Seminarski Rad- Racunalom Podrzane Konstrukcije - Remenski prijenos

Zadano je:

Seminarski rad treba biti uvezan!

Rok predaje seminarskog rada je 29.11.2013.

RAČUNALOM PODRŽANE KONSTRUKCIJE I PRAKTIKUM

STROJARSKA TEHNIČKA ŠKOLAOSIJEK

Vježba:1List/listova:1/9

Izradio: Naziv vježbe:Konstrukcija remenskog prijenosa Primjer

R.Br Opis

1. P2 [kW] Snaga dovedena na stroj 9,3

2. ηp –stupanj iskorištenja remenskog prijenosa 0,95

3. ηl – stupanj iskorištenja ležajnog para 0,98

4. Vrsta stroja laki tokarski stroj

5. Atmosferski uvijeti normalni

6. Radno vrijeme [h] 8

7. n1 [o/min] broj okretaja elektromotora 1500

8. Prijenosni omjer i 3

9. Vrsta remena B

10. D1 uzeti prvi veći (++) od Dp min prema ES2

11. Za udaljenost između remenica uzeti srednju vrijednost između lmin i lmax

12. a [mm] udaljenost remena od ležaja A 100

13. Udaljenost između ležaja b [mm] 660

14. Udaljenost između ležaja B i stezne glave c[mm] 250

15. Materijal gonjenog vratila Č0545(III)

16. Proračun vratila izvesti prema proračunu za lako vratilo

17. Spoj remenice i vratila je visokim perom standarda DIN 6885 i pdop=40 [N/mm2]

18. Izvedba ležajnog mjesta A i B Radijalni kuglični ležaj

19. LhT [h] predviđeno vrijeme trajanja ležaja 20000

1. Rješenje primjera

1.1. Proračun remenaskog prijenosa1.1.1. Promjer manje remenice

Iz tablice 3.10 i 3.13 odabere se npr remen profila B (a=17 [mm], h=11 [mm], Dp min =125[mm] ). Prema tab 3.14. odabere se npr D1=224 [mm].

1.1.2. Promjer veće remenice

i=D2D1

⇒D2=i⋅D1=3⋅224=672 [mm ]

Prema tablici 3.14. odabere se npr D2=710[mm], (prvi bliži (++))Stvarni prijenosni omjer prema odabranim tarenicama iznosi:

istv=D2D1

=710224

=3 ,17

Stvarni broj okretaja druge remenice:

n2=n1istv

=15003 ,17

=473 [min−1 ]

1.1.3. Obodna brzina

v1=v2=D1⋅π⋅n160

=0 .224⋅π⋅150060

=17.6 [ms ]1.1.4. Razmak vratila

lmin=0 .5⋅(D1+D2 )+3⋅h=0 .5⋅(224+710 )+3⋅11=500 [mm ]

lmax=2⋅(D1+D2 )=2⋅(224+710 )=1868 [mm ]

Bilo koja udaljenost između lmin i lmax je prihvatljiva a odabir ovisi o konstrukciji stroja (mogućnosti

ugradnje) u koji se ugrađuje remenski prijenos.

U ovom proračunu odabrano je l =600 [mm].

1.1.5. Obuhvatni kutovi

sin β=R2−R1l

=D2−D12⋅l

=710−2242⋅600

=0 ,405 . .. .β=23 ,89°=23 ° 53 '

α 1=180 °−2β=180 °−2⋅23 ,89°=132,22°=132° 13 '

α 2=180°+ 2β=180°+2⋅23 ,89°=227 ,78°=227 ° 46 '

1.1.6. Duljina remena

L=2⋅l⋅cos β+π2 (D1+D2+2⋅h )+π⋅β180 (D2−D1 )

L=2⋅600⋅cos23 ,89°+ π2

(224+710+2⋅11)+π⋅23 ,89180

(710−224 )=2801 ,5 [mm ]





Izračunata duljina remena se uspoređuje s tabličnom (tabl. 3.11) i uzima se prva bliža standardna vrijednost.

To je ovdje Lt=2800 [mm]. Odabirom standardne vrijednosti mijenja se osni razmak vratila.

lt=Lt−

π2 (D1+D2+2⋅h )−π⋅β180 (D2−D1 )

2⋅cos β

lt=2800−π

2(224+710+2⋅11 )−π⋅23 ,89

180(710−224 )

2⋅cos 23 ,89lt=599 [mm ]

Kako vidimo razlika je zanemariva pa odabrani razmak l=600[mm] možemo ostaviti.

