proračun, grupa 21

Stezni, zavareni i vijani spoj

ReduktorList: 2

1. ELNICI S HELIKOIDNIM OZUBLJENJEM

Stupanj prijenosa u promatranom prijenosniku snage i gibanja ostvaren je pomou jednog para elnika s vanjskim helikoidnim ozubljenjem (odnosno tzv.kosim zubima).Za razlikku od elnika s ravnim zubima, kod koih je bilo zamiljeno da evolventa bokova zubi nastaje valjanjem ravnine po temeljnom valjku (slika 1.1),kod elnika s kosim zubima bok zuba je helikoidna evolventna ploha s izvodnicom koja s izvodnicom temeljnog valjka zatvara kut (b (slika 1.2).

Slika 1.1 Nastajanje evolventnog boka

Slika 1.2 Nastajanje helikoidne evolvente

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 3

Helikoidnu evolventnu plohu opisuje pravac ravnine koja se valja po temeljnom valjku bez klizanja, pri emu taj pravac s izvodnicom temeljnog valjka zatvara kut (b. Presjek tako dobivene uzdu`ne linije boka zuba s bilo kojim valjkom ija je os u sukladnosti s osi temeljnog valjka, daje zavojnicu. Kut uspona zavojnice uzdu`ne linije boka zuba na valjku diobenog promjera d, kut je nagiba boka zuba ( (slika 1.3). Kut uspona zavojnice boka zuba na temeljnom valjku je (b (slika 1.3). Najzorniji prikaz nastajanja uzdu`ne linije bokova elnika s kosim zubima dan je na slici 1.4. Ova slika prikazuje elnik s ravnim zubima koji je sastavljen od niza lamela koje su takoer elnici sravnim zubima, ali vrlo male irine zuba. Ako se svaka lamela odgovaraju}e zakrene u odnosu na prethodnu oko zajednike osi vrtnje O, tada e njihove kinematike toke C leati na zavojnici C-C valjka diobene krunice promjera d (slika 1.4). Granine linije boka zuba K-K na promjeru da i podnone krunice B-B na promjeru df takoer su zavojnice. Otri kut izmeu tangente na zavojnicu u toki C i linije plata diobenog valjka CC (koja je paralelna s osi vrtnje O) je kut nagiba boka zuba (.

Silk 1.3 Kut uspona zavojnice boka zuba na diobenom i temeljnom valjku (dio zavojnice je kosi pravac pa odatle dolazi i naziv kosi zubi)

Slika 1.4 Najzorniji prikaz nastajanja uzdune linije bokova elnika s

kosim zubima

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 4

Karakteristine veliine u izrazima (1.1) i (1.2) izraunavaju se za pogonski elnik prema izrazima danim u nastavku:

gdje je :

M1(max - najvei moment vrtnje

KA=1,25 - faktor vrste pogona,-( tablica TR002);

- za rad jednolik bez udara (pogonski stroj)

- za rad s umjerenim udarima (gonjeni stroj)

KV=1,05 - faktor unutarnjeg dinamikog optereenja,

- brzina i ubrzanje zupanika

v1=v2=v

- irina elnika

Orjentacijski proraun modula s obzirom na opteretivost korijena zuba se rauna pomou izraza:

gdje je za orjentacijski proraun:

mn - normalni modul (tablica TR004)

z1 -broj zubi pogonskog elnika

(=30 - faktor irine zuba ili utjecaj naina uleitenja

(tablica TR005)

M1max - najvei mogui iznos momenta vrtnje

(uvojnog momenta)

(FP - doputeno naprezanje u korijenu zuba, Mpa

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 5

(Flim=220 MPa - trajna vrstoa (izdrljivost) za istosmjerno

promjenjivo optereenje korjena zuba

sF(sFmin =1,5 - faktor sigurnosti u korijenu zuba

( - kut nagiba boka zuba na diobenoj krunici,

YFS=2,2 - faktor oblika (orjentacijski)Y(=1 - faktor stupnja prikrivanja (orjentacijski)

Y(=1 - faktor utjecaja nagiba boka zuba (orjentacijski)

KF(=1 - faktor raspodjele optereenja (sile) (orjentacijski)

KF(=1 - faktor raspodjele optereenja po duljini zuba (orjentacijski)

1.1.1 ORIJENTACIJSKI PRORAUN MODULA S OBZIROM NA OPTERETIVOST BOKOVA ZUBI Opteretivost bokova predstavlja granicu do koje mogu biti optereeni bokovi zubi,a da ne nastup oteenje bokova zubi poznato kao pojava rupiavosti(PITTING).Pojava rupiavosti posljedica je zamora materijala,a naprezanja na povrini bokova zubi prouzroena su dodirnim pritiscima,trenjem I klizanjem bokova razdvojenih slojem ulja.Naprezanje povrina bokova zubiizraunava se pomou Hertzovih jednabi dodirnih naprezanja svedenih na bokove zubi.Prema(1,2,3)dodirno naprezanje izraunava se u kinetikom polu C, a provjerava se u unutarnjim tokama zahvata B I D ukoliko je fiktivni broj zubi zn(20.

