Gépészet | Tanulmányok, esszék » Ortlinghaus tengelykapcsoló méretezése

Ortlinghaus tengelykapcsoló méretezése Adatok: Névleges nyomaték: 3,98 kNm Fordulatszám: 700 1/min Kapcsolások száma: 200/óra 1.) A maximálisan átadott nyomaték meghatározása: A biztonsági tényezővel növelt névleges nyomatéknál nagyobb nyomatékot kell a tengelykapcsolónak átvinni. Felvett értékek: k =1,4 d =250 mm cm =0,6 (m=200 kapcsolás/h) c =0,22 (lemezes kapcsolóknál 0,10,25 között lehet) z =8 cz =0,85 d köz = d 250 = = 320mm 1 − c 1 − 0,22 D = 2 ⋅ d köz − d = 2 ⋅ 320 − 250 = 390mm v rel = d köz ⋅ π ⋅ n = 0,32 ⋅ π ⋅ 700 m = 11,728 60 s További felvett értékek: cv =0,64 v =6 mm pm =1,5 Mpa M max = k ⋅Mn 1,4 ⋅ 3980 = = 15772,19203 Nm c z ⋅ c m ⋅ cv 0,85 ⋅ 0,6 ⋅ 0,64 A maximális nyomaték értéke alapján katalógusból választott típus: Ortlinghaus 0-100-004-84 ,amellyel a maximálisan átvihető nyomaték 16000 Nm. A tengelyátmérő dt=80110 mm, amelyet szilárdsági ellenőrzés alapján kell

meghatározni. Súrlódó lemezek méretei és darabszáma: d =250 mm D =390 mm z =8 db z ib = + 1 = 5 2 z ik = = 4 2 Edzett acéllemezeket alkalmazunk, ezért a megengedett felületi nyomás pmeg=1,5 Mpa, a súrlódási tényező pedig µ = 0,05 lesz. 1 A lemezeken létrejövő tényleges felületi nyomás értékének ellenőrzése: FA = M max 1,577219203 ⋅ 10 6 = = 164293,667 N 2 ⋅ z ⋅ µ ⋅ rk 2 ⋅ 8 ⋅ 0,05 ⋅ 16  FA    2   p= 2 R − r 2 ⋅π ( ) p= 82146,8335 = 1,16732809MPa (195 2 − 125 2 ) ⋅ π Mivel pmeg>p, így a tengelykapcsoló felületi nyomásra megfelel. 2.) Tengelyméretezés: A tengelyt a legnagyobb csavarónyomaték figyelembevételével méretezzük. A tengely anyaga: Fe 690-2 τ meg = 130MPa , (Wöhler 1. esete) M max 15772192,03 =3 = 84,6524573mm d ≅ 85mm 0,2 ⋅ τ 0,2 ⋅ 130 A tengely keresztmetszetét reteszhorony gyengíti. A gyengítő hatást úgy vesszük figyelembe, hogy az átmérőhöz hozzáadjuk a

horonymélységnek megfelelő értéket. 8595 mm tengelyátmérők között b × h = 25 × 14 , a horonymélység pedig t1 = 9mm d =3 A tengelyátmérő tehát d t = d + t1 = 85 + 9 = 94mm 3.) A tengelykötés méretezése: A kapcsolótárcsákat fészkes retesszel rögzítjük a tengelyre szilárd reteszkötéssel. Mivel a retesz palástnyomással viszi át a nyomatékot, ismerni kell a megengedhető értékét. Acéltengely esetén, hőkezelt agyon 120200 MPa. Mivel a tengelykapcsoló változó terheléssel üzemel, ezért a maximálisan megengedett palástnyomás 140 MPa nagyságúra veszem. A szükséges reteszhosszúság meghatározása: l= 2 ⋅ M max 2 ⋅ 15772192,03 = = 278,7197291 ≅ 280mm d t ⋅ p meg ⋅ (h − t 2 ) 94 ⋅ 140 ⋅ (14 − 5,4) 2 Mivel ez a hosszúság kivitelezési nehézségeket okoz, így 3 db 100 mm hosszú reteszt építünk be, mellyel a biztonság irányába térünk el a reteszhossz szükséges hosszúságát illetően. A retesz anyaga Rm