1.1.7. Nazivna snaga remena

Prema tabl.3.12 odredi se prenosiva snaga po jednom remenu Po

n1⋅D1D pmin

=1500224125

=2688min−1

i Dmin=125 [mm] (a=17 [mm])

Po ≈ 3,5 kW1.1.8. Koeficijent prijenosa

c=c1⋅c2⋅c3⋅c4⋅c5⋅c6⋅c7=1⋅1⋅1 ,047⋅1 ,151⋅1⋅1⋅1 ,25=1 ,51

Iz tablice 3.3 c1=1; c2=1

Za c3 treba izračunati S/Smax,

S=103⋅z⋅v

L=103⋅217 .6

2800=12 .5 [ s−1 ]

(z-broj remenica)

Smax=40[s-1] – za sve klinaste remene

SSmax

=12 ,540

=0 ,312

y=

x−x1x1−x2

⋅( y1− y2)+ y1

y=0 ,312−0 ,24

0 ,24−0 ,32⋅(1 ,02−1 ,05 )+1 ,02=1 ,047

Za t=8 [h/dan] c3=1,047

Za 1=132,22° c4= 1,151

y=

x−x1x1−x2

⋅( y1− y2)+ y1

y=132 ,22−130130−140

⋅(1 ,16−1 ,12 )+1 ,16=1,15

c5=1; c6=1 za D1>Dpmin ; c7=1,25 za j2

1.1.9. Broj remena





x1 x x2

S/Smax 0,24 0,312 0,32c3 1,02 1,047 1,05

y1 y y2

x1 x x2

1° 130 132,22 140c4 1,16 1,151 1,12

y1 y y2

j=c⋅P1Po

=1 .51⋅103,5

=4 ,31⇒5

ηu=P2P1

→P1=P2ηu

= 9,30 ,93

=10 [kW ]

ηu=η pn⋅ηl

m=0 ,951⋅0 ,981=0 ,93

Za prijenos snage s elektromotora na tokarski stroj potrebno je ugraditi 5 remena.

1.1.10. Obodna sila na pogonskoj remenici

FO1=1000⋅P1

v=1000⋅1017 .6

=568N

1.1.11. Obodna sila na gonjenoj remenici

FO2=1000⋅Pul

v=1000⋅9,517 .6

=540N

Pul=η p⋅P1=0 ,95⋅10=9,5 [kW ]

1.1.12. Opterećenje u radnom kraku remena

S1=FO 1⋅eμα

eμα−1=568⋅ e0.5⋅2,31

e0.5⋅2 ,31−1=830 [N ]

za gumu je koeficijent trenjaμ=0,5 tabl 3.1

α=π⋅α 1180

=π⋅132,22180

=2 ,31

1.1.13. Opterećenje u slobodnom kraku remena

S2=FO11

eμ⋅α−1=568 1

e0.5⋅2 ,31−1=262N

1.1.14. Opterećenje vratila

Opterećenje vratila u radu:

FV=√S12+S22−2⋅S1⋅S2⋅cos β=√8302+2622−2⋅830⋅262⋅cos23 ,89 °=600NOpterećenje vratila je najveće u trenutku pokretanja i može se uzeti prema Decker Elementi strojeva str.295

Za pogonsko vratilo:FVmax=2⋅Fo 1FVmax=2⋅568=1136N

Za gonjeno vratilo:FVmax=2⋅Fo 2FVmax=2⋅540=1080N





1.2. Proračun lakog vratila1.2.1. Pogonsko vratilo

Pogonska remenica se nalazi na vratilu elektromotora. Elektromotor se odabire prema snazi i zadanom broju okretaja iz kataloga standardnih motora odabranog proizvođača npr. Končar, Lenze, Danfos, Siemens, Wattdrive, itd. Mi se u ovom proračunu opredjeljujemo za Watt drive (imaju dobar katalog na www što opet ne znači da su bolji ili prihvatljiviji od ostalih) (http://www.wattdrive.com/pages/produkte_Details1.asp?m1=3&pg1ID=4&pg2ID=48) Odabrani motor za snagu P1= 10kW, n1=1500[min-1], 4-pola, i 50 [Hz] nosi oznaku: 7WAG 134ML4.Kućište motora je s postoljem.Izlazno vratilo je promjera dv1= 38k6x80 [mm]

1.2.2. Gonjeno vratiloMaterijal vratila Č.0545 (III)

σ d=95÷120[ N

mm2 ]odabrano σ d=107 ,5[ N

mm2 ]τ td=0 .8⋅σ dop=0 .8⋅107 ,5=86[ N

mm2 ]Ako se računa promjer vratila prema proračunu za lako vratilo a znamo da je vratilo opterećeno

teškim elementima koji izazivaju savijanje, onda smanjujemo dozvoljeno naprezanje (vidi

Hercigonja ES1) do 1/3. Pa je

τ tdop=τ td3

=0 .8⋅σdop3

=0 .8⋅107 ,53

=28 ,7 [ Nmm2 ]

τ td=M t

W p ……….d v=

3√ F02⋅¿ D220 .2⋅τ td=3√540⋅71020 .2⋅28 ,7

=32,2 [mm ] ¿

d v=35mm……..standardno.