Jednadba Hertzovog dodirnog naprezanja na bokovima zubi u kinetikom polu C (1,2,3):

(H=ZB,H((HO(

(HO=ZH(ZE(Z((Z((

Nakon uvrtavanja veliina prema gornjim izrazima slijedi izraz za orijentacijski proraun modula glede opteretivosti bokova zubi:

mn

gdje je za orijentacijski proraun: u - zadani prijenosni omjer (openito odreen izrazom 1.14)

u=

doputeno dodirno naprezanje

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 6

ZE -faktor materijala,

( orijentacijski za elik/elik ili elik/elini ljev

ZE=190)(tablica TR007)

ZH -faktor oblika (orijentacijski ZH=2.5)

Z( -faktor prekrivanja(orijentacijski Z=1)

Z( -faktor nagiba bone linije

(orijentacijski Z(=1)

KH( -faktor raspodjela optereenja (sile)

(orijentacijski KH(=1)

KH( -faktor raspodjele optereenja po duljini zuba

(orijentacijski KH(=1)

(Hlim -trajna vrstoa (izdrljivost) na Hertzov pritisak na

bokovima zubi,MPa,(vidi tablicu TR006)

SH=SHmin -faktor sigurnosti bokova zubi-

(kao najnia vrijednost uzima se SH=SHmin=1.25)

1.2 Odreivanje najveeg momenta vrtnje

- najvei moment vrtnje pogonskog elnika se rauna prema izrazu :

gdje je:

M1max-najvei moment vrtnje pogonskog elnika z1, koji ukljuuje sve gubitke od radnog stroja do pogonskog elnika, kao i moment ubrzanja masa radnog stroja, Nmm

M1naz -nazivni moment vrrtnje pogonskog elnika z1 prema izrazu(1.17), koji ukljuuje sve gubitke od radnog stroja do pogonskog elnika, Nmm

(1=2((n1=2((nEM=2((35=219 1/s(uk=0,903 - ukupni gubici snage od radnog stroja do pogonskog elnika

(z =0,985 - gubici snage trenjem u ozubljenju

(L=0,995 -gubici snage trenjem u leajima

(b=0,95 - gubici snage trenjem brtvi o vratilo, te bukanjem kod podmazivanja uranjanjem

gornjeg ellnika

(S=0,97 -gubici snage u elastinim spojkama

M( - moment ubrzanja mase radnog stroja, Nmm

EMBED Equation.3

EMBED Equation.2 M(1max=186.57 NmM1naz=130.1 NmP1=28792.9 W

(uk=0,903

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 7

- zagonski moment mase radnog stroja reduciran na vratilo V1

1.2.1 Zagonski momenti masa

- za izraunavanje zagonskih momenata masa (elnika spojki)potrebno je najprije odrediti izmjere elnika:

d1 - diobeni promjer pogonskog elnika:

d2 - diobeni promjer gonjenog elnika:

mm

gdje je:z2 - izraunati broj zubi gonjenog elnika

zaokruen

na cijeli broj

- novi prijenosni omjer ;

b=((mn=30(3.75=112.5mm Zagonski moment masa:

( elnika z1:

gdje je

u Nm2, ako se d1 i b uvrste u m i ako je elnik z1 izraen od elika.

( elnika z2:

gdje je

u Nm2, ako se d2 i b uvrste u m i ako je elnik z1 izraen od elika.

GD12=7,558Nm2M1max =195905 Nmmd1=64.94 mmd2=202.5mmz2=54b=112,5 mmGDz12=0,006 Nm2GDZ22=0,5675 Nm2

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 8

( spojki S1 i S2:

Spojke kod ukljuivanja elektromotora prenose sljedei momenti vrtnje:

-najvei moment vrtnje koji mogu prenijeti spojke S1 iS2 odreden je sljedeim izrazom:

Ms max=Ms+KA(Kv=535.09+1(1,065=536.155Nmm

- prema tablici TR001, izabire se n(35s-1

GDs22=6Nm2Gs=270N

KV -faktor unutranjeg dinamikog optereenja

KA -faktor vrste pogona (tablica Tr002) KA=1

K1,2 pomone veliine (tablica TR003) K2=0.0087

Ft=N

v=d1(((219.9=64.94(((219.9=44.86 m/s-zbroj zagonskih momenata reduciranih na vratilo V1,na kojem se nalazi elnik Z1:

-stvarni moment ubrzanja svih masa reduciran na vratilu V1:

0.95(1.021(1.05Ms=535.09 NmmGDV12=8,092Nm2M(=60.46 NmM1max=190.56 Nm

Grupa:2Listova:45

ReduktorList: 9

- omjer je u granicama ( 5 % pa se smatra da ne postoji vei utjecaj momenata ubrzanja masa na veliinu modula, te se daljnji proraun moe provesti prema orijentacijskoj vrijednosti modula ...

mn = 3.75 mm mn=3.75 mm1.4 .Pomak profila uvjetovan standardnim razmakom osi vratila

- razmak osi vratila izraunava se pomou sljedeeg izraza

a=mn(z1((u(+1)/2cos(=3.75(17((3.176+1)/2(cos11(=135,6

- standardni razmak osi vratila (w=140 mm prema tablici

TR008.

