proračun pužnih prijenosa jelaska podrug

7/22/2019 Proraun punih prijenosa Jelaska Podrug

1/14

FAKULTET ELEKTROTEHNIKE, STROJARSTVA IBRODOGRADNJE U SPLITU

Damir JelaskaSran Podrug

PRORAUN PUNIH PRIJENOSA(Uputstvo)

Split, veljaa 2008.


2/14

1

1. DIMENZIONIRANJE PUNOG PRIJENOSAUkoliko nije poznat osni razmak, moe se izraunati priblino, ako se kaomjerodavno za proraun uzme zagrijavanje reduktora, odnosno odvoenje

topline. U prvom priblienju moe se smatrati da mogunost hlaenja raste skvadratom razmaka osovina, ili da je razmak osovina proporcionalan drugomkorijenu prenoenog uina. Prema Lindner-u je:

1PCCCa nMi

gdje je : a osni razmak, u mmCi faktor utjecaja prenosnog odnosa, Ci= 100 +2iCM faktor materijala, tablica ICn faktor brzine vrtnje

32

1

10008,21

1

+

=

n

Cn

za prenose bez ventilatora na osovini pua, tj.

+

=

100061

1

1nCn

za prenose s ventilatorom na osovini pua. Formule vrijede zakuite s rebrima za hleenje i to barem u podruju kojegoplakuje ulje.

P1 snaga na osovini pua, u kWn1 brzina vrtnje osovine pua, u min

-1.

Na ovaj nain odreen osni razmak vrijedi za trajni pogon. Kodintermitirajueg pogona ase smanjuje, ali ne za vie od 20%. Preporua se osnirazmak zaokruiti na standardnu vrijednost.

Kada se ovako ili na neki drugi nain (prema iskustvu ili prema uvjetimagradnje) odredi (ili izabere) osni razmak, pristupa se utvrivanju ostalihdimenzija. Prethodno se vojnost pua z1 i broj zubi punog kola z2 izaberu

prema smjernicama iz tabele II.Kod izbora z2 treba voditi rauna o podrezivanju korjena zuba, koje je za A-

pu najkritinije i nastupa ako nije zadovoljen uvjet

min222 sin

2z

m

hz k =

gdje je : hk visina glave zuba. hk= m za m 015 ; hk= mn za


3/14

2

015>m

m modul ( u aksijalnom presjeku pua); bira se iz redastandardnih modula

zahvatni kut (kut dodirnice) u eonom presjeku punogkola (aksijalnom presjeku pua);

=

m

n

costanarctan

n zahvatni kut u normalnom presjeku. Uzima se 020=n za015m ;

05,22=n za020......15=m ;

025=n za035...25=m

m kut uspona na srednjem promjeru pua:

=

F

mz

z1arctan

zf faktor oblika pua; 12.....6=fz (max. 16).

Ukoliko je z2 < z2 min , da bi se izbjeglo podrezivanje, potreban je pomakprofila punog kola:

0

03

22

2 coscos

sin

n

zx

gdje je: faktor visine zuba alata; = 1,17 ..... 1,20 kut uspona na diobenom promjeru pua;

=

01

10 arctan

d

mz .

ZaN,KiEpu je z2 minneto vei, ali se zbog sigurnosti moe raunati premanavedenom izrazu.

Prilikom izbora z1 i z2 treba voditi rauna o izradi: Ako je z2 / z1cijeli broj,izrada odvalnim glodalom daje bolje rezultate kod uraivanja. Ako seozubljenje kola izrauje leteim noem, izrada e biti laka i ureivanje boljeako z2/ z1 nije cijeli broj. Pored toga treba imati na umu da vei z2rezultiramirnijim prijenosom, ali manjom nosivou boka i korjena zuba.

Prema standardu AGMA moe se srednji promjer punog vijka dm1 izraunatiiz uvjeta minimuma gubitaka:

85,01 673,0 adm .

Niemann preporua izbor promjera jezgre punog vijka (podnoni promjer)prema:

85,01 6,0 adf ,

pa je ondamdd fm 4,211 += .


4/14

3

Sada se moe izraunati i modul:

4,2

2

2

1

+

=

m

f

z

dam

gdje je : zm2 srednji broj zubi punog kola; 222 2xzzm += . Kod ovog

prorauna moe se uzeti 22 zzm .

