PRORAČUN PUŽNIH PRIJENOSA

Transcript

1 FAKULTET ELEKTROTEHNIKE, STROJARSTVA I BRODOGRADNJE U SLITU Dair Jelaska Srđan odrug RORAČUN UŽNIH RIJENOSA (Uputstvo) Split, veljača 8.

2 . DIMENZIONIRANJE UŽNOG RIJENOSA Ukoliko nije poznat osni razak, ože se izračunati približno, ako se kao jerodavno za proračun uze zagrijavanje reduktora, odnosno odvođenje topline. U prvo približenju ože se satrati da ogućnost hlađenja raste s kvadrato razaka osovina, ili da je razak osovina proporcionalan drugo korijenu prenošenog učina. rea Lindner-u je: gdje je : a C C i M a osni razak, u C i faktor utjecaja prenosnog odnosa, C i +i C M faktor aterijala, tablica I C n faktor brzine vrtnje C n C n n +,8 za prenose bez ventilatora na osovini puža, tj. C n n + 6 za prenose s ventilatoro na osovini puža. Forule vrijede za kućište s rebria za hleđenje i to bare u području kojeg oplakuje ulje. snaga na osovini puža, u kw n brzina vrtnje osovine puža, u in -. Na ovaj način određen osni razak vrijedi za trajni pogon. Kod interitirajućeg pogona a se sanjuje, ali ne za više od %. reporuča se osni razak zaokružiti na standardnu vrijednost. Kada se ovako ili na neki drugi način (prea iskustvu ili prea uvjetia gradnje) odredi (ili izabere) osni razak, pristupa se utvrđivanju ostalih dienzija. rethodno se vojnost puža z i broj zubi pužnog kola z izaberu prea sjernicaa iz tabele II. Kod izbora z treba voditi računa o podrezivanju korjena zuba, koje je za A- puž najkritičnije i nastupa ako nije zadovoljen uvjet h sin k z α gdje je : h k visina glave zuba. h k za γ z 3 in 5 ; h k n za

3 γ >5 odul ( u aksijalno presjeku puža); bira se iz reda standardnih odula α zahvatni kut (kut dodirnice) u čeono presjeku pužnog kola (aksijalno presjeku puža); tanα n α arctan cosγ α n zahvatni kut u noralno presjeku. Uzia se α za γ 5 ; α n,5 za γ 5... ; γ γ kut uspona na srednje projeru puža: z γ arctan z F z f faktor oblika puža; z 6... (ax. 6). f n α n 5 za Ukoliko je z < z in, da bi se izbjeglo podrezivanje, potreban je poak profila pužnog kola: z sin α n x ξ cosγ 3 cos γ gdje je: ξ faktor visine zuba alata; ξ,7..., γ kut uspona na diobeno projeru puža; z γ arctan. d Za N, K i E puž je z in nešto veći, ali se zbog sigurnosti ože računati prea navedeno izrazu. riliko izbora z i z treba voditi računa o izradi: Ako je z / z cijeli broj, izrada odvalni glodalo daje bolje rezultate kod urađivanja. Ako se ozubljenje kola izrađuje leteći nože, izrada će biti lakša i uređivanje bolje ako z / z nije cijeli broj. ored toga treba iati na uu da veći z rezultira irniji prijenoso, ali anjo nosivošću boka i korjena zuba. rea standardu AGMA ože se srednji projer pužnog vijka d izračunati iz uvjeta iniua gubitaka: d,85, a. 673 Nieann preporuča izbor projera jezgre pužnog vijka (podnožni projer) prea:,85 d f, 6 a, pa je onda d d,. f + 4

4 Sada se ože izračunati i odul: a d f z +,4 gdje je : z srednji broj zubi pužnog kola; z z + x. Kod ovog proračuna ože se uzeti z z. Kada se odul zaokruži za standardnu vrijednost, definitivna dienzija podnožnog projera puža je (, z ) d +. f a 4 Ako je pužno glodalo unaprijed određeno, tie je definiran i pužni vijak (d, z i ), pa treba izračunati srednji projer pužnog kola i osni razak te ostale jere kao ranije. d z d + d a Dalje se računaju definitivne jere: rojer preko glave puža: d h k d + rojer preko glave pužnog kola d h k d + rojer preko korjena pužnog kola d, 4h f d Diobeni projer pužnog kola d o z Diobeni projer puža d o o k k a d. Širina ozubljenja uzia se približno b,5 z. + Računska širina pužnog kola (na srednje projeru) je k b,45( d + 6),45( z 6), F + 3