- zbroj faktora osi pomaka x1 i x2:

- elni kut (t, i pogonski kut (wt se raunaju prema izrazima :

1.4 Dimenzije elnika u ovisnosti o faktorima pomaka profila

Ako se par elnika izvede kao Vpar tada se dimenzije pogonskog i gonjenog elnika izraunavaju prema slijedeim izrazima:1.4.1 Pogonski elnik z1(kinematiki promjer:

a=54.3 mm

(W=140mm(t=20,41o(wt=24,73odw1=67.04mm

Grupa:2Listova:45

ReduktorList: 10

(temeljni promjer:

db1=dw1(cos

wt=67.04(cos 24.730=60.9 mm

(tjemeni promjer bez skraenja tjemena zuba:

(tjemeni promjer sa skraenjem tjemena zuba:

(podnoni promjer:

df1=d1-2mn((1,25-x1)=64.94-2(3.75(1.25-0.59)=60mm

1.4.2 Gonjeni elnik z2(kinematiki promjer:

(temeljni promjer:

(tjemeni promjer bez skraenja tjemena zuba:

tjemeni promjer sa skraenjem tjemena zuba:

(podnoni promjer:

(tjemena zranost:

1.4.3 Provjera tjemene zranosti

Postojea tjemena zranost:

db1=60.9 mmda1=76.865 mmda1*=80.05 mmdf1=60mmdw2=209.04mm

db2=189.8 mm

da2= 214.95mm

d*a2=218,14 mmdf2=80.86 mmc=0,9375 mm

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 11

- usvajamo tjemene promjere da1 i da2Ukoliko je c ( cmin potrebno je provesti tzv. skraenje tjemena zuba elnika z1 i z2.

1.6 Potrebna zranost izmeu bokova elnika s helikoidnim ozubljenjem

Veliinu potrebne krune zranosti, odnosno toleranciju krune zranosti (jmin i jmax) uvjetuje izbor veliine odstupanja mjera preko nekoliko zubi (Awd i Awg), kao i odstupanje razmaka osi (Aad i Aag). odstupanje mjere preko nekolikozubi spregnutih elnika s odstupanjem razmaka osi odre|uje krunu zranost NULTIH, VNULTIH i VPAROVA:

Slika 1.8 Kruna, profilna i radijalna zranost

cmin=0,45 mmc=2.53jmax(326.2(m

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 12

Aw1d= -128 (m (d) Aw1g= -96(m (e)

Aw2d= -144 (m (d) Aw2g= -108(m (e)

Slika 1.9 Poloaj odmjera, gornjeg i donjeg graninog odstupanja pojedinih tolerancijskih polja oznaenih malim slovima internacionalnog latininog pisma

1.6.1 Izbor krune zranosti - prema dijagramu (DR002) dobiju se orijentacijske vrijednosti krune zranosti ( jmin i jmax) u ovisnosti o modulu mn i podruju primjene zupanika (primjena elnika u opem strojarstvu) .

jmin=80(m jmax=160(m

jmin(192.5(m

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 13

1.6.2 Izbor graninih odstupanja razmaka osi vratila - u ovisnosti o zadanoj kvaliteti ozubljenja i standardnom osnom razmaku osi vratila aw iz tablice (TR010) izabiru se granina odstupanja razmaka osi vratila Aad i Aag ( gdje je Aad= - Aag ). Stvarni razmak osi vratila aw jednak je :

aws=aw ( Aad,g Aag=32(m Aad=-32(m- granina odstupanja mjere preko nekoliko zubi za oba elnika (Aw1d, Aw1g, Aw2g i Aw2d )kod izrade para elnika, mogu se odrediti za ranije odabrane vrijednosti graninih odstupanja razmaka osi vratila Aad,g (uz Aad = -Aag)ako se u izraze uvrsti jmin=0 i jmax=0:

(Aw1d+Aw2d)= -121.5(m

(Aw1g+Aw2g)= -99.5 (m

gdje je :

(wn - normalni kut zahvatne crte

tan (wn = tan (wt(cos ( = tan 24,73o(cos 11o=0.452

(wn=24.33 o(b - kut nagiba bone crte na temeljnoj krunici

- na osnovu izraunatih vrijednosti mjere preko nekoliko zubi za oba elnika, izabiru se u ovisnosti o tolerancijskim poljima, kvaliteti ozubljenja, standardnom modulu i diobenim promjerima najblie tabline vrijednosti - tablica (TR014) - da bi se izbjeglo zaglavljivanje zubi u meuzublju elnika u zahvatu, mora biti ispunjen sljedei uvjet :

- gdje je Mi1,2 doputeno odstupanje pri radijalnoj kontroli elnika u zahvatu. Doputeno odstupanje Mi1,2 i doputeni skok ovog odstupanja (Mi dani su u tablici (TR015)