Kada se modul zaokrui za standardnu vrijednost, definitivna dimenzijapodnonog promjera pua je

( )21 4,22 mf zmad += .

Ako je puno glodalo unaprijed odreeno, time je definiran i puni vijak (dm1,z1i m), pa treba izraunati srednji promjer punog kola

mzd mm = 22

i osni razmak

221 mm dda

+=

te ostale mjere kao ranije.

Dalje se raunaju definitivne mjere:

Promjer preko glave pua:kmk hdd 211 +=

Promjer preko glave punog kolakmk hdd 222 +=

Promjer preko korjena punog kolakmf hdd 4,222 =

Diobeni promjer punog kola22 zmdo =

Diobeni promjer pua21 2 oo dad = .

irina ozubljenja uzima se priblino25,2 21 += mzmb .

Raunska irina punog kola (na srednjem promjeru) je)6(45,0)6(45,0 12 +=+= Fmm zmmdb ,


5/14

4

gdje je: zF faktor oblika pua;m

dz mF

1= .

Stvarna irina vijenca punog kola uzima se22 mbb za kolo iz kositrene bronce

mbb m 8,122 + za kolo iz Al-bronce

Duine srednjeg luka vijenca punog kola:22 1,1 bb

)

za kolo iz kositrene bronce

22 17,1 bb )

za kolo iz Al-bronce.

Nakon zavrenog postupka dimenzioniranja, potrebno je kontrolirati sigurnostpunog reduktora obzirom na zagrijavanje (temperaturu ulja), vrstou bokova,progib osovine pua i lom u korijenu zuba punog vijka.

b2

b2

mb 22

df

dm

2 dk2

2

dv


6/14

5

2. GRANICE OPTEREENJA PUNOG PRIJENOSA2.1 Granina snaga obzirom na zagrijavanje

Mehaniki gubici kod prijenosa snage u punom reduktoru pretvaraju se utoplinu. Da uslijed toga ne bi temperatura ulja prela doputenu granicu od

900

C (maksimalno 1000

C), snaga koja se prenosi ne smije prijei sljedeegranine vrijednosti:

Na osovini kola

TdopNzRT qtAP ,1

12 1

=

Na osovini pua

TdopNzRT qtAP ,1

11 1

=

Ovdje je: 1 iskoristivost (stupanj djelovanja) punog prijenosa, ako jepu pogonski;AR rashladna povrina reduktora, u m

2;85,1

1003,0

=a

AR , a u mm

z prohodnost topline s kuita na zrak;

+=

5,1

10 1000

1n

yvz u W/(m2K)

0= 20 W/(m2K)- za pu ispod kola

0= 16 W/(m2K) -za pu iznad kola

yv= 0,35 - s ventilatorom na osovini puayv= 0,14 - bez ventilatoratN, dop doputena nadtemperatura stjenke nad zrakom;

( )5,1

10001,003,1 1

,,

+

=

n

ttt

zdopu

dopN

tu, dop doputena temperatura uljatz temperatura zrakan1 frekvencija vrtnje pua, u min

-1

Faktor poveanja granine snage pri intermitirajuem pogonu qtrauna se izizraza:


7/14

6

5,1

1

10001

100

1

+

+=n

y

I

I

q

v

t

gdje je: faktor smanjenja prohodnosti topline u mirovanju;= 12

1 faktor smanjenja efektivne rashladne povrine umirovanju; = 0,4 ... 0,7

2 faktor samnjenja odvodjenja topline;2= 0,6 ... 0,75

I intermintenca (relativno vrijeme rada), u %.

Iskoristivost punog prijenosa (za pogonski pu) je:

2

11 1

11

P

PP

P

g

g

+

== .

Izgubljena snaga je

Lzg PPPP ++= 0

Gubici u ozubljenju (za pogonski pu):

( )

m

z

mz

m

mz

tan

1tan1

tan

tan1 +

=

+=

gdje je: kut trenja u ozubljenju; = arctan z.

