9.0. Sprzęgła i hamulce 9.1. Sprzęgła

Transkrypt

1 odstawy Kostrucji Maszy - projetowaie 9.0. Sprzęgła i hamulce 9.1. Sprzęgła Sprzęgło - podzespół ostrucyjy służący do przeazywaia eergii ruchu orotowego między wałami ez zamierzoej zmiay jej parametrów tz. mocy, mometu, prędości orotowej, ieruu i zwrotu. W sład sprzęgła wchodzi ogólie: część apędzająca (czya), część apędzaa (iera) i łączi odział i cechy ostrucyje SRZĘGŁA 1 Nierozłącze Sterowae 3 Samoczye 9 Ie 11 Mechaicze 1 Mechaicze 31 Mechaicze 19 Ie Hydrodyam. 3 Hydrodyam. 3 Eletromaget 33 Eletromaget 9 Ie 39 Ie Rys Ogóly podział sprzęgieł 1 S. ierozłącze 11 Mechaicze 19 Ie 111 Sztywe 1111 Nie dzieloe 111 zieloe w płaszczyźie prostopadłej do wału 1113 zieloe w płaszczyźie rówoległej do wału 11 Samoastawe 111 Osiowe 11 romieiowe 113 Kątowe 114 Uiwersale 113 odate 1131 Z charater. liiową 113 Z charater. ieli. Rys. 9.. odział sprzęgieł ierozłączych odziału sprzęgieł wg [1] dooao ze względu a fucję jaą w sprzęgle spełia łączi. 136

2 9.0. Sprzęgła i hamulce S. sterowae 1 Mechaicze Hydrodyam. 3 Eletromaget. 9 Ie 11 rzełączae sychroicz. 1 rzełączae asychr. (ciere) 1 Sterowae dławieiowo Sterowae apełiaiem 111 mechaiczie 11 hydrauliczie 113 peumatycz. 11 mechaiczie 1 hydrauliczie 13 peumatycz. 11 przy stałych wymiarach 1 przy zmie. wymiarach 1 z regul. a wlocie z regul. a wylocie 114 eletromag. 14 eletromag. 3 z regul. a wlocie Rys odział sprzęgieł sterowaych i wylocie 31 Iducyje 311 asychr. 31 sychr. 3 S. samoczye 31 Mechaicze 3 Hydrodyam. 33 Eletromag. 39 Ie 311 Odśrodowe 31 Jedoieruowe 313 Bezpieczeństwa 31 Zamięte 3 Z zew. oiegiem 3111 ciere 3111 zapad. 311 ciere 3131 ściae 313 trwałe 311 ez oiż. sztyw. 31 z oiżoą sztyw. 31 ez oiżoej sztywości 3 z oiżoą sztywością 331 Iducyje Rys odział sprzęgieł samoczyych 3311 asychr. 331 sychr. 137

3 odstawy Kostrucji Maszy - projetowaie oór sprzęgieł ooru sprzęgieł ierozłączych doouje się względem wartości mometu orotowego oreśloego ogólym wzorem [1]: M 138 K (9.1) 0 M gdzie: M - momet omialy apędu oreślay z zależości: N[ W] M [ Nm] 9550 (9.1a) [ or / mi] N - moc omiala przeoszoa przez sprzęgło, - prędość orotowa ruchu sprzęgła. K współczyi przeciążeia: dla sprzęgieł sztywych i samoastawych: K K 1 + K (9.1) K 1 współczyi zależy od rodzaju silia (ta. 9.1), K współczyi zależy od dyamii maszyy (ta. 9.), Ta Wartości współczyia K 1 wg [4]. dla sprzęgieł podatych wartości współczyiów przeciążeia zawiera talica 9.3. dla sprzęgieł cierych: β K (9.1c) m v β - współczyi zależy od rodzaju maszyy (ta. 9.4), v - współczyi prędości poślizgu (ta. 9.5), m współczyi liczy włączeń oreśloy zależością: m Sili K 1 Sili eletryczy Turia parowa, t. gazowa Turia woda Maszya parowa tłoowa Sili spaliowy o stopiu iejedostajości ruchu < 1/100: - 6 cylidrów - 4 cylidry - 3 cylidry - cylidry - 1 cylider 1 0,00 (m m ) 1 (9.1d) m licza włączeń a godzię, m gr - graicza licza włączeń rówa 50 do 100. ooru sprzęgieł rozłączych doouje się w zależości od charateru rozruchu maszyy: - rozruch ciężi (gdy rozpędzaie maszyy odywa się podczas działaia ociążeia rooczego): M 0 M + M r (9.) gr 0,5 0,30 0,50 0,75 0,40 0,50 0,60 0,80 1,0