5 d gdje je: z F faktor oblika puža; z F. Stvarna širina vijenca pužnog kola uzia se b b za kolo iz kositrene bronce b b, 8 za kolo iz Al-bronce + Dužine srednjeg luka vijenca pužnog kola: ) b, b za kolo iz kositrene bronce ) b, 7b za kolo iz Al-bronce. Nakon završenog postupka dienzioniranja, potrebno je kontrolirati sigurnost pužnog reduktora obziro na zagrijavanje (teperaturu ulja), čvrstoću bokova, progib osovine puža i lo u korijenu zuba pužnog vijka. b d dk dv df b b 4

6 . GRANICE OTEREĆENJA UŽNOG RIJENOSA. Granična snaga obziro na zagrijavanje Mehanički gubici kod prijenosa snage u pužno reduktoru pretvaraju se u toplinu. Da uslijed toga ne bi teperatura ulja prešla dopuštenu granicu od 9 C (aksialno C), snaga koja se prenosi ne sije prijeći sljedeće granične vrijednosti: Na osovini kola Na osovini puža η T ARα zt N, dop η η T ARα zt N, dop η Ovdje je: η iskoristivost (stupanj djelovanja) pužnog prijenosa, ako je puž pogonski; A R rashladna površina reduktora, u ; A R a,3,85 q q T T, a u α z prohodnost topline s kućišta na zrak;,5 n α z α + y v u W/( K) α W/( K)- za puž ispod kola α 6 W/( K) -za puž iznad kola y v,35 - s ventilatoro na osovini puža y v,4 - bez ventilatora t N, dop dopuštena nadteperatura stjenke nad zrako; t ( t t ) u, dop z n,3, + N, dop t u, dop dopuštena teperatura ulja t z teperatura zraka n frekvencija vrtnje puža, u in - Faktor povećanja granične snage pri interitirajuće pogonu q t računa se iz izraza:,5 5

7 q t I ξ + I n + yv gdje je: ξ faktor sanjenja prohodnosti topline u irovanju; ξ ξ ξ ξ faktor sanjenja efektivne rashladne površine u irovanju; ξ,4...,7 ξ faktor sanjenja odvodjenja topline; ξ,6...,75 I interintenca (relativno vrijee rada), u %. Iskoristivost pužnog prijenosa (za pogonski puž) je: Izgubljena snaga je g η. g g z + Gubici u ozubljenju (za pogonski puž): η z + + tanγ tan ( γ + ρ) L,5 µ z tanγ + µ z tanγ gdje je: ρ kut trenja u ozubljenju; ρ arctan µ z. Koeficijent trenja u ozubljenju dobija se iz epiričke forule: µ µ µ + z y M a y z µ µ ( + v ) F ; µ o, y M faktor aterijala, tabela I y z faktor uspona navoja, tabela III a osni razak u v v F brzina klizanja; vf cosγ,7 p eksponent. µ 6

8 Gubici praznog hoda računaju se iz izraza:,5 a ν + 9 n o 45 gdje je: o gubici praznog hoda u kw ν kineatička viskoznost ulja kod pogonske teperature; u /s Gubici u ležajevia računaju se iz izraza,44 a i L,8 d gdje je: L snaga izgubljena u ležajevia, u kw. Sigurnost prea zagrijavanju pužnog reduktora je: s,33 T T N, dop T tn t. Granična snaga obziro na nosivost boka zuba Računski dodirni pritisak u ozubljenju pužnog prijenosa određuje se prea izrazu: F T k Y b d Y b d gdje je: F obodna sila na srednje projeru kola Y faktor pritiska; vrijednost za E-puž date su u tabeli IV (vrijede približno i za A, N i K-puž), dok su vrijednosti za C-puž date u tabeli V. Granični dodirni pritisak računa se prea izrazu: gr k k gdje je: f v faktor brzine: f v, 85 + v f h faktor trajnosti; f h 3 L F o h f v f h L h trajnost ozubljenja u pogonski satia Faktor opterećenja: f p 7