To znači da ni jedan stupanj (dio) gonjenog vratila ne smije imati manji promjer od 35 mm. Zbog ugradnje više elemenata (remenica, dva ležaja, stezna glava) ovo vratilo bit će stupnjevano. Sada već moramo imati viziju kako će vratilo izgledati, npr:





http://www.wattdrive.com/pages/produkte_Details1.asp?m1=3&pg1ID=4&pg2ID=48

1.3. Proračun ležaja1.3.1. Reakcije u osloncima (ležaju)

ΣM A=0⇒FVmax⋅a+FB⋅b−FV⋅(b+c )=0

FB=FV⋅(b+c )−FV max⋅a

b

FB=600⋅(660+250 )−1080⋅100660

FB=664 [N ]

ΣF y=0⇒−FV max+F A+FB−FV=0

F A=FV max+FV−FB

F A=1080+600−664

F A=1016 [N ]

1.3.2. Ležajno mjesto AOvo ležajno mjesto je slobodno što znači da se ležaj može aksijalno pomjerati u kućištu i prima samo radijalne sile Fr. Prema tome:

Fr=Fek=FA=1016 [N]

n2=473[min-1]

Lht=20000[h]

Fc=?

Kako se na vratilu nalaze elementi koji imaju svoju masu, i kako je riječ o tokarskom stroju, sigurno možemo očekivati znatno veća opterećenja na ležaj nego što smo to predvidjeli u proračunu reakcija u osloncima. Npr, veća masa sirovca, tokarski nož se zaleti u predmet obrade, ekscentrične mase koje rotiraju itd. Zato ovdje uvodimo koeficijent sigurnosti koji može biti =1,510 npr.=8.

ν⋅FC=8⋅8 ,41=67 ,3 [kN ]<FCtab=69 ,5 [kN ]

1.3.3. Ležajno mjesto BLežajno mjesto B treba biti fiksno. Ležaj koji se tu ugrađuje mora nositi i određena aksijalna opterećenja. Ovo ležajno mjesto je važno za preciznost tokarenja i zahtjeva detaljniji pristup (proučiti sile rezanja). Proračun ležajnog mjesta B nije obuhvaćen ovim seminarskim radom. Proizvoljno je odabran radijalno aksijalni kuglični dvoredni ležaj 80BG32 (DIN 628 T3 - 3216 - 80 x 140 x 44.4).

FC=Fek⋅(60⋅n2⋅Lht1000000 )(1α )

FC=1 ,016⋅(60⋅473⋅200001000000 )(13 )=8 ,41 [kN ]

Odabrani ležaj:65BC0365/140x33FCtab=69,5[kN]





1.4. Proračun klina

Spoj između gonjene remenice i vratila izveden je visokim uzdužnim klinom (pero).

1.4.1. Sile na klinu

M o=M k

Fo⋅D2

=Fk⋅d2

Fk=Fo⋅Dd

Klin koji spaja gonjenu remenicu i gonjeno vratilo:

Fk=Fo 2⋅D2d v

=540⋅71035

=10955 [N ]

l – nosiva dužina klina

L – stvarna dužina klina

1.4.2. Proračun klina na tlakp≤pdopFkh2⋅l

≤pdop

Za gonjeno vratilo dv= 35 mm standardno je pero bxhxl=10x8x?,pri čemu trebamo odrediti dužinu L.

L=l+b=68 ,5+10=78 ,5 [mm ] standardno L=80 [mm] ili po cijeloj dužini glavine remenice čija je širina (prema ES2 str 147. i 148.). B=2⋅f +( j−1 )⋅e=2⋅12 ,5+(5−1 )⋅19=101 [mm ]

1.4.3. Proračun klina na odrez

Materijal vratila Č.0545 (III)

σ dop=95÷120 [ N

mm2 ]odabrano σ dop=107 ,5 [ N

mm2 ]τ od=0.8⋅σdop=0 .8⋅107 ,5=86 [ N

mm2 ]Kako vidimo l je kod proračuna klina na odrez značajno manji nego kod proračuna na tlak. To znači da je mjerodavan proračun na tlak! Pa je odabrani klin bxhxL=10x8x80





l≥Fk

h2⋅pdop

l≥1095582⋅40

≥68 ,5 [mm ]

τ o≤τodFkb⋅l

≤τod

l≥Fkb⋅τod

≥1095510⋅86

≥12 ,8 [mm ]

RAČUNALOM PODRŽANE KONSTRUKCIJE I PRAKTIKUMSTROJARSKA TEHNIČKA ŠKOLA

OSIJEKVježba:1List/listova:10/9


Seminarski Rad- Racunalom Podrzane Konstrukcije - Remenski prijenos

Documents

Transcript of Seminarski Rad- Racunalom Podrzane Konstrukcije - Remenski prijenos