Mi1=83 (m Mi2=92 (m

aws=56(0,023 mm

(b=11.35ojmin=158.3mMi1=83m

Mi2=92m

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 14

- ostvarena srednja vrijednost krune zranosti je:

- za ostvarenje ove zranosti alat se pri obradi zupanika mora primaknuti za radijalnu veliinu krune zranosti

- preko razmaka osi vratila aw ( Aad,g i graninih odstupanja Aw1d,g i Aw2d,g bit e ostvarena srednja kruna zranost ( izraena kao radijalna )

1.6.4 Propisane standardne oznake glede naina kontrole elnika

- za predvienu radijalnu kontrolu, kvalitetu ozubljenja 7 i kvalitetu razmaka osi vratila 4 oznake imaju sljedei oblik :

- zupanik z1 :

S 7 ed 4 HRN M.C2.031.

- zupanik z2 :

S 7 ed 4 HRN M.C2.031.

1.7 Kontrola s obzirom na doputenu opteretivost korijena zuba

- kontrola s obzirom na doputenu opteretivost korijena zuba ( koja je odreena doputenim naprezanjem u korijenu zuba koji je savojno optereen ) provodi se pomou ovog izraza za oba elnika u zahvatu.

gdje je:

Fwtnazivna obodna sila na kinematinoj krunici, N

j=259.35(mjr(=143.4(m

jr=287 (m

(F=32 MPa

Fwt=5927N

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 15

M1max - najvea vrijednost momenta vrtnje,Nmm

KA=1 - faktor vrste pogona,- (tablica TR002)

Kv=1,065 - faktor unutarnjeg dinamikog optereenja,

dw1 - kinematini promjer pogonskog elnika, mm

b - irina elnika, mm

mn - standardna vrijednost normalnog modula,

u mm

YFS =2,15 - faktor oblika - ( tablica DR003 )

Y( - faktor prekrivanja

(( - stupanj prekrivanja profila, -

((=(1+(2-(a,

((=2.214>2

Y( - faktor utjecaja nagiba boka zuba, -

Y(=0.576

((=2.214mt=3.82mmpet=11.25 mm(1=2.08(2=4,46(a=4,326Y(=0,833,576

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 16

(( - stupanj prekrivanja bone linije ((=1.822

KF( - faktor raspodjele optereenja (sile)

qL=1 - pomoni faktor - dijagram ( DR004 )

((=2.147>2qL=1 - dijagram ( DR004 ) , u ovisnosti o kinematskom promjeru dw, normalnom modulu mn, obodnoj sili po jedinici irine elnika Fwt/b i kvaliteti ozubljeja

KF(=1 - faktor raspodjele optereenja po irini elnika

(FP - doputeno naprezanje u korijenu zuba, MPa

gdje je:

Ym=2,1 - faktor zareznog djelovanja

Ysa=2,3 - faktor utjecaja zareznog djelovanja u ovisnosti o broju zubi i faktoru pomaka DR005

KFX=1 - faktor utjecaja veliine elnika - dijagram DR006 (za modul mn(5 mm)

YN=1 - faktor vijeka trajanja ovisi o broju promjena optereenja i vrsti materijala DR007

YR=1.05 - faktor hrapavosti (dijagram DR008)

SFmin=1,5 - najmanja vrijednost faktora sigurnosti u korijenu zuba

1.8 Kontrola u odnosu na doputenu opteretivost boka zuba

Kontrola s obzirom na doputenuopteretivost boka zubi provodi se pomou izraza:

-prijenosni omjer

KF(=2.214

(FP=128 Mpa

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 17

ZH -faktor oblika,odreen prema dijagramu DR009 u ovisnosti od omjera zbroja faktora pomaka I zbroja brojeva zubi oba elnika,te kuta nagiba bone linije zuba. ZH=2.205Z( -faktor prekrivanja.Ako je tada je faktor prekrivanja

Z(=

Z( -faktor nagiba Z(=

KH( -faktor raspodjele optereenja na pojedine zube kod provjere opteretivosti bokova

KH( -faktor raspodjele optereenja po duljini boka zuba kod provjere opteretivosti bokova

gdje su X,Y,Z, faktori prema tablici TR017.

PRILOG Slika 1.9 Karakteristine toke zahvata na putu zahvata (A-poetak zahvata,B-unutarnja toka pojedinanog zahvata pogonskog elnika,D-unutarnja toka pojedinanog zahvata gonjenog elnika,C-sredite valjanja ili kinematini pol I E kraj zahvata)

Iz slike 1.9 oitano:

RA1= 8.5 mm RA2= 50.5 mm

RB1= 11 mm RB2= 48 mm

RC1= 14 mm RC2= 45 mm

RD1= 20 mm RD2= 39 mm

RE1= 22.5 mm RE2= 36.5 mm

ZB -faktor zahvata u unutarnjoj toki pogonskog elnika B,

ZD -faktor zahvata u unutarnjoj toki gonjenog elnika D

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 18

(HP - doputen Hertzov dodirni tlak , MPa

KL ( ZV ( ZR = 1.15 > 0,85 - zadovoljava

gdje je : KL=1.1 - faktor utjecaja ulja za podmazivanje ( DR010 )