Koeficijent trenja u ozubljenju dobija se iz empirike formule:

( )PFz

v+

+=

110

1

1= a

yy zM; o = 0,1

yM faktor materijala, tabela I

yz faktor uspona navoja, tabela IIIa osni razmak u mm

vF brzina klizanja;m

mF

vv

cos1=

1

072,0

=p eksponent .


8/14

7

Gubici praznog hoda raunaju se iz izraza:33,1

1

5,2

10002450

90

100

+

=na

Po

gdje je: Po gubici praznog hoda u kW

kinematika viskoznost ulja kod pogonske temperature;u mm2/s

Gubici u leajevima raunaju se iz izraza

2

44,0

2 100228,0

m

Ld

iaPP

=

gdje je: PL snaga izgubljena u leajevima, u kW.

Sigurnost prema zagrijavanju punog reduktora je:

,2 1

2 11

N dopT TT

N

tP Ps P P t= = =

2.2 Granina snaga obzirom na nosivost boka zuba

Raunski dodirni pritisak u ozubljenju punog prijenosa odreuje se premaizrazu:

2

22

2

22

2 2

mmPmmP dbY

T

dbY

Fk ==

gdje je: F2 obodna sila na srednjem promjeru kolaYP faktor pritiska; vrijednost za E-pu date su u tabeli IV

(vrijede priblino i za A, N i K-pu), dok su vrijednosti zaC-pu date u tabeli V.

Granini dodirni pritisak rauna se prema izrazu:

phvogr fffkk =

gdje je: fv faktor brzine: 85,02

2

F

v

v

f

+

=

fh faktor trajnosti; 31200

h

hL

f =

Lh trajnost ozubljenja u pogonskim satima

Faktor optereenja:


9/14

8

+

+=

)( 3ii

i

pfhh

hhf

gdje je: h trajanje nominalnog optereenjahi trajanje i-tog optereenja

fi odnos i-tog i nominalnog optereenjaDoputeni dodirni pritisak:

B

gr

dops

kk =

gdje jesB = sB1sb2sb3 potrebni stupanj sigurnosti bokova, tabela VII.

Treba biti ispunjen uvjet

dopkk .

Budui da je snaga na kolu

222 TP = to je granina snaga na kolu obzirom na sigurnost bokova

222

222

mmPgrB dbYkP = ,

a doputena snaga na kolu

B

BdopB

s

PP 2,2 = .

Stvarni stupanj sigurnosti bokova je

12

2 >==k

k

P

Ps

grBB .

2.3 Kontrola progiba osovine puaProgib osovine puafrauna se iz formule:

I

lFf t

48

311=

gdje je: Ft1 rezultirajua sila u eonom presjeku pua;22

11 Rt FFF +=

F1 obodna sila na puu; F1= F2tan(m+)

F2 obodna sila na kolu;2

22

2

md

TF =


10/14

9

FR radijalna sila na puu;m

R FFF

cos

tantan 22 ==

l1 raspon izmeu leajeva na osovini pua;87,0

1 3,3 al E modul elastinosti materijala pua

I moment inercije pua; moe se izraunati sa 64

4

1fd

I = ako je

izraen iz jedna s osovinom, te64

4osdI = za sastavljeni pu.

dos promjer osovine sastavljenog pua.

Granino dozvoljeni progib osovine pua se, u ovisnosti o zahtjevima koji sepostavljaju na preciznost rada punog prenosa, u granicama

500100011 mm

gr

ddf = .

Mora biti ispunjen uvjet

grff

odnosno stupanj sigurnosti na progib treba biti

.10 =f

fS

gr

2.4 Kontrola vrstoe zuba kola na lomRauna se obzirom na kratkotrajno preoptereenje obodnom silomF2max. Kaomjera naprezanja uzima se vrijednost

2

max2max

bm

FC

n=

gdje je: mn normalni modul; mn = m cos0o kut uspona na diobenom promjeru pua;

=

1

1arctano

od

mz

2b luna irina korjena zuba kola;

2b =1,1 b2za kolo iz

Sn-bronce,

2b =1,17 b2za kolo iz Al-bronce.

Stupanj sigurnosti protiv loma u korjenu zuba punog kola:

1max

=C

CS

gr

L

pri emu se naprezanje Cgrodreuje prema tabeli XI.