≥ 590MPa szakítószilárdságú húzott acél. 4.) Az emelővilla szilárdsági ellenőrzése: Üzemeltetéskor három villa származtatja át a lemezekre az axiális irányú (FA) nyomóerőt. Az összeszorító erő: FA = M max 1,577219203 ⋅ 10 6 = = 164293,667 N 2 ⋅ z ⋅ µ ⋅ rk 2 ⋅ 8 ⋅ 0,05 ⋅ 16 Egy emelővillára ható terhelés: FA1 = FA 164293,667 = = 41073,41675 N 4 4 A karáttételt 1:5 arányúra választjuk, ekkor a hosszabbik kar végén ható erő: 1 1 F1 = FA1 ⋅ = 41073,41675 ⋅ = 8214,68335 N 5 5 A csúszógyűrűre kifejtendő (F2) tengelyirányú erőt úgy kell számolni, mintha egy emelkedőn kellene terhet mozgatnunk. Az emelkedő hajlásszöge α = 45° , mely konstrukciós érték, a súrlódási tényező µ = 0,1 . A súrlódási félkúpszög ρ = arctg ( µ ) = arctg 0,1 = 5°42′ A csúszógyűrűt elmozdító erő: F2 = F1 ⋅ tg (α + ρ ) = 8214,68335 ⋅ tg (50°42′) = 10036,38184 N Mivel négy kar van: F ′ = F2 ⋅ 4 =

10036,38184 ⋅ 4 = 40145,52734 N Figyelembe kell venni a súrlódásokból eredő veszteségeket is, így a csúszógyűrűt mozdító erő valóságos nagysága 5%-os (η = 0,95) veszteség esetén: F ′ 40145,52734 F= = = 42258,44983 N 0,95 η Az emelővilla ellenőrzésekor a csapfurat által gyengített részt tekintjük veszélyes keresztmetszetnek. A keresztmetszet konstrukciós adatai: a = 30 mm b = 50 mm d0 = 25 mm l = 250 mm A villák anyaga: Fe 690-2, σ meg = 245MPa (hajlításra, Wöhler 1. esete alapján) A keresztmetszetet tehát hajlításra méretezzük: M h = F1 ⋅ l = 8214,68335 ⋅ 25 = 205367,0838 Ncm 3 A keresztmetszeti tényező: 3 a ⋅ b3 a ⋅ d0 4 ⋅ 5 3 4 ⋅ 2,5 3 J= − = − = 36,45833333cm 4 12 12 12 12 2 ⋅ J 2 ⋅ 36,45833333 K= = = 14,58333333cm 3 b 5 A fellépő hajlítófeszültség: M N 205367,0838 σ= h = = 14082,31432 2 = 140,8231432MPa K 14,58333333 cm A biztonsági tényező: 245 n= = 1,739770854 140,8231432 Tehát a kar méretezése

megfelelő. A szögemelőt tartó csapot kettős nyírásra ellenőrizzük: 2 F  2 Fny =  1  + FA1 = 4107,341675 2 + 41073,41675 2 = 41278,27297 N  2 A csap Fe 690-2 anyagból készül, τ meg = 140MPa (nyírásra, Wöhler 2. esete) d 2 ⋅ π 25 2 ⋅ π = = 490,8738521mm 2 4 4 F 4 4 41378,8328 ny = ⋅ = ⋅ = 56,19751065MPa 3 2 ⋅ A 3 2 ⋅ 490,8738521 A= τ ny A csapméret szilárdságilag megfelelő, mivel a valójában ható nyírófeszültség kisebb, mint a 140 megengedett. A biztonsági tényező: n = = 2,497282506 56,06093811 4