KHX=1 - faktor utjecaja dimenzija

ZR=0.95 - faktor utjecaja hrapavosti ( DR011 )

ZV=1,1 - faktor utjecaja obodne brzine ( DR012 )

ZN=1 - faktor utjecaja vijeka trajanja

ZW=1,15 - faktor utjecaja ovrivanja bokova gonjenog elnika ( DR014 )

SHmin=1,25 - najmanja vrijednost faktora sigurnosti- izabirem elini ljev za gonjeni zupanik LJ 0645 (Flim=170 MPa (Hlim=420 MPa1.9 Proraun i kontrola s obzirom na doputenu temperaturu zagrijavanja

- poznato je da se vei dio gubitaka snage (onaj koji se troi na trenje u ozubljenju, leajimma i bukanje) u reduktoru pretvara u toplinu. Ovako razvijenu toplinu terba odvesti iz reduktora prirodnim hlaenjem, odnosno slobodnim prijelazom topline i isijavanjeem, pri emu se kod trajnog pogona u vremenu od oko 6 sati rada uspostavlja sljedea toplinska ravnotea :

- razvijena toplina Qraz(kJ/h ( = odvedena toplina Qodv ( kJ/h ( = (s ( A ( ( (u - (z )- temperatura ulja

Qraz=7.2 ( 102 ( Pukg =7.2 ( 102 ( 2522 =1815840 J/h

-nije potrebno dodatno hlaenje gdje je:

(s -koeficijent prijelaza topline,= 92kJ/m2hoC

(z -temperatura zraka, oC (prema HRN M.C1.031 (z=20 oC )

A -plotina povrine reduktora koji zrai toplinu, m2(dop -doputena temperatura ulja u reduktoru,oC (za suvremena ulja proizvo|ai doputaju

(dop=75 oC)Qraz - razvijena toplina,kJ/h

Pukg - ukupni gubici snage u reeduktoru, kW

Pukg=(1-(uk) ( PRS=(1-0.903)26 =2.522 kW

(HPB=623MPa(HPD=444MPaQraz=1815W(u=58.13oCPukg=2.522 kW

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 19

1.9.1 Povrina reduktora

- na slici 1.11 dana je skica reduktora s potrebnim izmjerama za izraunavanje plotine povrine reduktora izloenih zraku, odnosno povrina preko kojih se zrai razvijena toplina u reduktoru Qraz.

Slika 1.10 Skica s potrebnim izmjerama za izraunavanje plotine povrine reduktora izloenih zraku

1.9.1.1 Plotina povrina reduktora izloenih zraku bez umjetnog hlaenja i poveanja povrine dopunskim rebrima za hlaenje

Prema slici 1.10 slijedi:

a)plotina povrine kuita:

Ak = 2 ( ( D ( H + B ( H + D ( B )

Ak = 2 ( ( 0,35 ( 0,27 + 0,19 ( 0,27 + 0,35 ( 0,19 ) =0.4246 m2b) plotina povrine prirubnica:

Ap= 2 ( ( D+2B+4B1 ) ( B1

Ap= 2( ( 0,35 + 2 ( 0,19 + 4 ( 0,05 )0,05=0,093 m2 - plotina ukupne povrine preko koje se zrai razvijena toplina :

Auk1 = Ak + Ap = 0,4246 + 0,093 = 0,5176 m2

1.9.1.2. Plotina povrina reduktora izloenih zraku s poveanjem povrine dopunskim rebrima za hlaenje - ako se na obje dulje stranice predvidi po k rebara za hlaenje :

Auk = Auk1 + Ar 1.9.1.3 Dopunsko umjetno hlaenje

- poto povrina hlaenja nije dovoljno velika da zraenjem odvede razvijenu toplinu i tako snizi temperaturu ulja u reduktoru na doputenu razinu, predvia se dopunsko hlaenje. Uzima se cijevni izmjenjiva topline koji koristi rashladnu vodu iz vdovoda. Materijal cijevi izmjenjivaa je bakar.

Ako je razvijena toplina Qraz, rashladna voda (cijevni izmjenjiva) treba preuzeti sljedeu razliku topline

(Q = Qraz - QodvAk=0.4246 m2Ap=0.093 m2Auk1=0,5176 m2

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 20

Qodv - odvedena toplina prirodnim hlaenjem,kJ/h

Qodv = (s ( A ( ( (u - (z )

- potrebna povrina cijevi izmjenjivaa:

gdje je:

(sr=17...22 oC - srednja temperatura rashaladne vode iz vodovodne mree, oC

c=1400 kJ/m2(hoC - koeficijent prijelaza topline za cijevne izmjenjivae topline izraene od CUcijevi i brzinu strujanja vode v ( 0,5 m/s

- duljina cijevi potrebna za izradu cijevnog izmjenjivaa:

Lc=

gdje je:

d=1 cm - svijetli otvor cijevi

Qv - potrebna koliina rashladne vode,l/h

v - brzina strujanja vode ( v ( 0,5 m/s )

d - svijetli otvor cijevi, cm

1.9.2 Cirkulacijsko podmazivanje I hlaenje reduktora

U sluajugradnje reduktora velike snage najee se predvia sustav cirkulacijskog podmazivanja I hlaenja reduktora. Dakle,ulje dovedeno do ozubljenja I leaja ne slui samo za podmazivanje ve I za odvoenje vika topline ,koja se ne uspije odvesti prirodnim hlaenjem. Dopunska koliina ulja predviena za hlaenje dovodi se na bokove zubi zupanog para , a ona za podmazivanje na mjesto zahvata zubi I klizne leaje.Kod velikih obodnih brzina dovoljno je ulje dovoditi samo na bokove zupanog para i za hlaenje i za podmazivanje.1.9.2.1.Potrebna koliina rashladnog ulja

U sluaju izbora sustava cirkulacijskog podmazivanja I hlaenja reduktora tada bi ulje dovedeno zupanicima preuzelo I razliku topline,ime bi se povisila temperatura ulja za iznos:

iz ega slijedi potrebna koliina rashladnog ulja:

gdje je:Qru -potrebna koliina ulja, l/h

-temperaturna razlika izmeu izlazne I ulazne temperature ulja, 0C (za ulje koje se hladi u spremniku =100)

(- specifina teina ulja,(=0.8N/dm3cp -specifini toplinski kapacitet kod nepromjenjivog tlaka, kJ/N0C

cp=0.17kJ/N0C

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 21

Priblina iskustvena koliina rashladnog ulja moe se izraunati:

Qu.isk=3.3 10-2 PgRE PgRE=PEM(1-(uk)

1.9.2.2 Smjernice vezane za uporabu ulja - prvo punjenje :po zavrenoj montai reduktora kuite treba oistiti specijalnim uljem za ienje, a tek onda slijedi punjenje uljem za podmazivanje.

- zamjena ulja : prvo punjenje zamjeniti nakon priblino 250 do 300 radnih sati, daljnje periodine zamjene nakon 3500 do 4500 radnih sati. Ovo vrijedi ako reduktor radi pod normalnim uvjetima, u suprotnom se ulje zbog nepovoljnih uvjeta mijenja svakih 1500 2000 radnih sati.

1.9.2.3. Preporuke za izbor ulja A reduktori sa elnicima i stonicima (ravni zubi helikoidno ozubljenje)

A1 normalno optereenje

- srednje obodne brzine (55m/s> v1 >25 m/s ) :

nelegirano mineralno cirkulacijsko ulje 10 - 15oE / 50oC ( v50=77...115 cSt )

npr. - Cirkulacijsko ulje VT ili NT

- Cirkol 80, 120 ili drugo

- Mobil DTE oil Extra Heavy

- odnosno Shell Tellus 41 itd.

1.9.3 Izbor ulja za podmazivanje

- obodna brzina na promjeru kinematine krunice gonjenog elnika dw2 iznosi:

v2 = dw2 ( ( ( n2 = m/s

gdje je:

v2obodna brzina na kinematinom promjeru gonjenog elnika, m/s

dw2promjer kinematine krunice gonjenog elnika, m

n2=68.3brzina vrtnje gonjenog elnika, s-1 - prema obodnoj brzini i trajnosti pogona TP = 100 % orijentacijski se prema tablici ( TR0018 ) se izabire odgovarajua vrijednost viskoziteta ulja za podmazivanje, odnosno i odgovarajue ulje prema tablici ( TR019 )

- priblina najvea koliina ulja za podmazivanje reduktora kod podmazivanja uranjanjem elnika u ulju iznosi prema iskustvu:

Quu=(3....8) ( Pgz =3 ( 0,431 = 1,3 l

gdje su gubici u ozubljenju :

Pgz = ( 1 - (z ) ( P1 = ( 1 - 0,985 ) ( 28.792 = 0,431

Quu=1,3 lPgz=0,431

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 22

Ovdje je:

P1 - snaga koju prenosi par elnika,kW

P1=28.8 KW

Quu - koliina ulja potrebna za podmazivaanje uranjanjem elnika (z - gubici zbog ozubljenja

2 . Vratila

- proraun vratila obuhvaa sljedee:

- proraun sila koje optereuju vratilo

- proraun prethodnih dimenzija vratila (idealno vratilo)

- izbor leaja

- stupnjevanje vratila

- provjeru konanih dimenzija vratila

- proraun progiba vratila i nagib elastine linije u osloncima

- proraun kuta uvojne deformacije vratila

2.1 Proraun sila koje optereuju vratilo

Na slici 2,1 prikazan je par elnika s helikoidnim ozubljenjem i sile koje su rezultat prijenosa sile sa zuba na zub.