11/14

10

TABELE ZA PUNE PRIJENOSE

Podaci za materijale punih prijenosa Tabela IMaterijal

Punog vijka Punog kolaCM1)

k0N/mm

2

M

elik kaljen Cu-Sn bronca 1 8,0 1i bruen Al bronca 1,08 4,2 1Sivi perlitni lijev 1,12 12,0 1,1

elik poboljan CuSn bronca 1,08 4,7 1,5(ne bruen) Al bronca 1,16 2,5 1,5

Sinter eljezo 1,16 2,5 1,5Zn legure 1,10 1,7 1,5Sivi ljev (M=120 N/mm

2) 1,20 4,0 1,8

Sivi lijev Cu-Snbronca 1,08 4,0 1,2(M=180 N/mm

2) Al bronca 1,15 2,0 1,2Sivi lijev (M=120 N/mm

2) 1,16 3,5 1,3

1) Faktor CMvai samo zaA, N, K, i EpuSmjernice za izbor broja zubi Tabela II

i=z2/z1 3...4 4...6 6...10 10...22 22...40 preko 40z1 11...7 8...5 6...3 4...2 2...1 1z2 21 ...60, poeljno 28 ... 40 i

dm1/a 0,55 ... 0,3

Faktoriyz za proraun koeficijenata trenja 1 Tabela III

tan m 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9E-pu 0,260 0,260 0,260 0,292 0,304 0,310 0,314 0,314 0,314 0,314yzC-pu 0,175 0,159 0,159 0,155 0,149 0,143 0,135 0,127 0,117 0,108

Faktor YPza proraun dodirnog pritiska kzaE-pu (n= 20

0) Tabela IV

zF 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16z1=1 0,582 0,562 0,532 0,505 0,490 0,471 0,451 0,438 0,427 0,420 0,411

2 0,504 0,491 0,470 0,453 0,440 0,426 0,419 0,408 0,397 0,387 0,3763 0,445 0,431 0,420 0,411 0,400 0,395 0,383 0,371 0,365 0,359 0,3514 0,406 0,395 0,386 0,397 0,370 0,363 0,355 0,364 0,345 0,339 0,332

5 0,385 0,367 0,356 0,350 0,345 0,341 0,335 0,330 0,323 0,316 0,3126 0,381 0,355 0,340 0,331 0,324 0,319 0,314 0,311 0,304 0,301 0,2987 0,353 0,332 0,319 0,310 0,302 0,279 0,294 0,292 0,289 0,2858 0,330 0,311 0,300 0,219 0,286 0,280 0,278 0,274 0,2739 0,311 0,296 0,284 0,277 0,271 0,267 0,264 0,25910 0,295 0,281 0,270 0,266 0,260 0,256 0,253


12/14

11

Faktor YPza proraun dodirnog pritiska kza C-pu Tabela VzF 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

z1=1 0,835 0,780 0,739 0,700 0,666 0,637 0,612 0,589 0,570 0,552 0,5362 0,790 0,741 0,702 0,670 0,638 0,613 0,519 0,571 0,553 0,535 0,5223 0,762 0,713 0,675 0,646 0,618 0,594 0,573 0,553 0,537 0,519 0,5084 0,751 0,699 0,660 0,628 0,600 0,579 0,559 0,540 0,524 0,509 0,4965 0,744 0,691 0,652 0,618 0,590 0,565 0,546 0,527 0,513 0,499 0,487

6 0,743 0,687 0,646 0,613 0,583 0,559 0,539 0,520 0,505 0,489 0,4787 0,687 0,644 0,609 0,580 0,555 0,534 0,515 0,499 0,484 0,4718 0,643 0,607 0,576 0,551 0,531 0,511 0,494 0,479 0,4679 0,607 0,575 0,549 0,528 0,508 0,492 0,475 0,46310 0,575 0,548 0,525 0,506 0,489 0,474 0,461

Preporueni razmaci osovina ai moduli mza pune prijenose Tabela VIa, mm 50 63 80 100 125 160m, mm 1...2,5 1...3,15 1,25...4 1,6...5 2...6,3 2,5...8

a, mm 200 250 315 400 500 600m, mm 3,15...10 4...12,5 5...16 6,3...20 8...20 10...20