9 f p h h + + ( h i h i 3 fi ) gdje je: h trajanje noinalnog opterećenja h i trajanje i-tog opterećenja f i odnos i-tog i noinalnog opterećenja Dopušteni dodirni pritisak: kgr k dop s gdje je s B s B s b s b3 potrebni stupanj sigurnosti bokova, tabela VII. Treba biti ispunjen uvjet Budući da je snaga na kolu B k k dop. Tω to je granična snaga na kolu obziro na sigurnost bokova a dopuštena snaga na kolu B Stvarni stupanj sigurnosti bokova je ω kgr Y b d, s B B, dop. sb k B gr B >. k.3 Kontrola progiba osovine puža rogib osovine puža f računa se iz forule: 3 Ftl f 48EI gdje je: F t rezultirajuća sila u čeono presjeku puža; F F + F t R F obodna sila na pužu; F F tan(γ +ρ) T F obodna sila na kolu; F d 8

10 F R radijalna sila na pužu; F R F tanα tanα F cosγ l raspon izeđu ležajeva na osovini puža; E odul elastičnosti aterijala puža I oent inercije puža; ože se izračunati sa, 3 l 3 a,87 4 d f I π ako je 64 izrađen iz jedna s osovino, te I π za sastavljeni puž. 64 d os projer osovine sastavljenog puža. Granično dozvoljeni progib osovine puža se, u ovisnosti o zahtjevia koji se postavljaju na preciznost rada pužnog prenosa, u granicaa Mora biti ispunjen uvjet f gr d d. 5 f odnosno stupanj sigurnosti na progib treba biti f gr S. f.4 Kontrola čvrstoće zuba kola na lo Računa se obziro na kratkotrajno preopterećenje obodno silo F ax. Kao jera naprezanja uzia se vrijednost F ax Cax nπb gdje je: n noralni odul; n cosγ γ o kut uspona na diobeno projeru puža; z γ arctan o d o b lučna širina korjena zuba kola; b, b za kolo iz Sn-bronce, b,7 b za kolo iz Al-bronce. Stupanj sigurnosti protiv loa u korjenu zuba pužnog kola: C C f gr ax 4 d os pri čeu se naprezanje C gr određuje prea tabeli XI. S L gr 9

11 TABELE ZA UŽNE RIJENOSE odaci za aterijale pužnih prijenosa Tabela I Materijal C M k γ M užnog vijka užnog kola ) N/ Čelik kaljen C u -S n bronca 8, i brušen Al bronca,8 4, Sivi perlitni lijev,,, Čelik poboljšan C u S n bronca,8 4,7,5 (ne brušen) Al bronca,6,5,5 Sinter željezo,6,5,5 Zn legure,,7,5 Sivi ljev (σ M N/ ), 4,,8 Sivi lijev C u -S n bronca,8 4,, (σ M 8 N/ ) Al bronca,5,, Sivi lijev (σ M N/ ),6 3,5,3 ) Faktor C M važi sao za A, N, K, i E puž Sjernice za izbor broja zubi Tabela II iz /z preko 4 z z...6, poželjno i d /a,55...,3 Faktori y z za proračun koeficijenata trenja µ Tabela III tan γ,,,3,4,5,6,7,8,9 y z E-puž,6,6,6,9,34,3,34,34,34,34 C-puž,75,59,59,55,49,43,35,7,7,8 Faktor Y za proračun dodirnog pritiska k za E-puž (α n ) Tabela IV z F z,58,56,53,55,49,47,45,438,47,4,4,54,49,47,453,44,46,49,48,397,387,376 3,445,43,4,4,4,395,383,37,365,359,35 4,46,395,386,397,37,363,355,364,345,339,33 5,385,367,356,35,345,34,335,33,33,36,3 6,38,355,34,33,34,39,34,3,34,3,98 7,353,33,39,3,3,79,94,9,89,85 8,33,3,3,9,86,8,78,74,73 9,3,96,84,77,7,67,64,59,95,8,7,66,6,56,53