Slika 2.1 Sile kod para elnika s helikoidnim ozubljenjem (VPAR) mjerodavne za proraun vratila i izbor leaja

( obodne sile :

( aksijalne sile:

( radijalne sile: P1=28.792kWFwt1=982,21 NFwa1=155,57 NFwr1=258,88 N

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 23

2.2 Vratilo pogonskog elnika V1

- preko ulazne spojke S1 elektromotor predaje pogonskom vratilu V1 sljedei moment vrtnje:

- ovisno o momentu vrtnje odreenom prema izrazu izabire se najblia vrijednost prema tablici (TR001 )

GDS12=2,02 Nm2

GS1=150 N

d=35 - 40 mm

Gz=10 N

- reakcije u vodoravnoj ravnini x-y (slika 2,3):

- reakcije u okomitoj ravnini x-z (slika 2,3):

TS1=239,96 NmGDS12=2,02 Nm2GS1=150 NGZ=10 NFBy=106,514 NFAy=106,514 NFBz=579,855 NFAz=242,355 N

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 24

- rezultanta u osloncima A i B pogonskog vratila V1:

2.2.1 Proraun prethodnih dimenzija vratila V1

- proraun se temelji na teorijskoj pretpostavci da u svim presjecima vratila vladaju jednaka naprezanja na savijanje, te da su jednaka doputenom naprezanju.

- rezultat ovakvog prorauna je tzv. idealno vratilo koje po obliku odgovara kubnom paraboloidu.

- prema energetskoj ili HMH teoriji cvrstoce moment se izraunava prema formuli:

gdje je:

Mekv - ekvivalentni moment, Nmm

Ms - moment savijanja, Nmm

(0 - faktor vrstoe materijala

- materijal vratila 1531

(SDN=335 MPa ; (SDI=540 MPa

(UDN=180 MPa ; (UDI=270 MPa

- moe se na bilo kojem mjestu x izraunati promjer vratila prema sljedeem izrazu:

gdje je:

(s dop=50 MPa - orijentacijska vrijednost doputenog naprezanja na savijanje- na dijelu optereenom samo na uvojno za bilo koji presjek x vrijedi uvjet:

- iz ovog uvjeta za bilo koji presjek x slijedi promjer vratila prema sljedeem izrazu:

gdje je:

T(x) - moment vrtnje na mjestu x, Nmm

(u dop =30 MPa - doputeno uvojno naprezanje FA=264,728 NFB=589,557 N(0=0,72(SDN=335 MPa(SDI=540 MPa(UDN=180 MPa(UDI=270 MPa(Sdop=50 MPa(u dop =30 Mpa

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 25

( Presjek 1 (prema slici 2,3i slici 2,4):

( presjek 2 (prema slici 2,3 i slici 2,4):



d1=34,2 mmMSy2=4500 MPad2=31,1 mmMSy3=26770,65 Nmm

MS3= 26774,824 Nmm

Mekv3= 146870 Nmm

d3=30,9mm

MSy4=46388,4 NmmMSz4=12189,31 Nmm

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 26

EMBED Equation.2


2.2.2 Stupnjevanje vratila V1 - za proraun konanih dimenzija uzimaju se standardni promjeri dobiveni nakon stupnjevanja vratila (d1, d2, d3, d4 i d5)

- prema slici 2,3 i slici 2,4 voditi rauna da je: d2=dA=d3 i d5=dB.

Slika 2,4 Idealni oblik vratila (kubni paraboloid) i stupnjevani oblik vratila - usvojene dimenzije pogonskog vratila su :

d1=35 mm

d2=35 mm

d5=38 mm

d4 - je pogonski zupanik tj. df1

- vratilo i zupanik se prave od istog elika i iz jednog komada

MS4= 47963,14 NmmMekv4= 152165,15 Nmmd4=31,22mmMSy5=34791,3 NmmMSz5=10059,03 NmmMS5=36216 NmmMekv5=36216 Nmm

d5=19,35mmd1=35 mmd2=35 mmd3=38 mmd3=38 mmd4= df1d5=38 mm

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 27

2.2.3 Izbor leaja u osloncima A i B vratila V1 - koristimo prstenaste jednoredne leaje s kuglicama s kosim dodirom

( dinamiko ekvivalentno optereenje leaja za pojedinano ugraivanje leaja.

PA = FA = 264,728 N

PB = FB = 589,557 N

( statiko ekvivalentno optereenje leaja za pojedinano

ugraene leaje.

- poto je P0A < FA uzima se:

P0A = F0A = 264,728 N

- poto je P0B < FB uzima se:

P0B = FB =589,6 N gdje su :

- FA,B i Fwa1 sile koje djeluju na upareni komplet leaja u jednom osloncu.

( dinamika mo noenja CA,B izraunava se pomou izraza :

gdje je:

L10h - nazivni vijek leaja, h ( za leajeve kod zupanika prijenosnika ope namjene je 104 do 2,5 104 h )

n1 - brzina vrtnje vratila V1,s-1 PA,B - dinamiko ekvivalentno optereenje leaja, N

PA = FA = 264,728 NPB = FB =589,557 NP0A=172,813 NP0A = F0A =264,728 NP0B=335,227 NP0B = FB =589,6 NCA=2521,35 N

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 28

- prema izraunatoj dinamikoj moi noenja CA,B i promjeru rukavca u osloncu A i B dA,B izabire se odgovarajui leaj:

- iz SKF kataloga izabirem leaje :

A - oslonac tj. leajno mjesto

d=35 mmD=80 mmB=21 mm

C=31200 N - 7306 B

B - leajno mjesto

d=30 mmD=72 mmB=19 mm

C=31200 N- 7306 B

- oba leaja su prstenasti kuglini jednoredni sa kosim dodirom

2.2.4 Proraun konanih dimenzija vratila V1 - konane dimenzije vratila utvruju se kontrolom dinamikih sigurnosti u svim opasnim presjecima stupnjevanog vratila.