Stupanj sigurnosti boka zuba sB= sB1sB2sB3 Tabela VIIsB1 faktor vrste pogona

Diesel motor 1 do 3 cilindra stupanj nejednolikosti 1:80 do 1: 100V. turbine, motori 4 do 6 cil. stupanj nejednol. 1:100 do 1:200

Pogonskistroj

E-motori, p. turbine, hidromotori sa 7 i vie cilindaraRadni stroj jednoliki pogon male masecentrifugalne pumpe, mali generatori

1 1,1 1,2

Elevatori, transporteri, mjealice, laki strojevi zatekstil, alatni strojevi sa rotacionim gibanjem 1,1 1,2 1,3

Rotacione pei, generatori, strojevi za drvo, teretniliftovi, brusilice, vitla

1,15 1,25 1,4

Mjealice za beton, vrilice, puhala, teki alatnistrojevi, mlinovi, turbokompresori, centrifuge

1,2 1,35 1,5

Klipni kompresori i pumpe, generatori za zavarivanje,valjaonice za olovo i sl.

1,3 1,5 1,7

Klipni kompresori i pumpe bez zamanjaka,drobilice, pree za cigle i sl.

1,4 1,6 1,8

sB2 faktor trajanja pogonaDnevno radno vrijeme do 2 h 2...8 h 8...16 h 16...24 h

sB2 0,9 1 1,12 1,25sB3 faktor uestalosti pokretanja

Broj pokretanja na sat do 10 10...100 100...500sB3 1 1,1 1,2


13/14

12

Podmazivanje punih prijenosa Tabela VIIIGranica podmazivanja uronjenim puem odnosno kolomdm1 40 50 60 70 80 100 120 140 160 200 240

n1gr 3200 2700 2300 2050 1850 1550 1350 1200 1100 950 800Ako je n1> n1grantreba primjeniti podmazivanje utrcavanjem(kontrola tadovoljava zaz1= 1...3)

Takoer treba provjeriti (ako je z14) da li zadovoljavaju granine brzine klizanjadm1,mm 40..100 120 140 160 200 240 mm

vFgran 9,5 9,7 9,8 10,2 10,8 11,3 mmAko je vF > vFgrantreba predvidjeti podmazivanje utrcavanjemKod tlanog podmazivanja:

68...90 mm2/s pri 500C ako se ulje posebno hladi105...140 mm2/s pri 500C bez posebnog hlaenja

Dodatnim hlaenjem ulja mogu se postii znatno via toplinska optereenja.Povremena povienja temperature do 1500C ne utjeu na opteretivost.

Ako je reduktor kombiniran sa eonim zupanicima treba primijeniti viskoznija ulja,koja odgovaraju punom reduktoru, a koja ne mogu koditi eonim zupanicima.

Bolje je propisati ulje neto vee viskoznosti nego premale.

Izmjene ulja: prva poslije 40....150 sati rada

druga poslije 250....2000 sati rada

trea i dalje 2000...4000 sati rada

ali ne preko 18 mjeseci

Preporuene koliine ulja Tabela IXa mm 65 80 100 125 140 160 180 200

V dm3 0,6 1,2 2,3 4 6 8,5 12 15

Q dm3/min - - 2 3 3 4 4 6

a mm 225 250 260 320 360 400 450 500

V dm3 20 26 35 48 63 82 112 150

Q dm3/min 6 10 10 15 15 20 20 20

Vse odnosi na reduktore sa i bez tlanog podmazivanjaQje koliina ulja kod tlanog podmazivanja

Pritisak kod optonog podmazivanja 1,5....2,5 bar


14/14

13

Izbor ulja kod podmazivanja uranjanjem Tabela XvFu m/s 1,5 1,5...3,5 3,5...10 10

50u mm2/spri 500C 300 270...230 190...150 140...105

Za sluaj da je pu iznad kola treba predvidjeti za 30....50 % veu viskoznost,ali ne preko 380 mm2/s pri500C.

Granino dozvoljeno naprezanje CgruN/mm2 Tabela XI

Materijal kola A-pu N, E i K pu C puCu-Sn bronca 24 30 40Al bronca 11,5 14,3 19SL 20 12 15 20Vai za n= 20

0; za n= 250vrijednosti poveati za 20 %

proračun pužnih prijenosa jelaska podrug

Documents