12 Faktor Y za proračun dodirnog pritiska k za C-puž Tabela V z F z,835,78,739,7,666,637,6,589,57,55,536,79,74,7,67,638,63,59,57,553,535,5 3,76,73,675,646,68,594,573,553,537,59,58 4,75,699,66,68,6,579,559,54,54,59,496 5,744,69,65,68,59,565,546,57,53,499,487 6,743,687,646,63,583,559,539,5,55,489,478 7,687,644,69,58,555,534,55,499,484,47 8,643,67,576,55,53,5,494,479,467 9,67,575,549,58,58,49,475,463,575,548,55,56,489,474,46 reporučeni razaci osovina a i oduli za pužne prijenose Tabela VI a, ,...,5...3,5,5...4, ,3,5...8 a, , 3, , , Stupanj sigurnosti boka zuba s B s B s B s B3 Tabela VII s B faktor vrste pogona Diesel otor do 3 cilindra stupanj nejednolikosti :8 do : ogonski V. turbine, otori 4 do 6 cil. stupanj nejednol. : do : stroj E-otori, p. turbine, hidrootori sa 7 i više cilindara Radni stroj jednoliki pogon ale ase centrifugalne pupe, ali generatori,, Elevatori, transporteri, ješalice, laki strojevi za tekstil, alatni strojevi sa rotacioni gibanje,,,3 Rotacione peći, generatori, strojevi za drvo, teretni liftovi, brusilice, vitla,5,5,4 Mješalice za beton, vršilice, puhala, teški alatni strojevi, linovi, turbokopresori, centrifuge,,35,5 Klipni kopresori i pupe, generatori za zavarivanje, valjaonice za olovo i sl.,3,5,7 Klipni kopresori i pupe bez zaašnjaka, drobilice, preše za cigle i sl.,4,6,8 s B faktor trajanja pogona Dnevno radno vrijee do h...8 h h h s B,9,,5 s B3 faktor učestalosti pokretanja Broj pokretanja na sat do s B3,,

13 odazivanje pužnih prijenosa Tabela VIII Granica podazivanja uronjeni puže odnosno kolo d n gr Ako je n > n gran treba prijeniti podazivanje uštrcavanje (kontrola tadovoljava za z...3) Također treba provjeriti (ako je z 4) da li zadovoljavaju granične brzine klizanja d, v Fgran 9,5 9,7 9,8,,8,3 Ako je v F > v Fgran treba predvidjeti podazivanje uštrcavanje Kod tlačnog podazivanja: /s pri 5 C ako se ulje posebno hladi /s pri 5 C bez posebnog hlađenja Dodatni hlađenje ulja ogu se postići znatno viša toplinska opterećenja. ovreena povišenja teperature do 5 C ne utječu na opteretivost. Ako je reduktor kobiniran sa čeoni zupčanicia treba priijeniti viskoznija ulja, koja odgovaraju pužno reduktoru, a koja ne ogu škoditi čeoni zupčanicia. Bolje je propisati ulje nešto veće viskoznosti nego preale. Izjene ulja: prva poslije sati rada druga poslije 5... sati rada treća i dalje...4 sati rada ali ne preko 8 jeseci reporučene količine ulja Tabela IX a V d 3,6,, ,5 5 Q d 3 /in a V d Q d 3 /in V se odnosi na reduktore sa i bez tlačnog podazivanja Q je količina ulja kod tlačnog podazivanja ritisak kod optočnog podazivanja,5...,5 bar

14 Izbor ulja kod podazivanja uranjanje Tabela X v F u /s,5,5...3,5 3,5... ν 5 u /s pri 5 C Za slučaj da je puž iznad kola treba predvidjeti za % veću viskoznost, ali ne preko 38 /s pri 5 C. Granično dozvoljeno naprezanje C gr u N/ Tabela XI Materijal kola A-puž N, E i K puž C puž Cu-Sn bronca Al bronca,5 4,3 9 SL 5 Važi za α n ; za α n 5 vrijednosti povećati za % 3