizovati na veci d = 0 a estu lezaja, precnik vratila treba uskladiti sa standardni precnicia za lezaj d = 5 Precnik vratila na estu rotora elektrootora standardizovati na veci d = 30 a estu lezaja, precnik vratila treba uskladiti sa standardni precnicia za lezaj d = 5 d d d d d i d i d i d i astavnik: Sia Pastor e-ail: proachine@neobee.net 6//009

4 Predet: Mašinski eleenti Proračun vratila strana 4 Dijagrai F l/ l/ F M M + M M T T T M i M i M i M i d d d d d i d i d i d i apoena: crtati u odgovarajucoj razeri! astavnik: Sia Pastor e-ail: proachine@neobee.net 6//009

5 Predet: Mašinski eleenti Proračun vratila strana 5 PROVER VRTIL DIMICKU IZDRZLJIVOST (zavrsni proracun) Vrsio u svi kriticni presecia Presek (sao uvijanje) Dubina zleba za klin t = 3.5 Poluprecnik zaobljenja zleba r = 0.4 r Odnos = 0.4 t Tab str. 07 ME za d = 0 Geoetrijski faktor koncentracije napona zbog zleba za klin α k = 3.6 Sl...c. str. 47 ME Faktor osetljivosti aterijala na koncentraciju napona η k = 0.7 str. 49 ME ( ) η k Efektivni faktor koncentracije napona β kτ = α k + β kτ =.8 Faktor velicine preseka ξ τ = 0.89 Tab..4 str. 49 ME za d = 0 i uvijanje Faktor hrapavosti povrsine ξ = 0.9 Sl..4 str. 50 ME za finu obradu i R = 700 ( d t) 3 π ksijalni otporni oent preseka W x = W x = Polarni otporni oent preseka W 0 = W x W 0 = T apon uvijanja τ = τ = 7.84 W 0 ξ τ ξ Kriticni napon je dinaicka izdrzljivost τ D(0)M = τ D(0)u τ D(0)M = 7.8 β kτ τ D(0)M Stepen sigurnosti na uvijanje S τ = S τ =.6 τ Dozvoljeni stepen sigurnosti Sd =.5 do 3 Usvojeni precnik potpuno zadovoljava proveru stepena sigurnosti. Presek (savijanje i uvijanje) Radijus prelaza precnika ρ = Odnos precnika naslona i precnika rukavca Odnos radijusa i precnika rukavca ρ = 0.04 d d =. d Geo. faktor koncentracije napona zbog prelaza pri savijanju α kσ = Geo. faktor koncentracije napona zbog prelaza pri uvijanju α kτ =.6 Sl..a str. 47 ME ( ) η k ( ) η k Efektivni faktor koncentracije napona pri savijanju β kσ = α kσ + β kσ =.7 Efektivni faktor koncentracije napona pri uvijanju β kτ = α kτ + β kτ =.4 astavnik: Sia Pastor e-ail: proachine@neobee.net 6//009

6 Predet: Mašinski eleenti Proračun vratila strana 6 Faktor velicine preseka pri savijanju ξ σ = 0.9 Faktor velicine preseka pri uvijanju ξ τ = 0.85 Tab..4 str. 49 ME za d = 5 Faktor hrapavosti povrsine ξ = 0.9 Sl..4 str. 50 ME za finu obradu i R = d π ksijalni otporni oent preseka W x = W x = Polarni otporni oent preseka W 0 = W x W 0 = M apon savijanja σ = σ = W x T apon uvijanja τ = τ = W 0 ξ σ ξ Kriticni napon pri savijanju σ D(-)M = σ D(-)s σ D(-)M = β kσ ξ τ ξ Kriticni napon pri uvijanju τ D(0)M = τ D(0)u τ D(0)M = 36.8 β kτ σ D(-)M Parcijalni stepen sigurnosti na savijanje S σ = S σ = 3. σ τ D(0)M Parcijalni stepen sigurnosti na uvijanje S τ = S τ = 7 τ S σ S τ Ukupni stepen sigurnosti vratila na estu S = S = 3. S σ + S τ Dozvoljeni stepen sigurnosti Sd =.5 do 3 Obziro da je stepen sigurnosti preko dozvoljenog podrucja, ogli so usvojiti nesto anji precnik rukavca. Medjuti, ograniceni so precniko provrta lezaja, tako da iao izbor ili 0 (sto je anje od idealnog i nebi zadovoljio stepen sigurnosti) ili usvojenih 5. Presek (savijanje i uvijanje) U ovo preseku nea izvora koncentracije napona! Efektivni faktor koncentracije napona pri savijanju β kσ = Efektivni faktor koncentracije napona pri uvijanju β kτ = Faktor velicine preseka pri savijanju ξ σ = 0.88 Faktor velicine preseka pri uvijanju ξ τ = 0.8 Tab..4 str. 49 ME za d = 30 Faktor hrapavosti povrsine ξ = 0.85 Sl..4 str. 50 ME za finu obradu i R = d π ksijalni otporni oent preseka W x = W x = Polarni otporni oent preseka W 0 = W x W 0 = astavnik: Sia Pastor e-ail: proachine@neobee.net 6//009

7 Predet: Mašinski eleenti Proračun vratila strana 7 M apon savijanja σ = σ =.69 W x T apon uvijanja τ = τ = 4.63 W 0 ξ σ ξ Kriticni napon pri savijanju σ D(-)M = σ D(-)s σ D(-)M = β kσ ξ τ ξ Kriticni napon pri uvijanju τ D(0)M = τ D(0)u τ D(0)M = 7.5 β kτ σ D(-)M Parcijalni stepen sigurnosti na savijanje S σ = S σ = σ τ D(0)M Parcijalni stepen sigurnosti na uvijanje S τ = S τ = 37. τ S σ S τ Ukupni stepen sigurnosti vratila na estu S = S = 0.6 zadovoljava S σ + S τ Dozvoljeni stepen sigurnosti Sd =.5 do 3 Stepen sigurnosti pokazuje da je usvojeni precnik 30 velik i da se oze usvojiti anji. Medjuti, da bi se lezaj provrta 5 ogao osloniti, prinudjeni so na izbor veceg precnika, dakle 30. Presek Proracun vratila Presek (sao savijanje) Obziro da je radni napon u ovo preseku nula, stepen sigurnosti tezi beskonacno. To znaci da so za precnik ogli usvojiti proizvoljno alu vrednost, a provera stepena sigurnosti bi zadovoljila. Iz prakticnih razloga (jeftinija izrada i ontaza), usvojili so ovaj precnik rukavca lezaja isti kao i u osloncu. d α kσ α kτ 3,6,6 - - η k 0,7 0,7 - - β kσ -,7 - β kτ,8,4 - ξ σ - 0,9 0,88 - ξ τ 0,89 0,85 0,8 - ξ 0,9 0,9 0,85 - W x W M ,5 0 T 4,555 4,555 4,555 0 Tabelarni pregled zavrsnog proracuna vratila σ / 0 48,9,7 0 τ / 7,8 8 4,6 0 σ D(-)M / - 54, 39,4 - τ D(0)M / 7,8 36, 7, - S σ - 3, - S τ,6 7 37, - S - 3, 0,6 - astavnik: Sia Pastor e-ail: proachine@neobee.net 6//009