- kod ove kontrole uzima se u obzir :

- koncentracija naprezanja odabranih rjeenja prijelaza s promjera na promjer

- klase hrapavodti povrine

- veliine strojnog dijela

- zarezno djelovanje

- prethodne dimenzije2.2.4.1 Momenti u pojedinim presjecima vratila V1 - za kombinirano savojno i uvojno naprezanje upotrebljavlja se izraz za ekvivalentno naprezanje

gdje je:

(ks - faktor koncentracije naprezanja kod savijanja TR021 i TR022

(0 - faktor vrstoe materijala

(ku - faktor koncentracije naprezanja kod uvijanja

( presjek 1 (prema slici 2,3 islici 2,4) :

TS1=239960 Nmm

gdje je:

(ku1=1,88 - prema tablici TR022

CB=5615,12 N

d=35 mm

D=80 mm

B=21 mmd=30 mm

D=72 mm

B=19 mm

Mekv1=281285,33 Nmm(ku1=1,88

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 29

( presjek 2 (prema slici 2,3 islici 2,4) :

( presjek 3 (prema slici 2,3 i slici 2,4) : Ms3=26774,824 Nmm MS2=26774,824 Nmm

gdje su (ks3=1,46 i (ku3=1,54 uzeti iz tablice TR021

( presjek 4 (prema slici 2,3 i slici 2,4) :

Ms4=47963,14 Nmm Ms4= 47963,14 Nmm


gdje se (ks5=2,10 uzma iz tablice TR0212.2.4.2 Naprezanje u pojedinim presjecima vratila V1


gdje je:

Wu1 - polarni moment otpora presjeka 1, mm3

t1 - dubina utora za pero prema tablici ( TR023 ), mm

t1=4,7 mm t1=4,7 mm

MS2=4500 NmmMekv2=149692 NmmMekv3=146870 Nmm(ks3=1,46(ku3=1,54Mekv4=152165,15 NmmMekv5=83297 Nmm(ks5=2,10

(ekv1=50,56 N/mm2Wu1=5563,6 mm3

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 30


gdje je:

Ws2 - aksijalni moment otpora presjeka 2, mm3 ( presjek 3 (prema slici 2,3 i slici 2,4) :

gdje je:

Ws3 - aksijalni moment otpora presjeka 2, mm3 Ws3=Ws2=4287,5 mm3 ( presjek 4 (prema slici 2,3 i slici 2,4) :

gdje je:

Ws4- aksijalni moment otpora presjeka 2, mm3 ( presjek 5 (prema slici 2,3 i slici 2,4) :

gdje je:

Ws5 - aksijalni moment otpora presjeka 2, mm3 (m = 670 - 820 N/mm2

1531 - (m = 670 - 820 N/mm2 (SDN=335 N/mm2

Re=420 N/mm2

(SDI=540 N/mm2 (UDI=270 N/mm2

(UDN=180 N/mm2 dop(S=56 ... 84 N/mm2 (ekv2=34,92 N/mm2(ekv3=34,26 N/mm2WS2=4287,5 mm3WS3=4287,5 mm3(ekv4=27,52 N/mm2WS4=5529,8 mm3(ekv5=19,42 N/mm2WS5=4287,5 mm3(SDN=335 N/mm2 Re=420 N/mm2 (SDI=540 N/mm2(UDN=180 N/mm2(UDI=270 N/mm2dop(S=56 ... 84 N/mm2

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 31

2.2.4.3 Postojei faktor sigurnosti u pojedinim presjecima vratila V1 - openito je postojei faktor sigurnosti definiran izrazom :

ili

gdje je: (sDN - trajna savojna vrstoa (tablica TR020), MPa

(uDN - trajna uvojna vrstoa (tablica TR020), MPa

b1

- faktor veliine strojnog dijela (TR024)

b2

- faktor kvalitete povrinske obrade (DR017)

(

- faktor udara

Spotr - potrebni faktor sigurnossti






S1=2,19S2=6,44S3=6,85S4=6,85S5=5,06

Grupa: 2Listova:45

ReduktorList: 32

2.2.5 Proraun progiba vratila V1 i nagiba elastine linije vratila V1 u osloncima A i B - potrebno je provjeriti progib uslijed savijanja na mjestu gdje se nalaze zuoanici, kosi poloaj rukavca u osloncima A i B, te kut uvijanja

Slika 2.6 Progib glatkog vratila i kosi poloaj rukavca u leajima

- prema iskustvu, progib ispod hvatita sile ili max progib

smije iznositi f ( 0,00035 L , a tan(A=tan(b

proračun, grupa 21

Documents