4 9.0. Sprzęgła i hamulce Ta. 9.. Wartości współczyia K wg [4]. Maszya apędzaa K 1. rzyśpieszae masy ardzo małe, ruch jedostajy. 0,9 1,0 Wetylatory, pompy wiriowe, dmuchawy rotacyje, małe oraiari o ruchu orotowym, podośii rzado włączae itp.. rzyśpieszae masy małe, ruch jedostajy. 1,1 1, Sprężari wiriowe, duże wetylatory, pompy tłoowe o stopiu iejedostajości ruchu < 1/100, trasportery taśmowe, podośii do 10 włączeń/h, mechaizmy orotu żurawi, maszyy testyle, leie oraiari do drewa i metali o ruchu orotowym. 3. rzyśpieszae masy średie, ruch jedostajy. 1,3 1,4 Wstrząsari, maszyy pralicze, mieszari, przeośii łaźcuchowe, ożyce, prasy, widy towarowe, szlifieri, dźwigi i wciągari do 300 włączeń/h. 4. rzyśpieszae masy średie, występują sile uderzeia. 1,5 1,6 Młyy odśrodowe, etoiari, maszyy przędzalicze, geeratory spawelicze, strugari do metali, wetylatory opaliae, prasy do cegieł, piece orotowe, młoty, dźwigi i wciągari powyżej 300 włączeń/h. 5. rzyśpieszae masy duże, występują sile uderzeia.,0,5 Kaladry i maszyy papiericze, prasy uźicze, ryieciari, pompy tłoowe z leim ołem zamachowym, apędy agrów, widy osoowe, młyy do cemetu, ruszari amiei. 6. rzyśpieszae masy duże, uderzeia ardzo sile.,8 3,5 Młyy ulowe i rurowe przemysłu cemetowego, walcari do gumy, sprężari tłoowe ez oła zamachowego, ciężie walcari do metali, ciężie urządzeia wierticze itp. Ta Wartości współczyiów przeciążeia dla sprzęgieł podatych wg [4]. Rodzaje apędu Maszyy wirowe o ieomal iezmieych oporach ruchu (pompy wirowe, dmuchawy i sprężari, prądice), apędzae przez silii o ieomal iezmieym momecie orotowym (silii eletrycze, turiy wode i parowe). Maszyy o iezyt wielich wahaiach oporów ruchu (oraiari orotowe, maszyy przędzalicze) apędzae przez silii eletrycze. Maszyy o zacziejszych wahaiach oporów ruchu (oraiari o ruchu zwrotym, piły tartacze, młyy ulowe i podoe, etoiari, podośii) apędzae przez silii eletrycze. Maszyy tłoowe (pompy, dmuchawy, sprężari) apędzae przez silii eletrycze. Silii spaliowe isopręże. Silii spaliowe wysoopręże. Maszyy o ardzo dużych wahaiach oporu ruchu (dźwigice, łamaczi, walcari). Bardzo podate 1,5 1,5,0,0,5,5 3,0 3,0 4,0 3,0 4,5 Rodzaj sprzęgła Średio podate 1,5 1,5,0,0 3,0,5 3,5 3,0 4,5 3,0 5,0 Mało podate 1,5 1,5,0,5 3,0 3,0 4,0 3,5 5,0 4,0 6,0 139

5 odstawy Kostrucji Maszy - projetowaie Ta Wartości wsp. β dla sprzęgieł cierych wg [4]. Rodzaj maszyy Oraiari Samochody Ciągii rolicze Ciągii trasportowe Wielocylidrowe pompy tłoowe, wetylatory, prasy ompy tłoowe jedocylidrowe, sprężari, duże wetylatory źwigice: - sprzęgła włączae ez ociążeia - sprzęgła włączae pod ociążeiem Ta Wartości współczyia prędości poślizgu v wg [4]. V śr, m/s v V śr, m/s v 1 1,5, ,35 1,19 1,08 1,00 0,94 0, ,80 0,75 0,68 0,63 0,59 0,55 β 1,3 1,5 1,3 1,5(,0),0 3,5 1,5,0 1,3 1,7 1,5 1,35 1,35 1,5 - rozruch lei (gdy ajpierw odywa się rozpędzaie maszyy, a astępie po uzysaiu prędości rooczej włącza się ociążeie roocze): M M M M 0 M M M > M 0 r r r (9.3) gdzie: M 0 - momet oliczeiowy sprzęgła, M r - momet rozruchowy powstały a sute rozpędzaia maszyy: M r π Θ 30 zr ( ) t r 1 (9.4) 1, - prędości orotowe części ierej sprzęgła, przed włączeiem i po włączeiu sprzęgła, t r - czas trwaia rozruchu, mierzoy od chwili włączeia sprzęgła do chwili iedy prędości części czyej i ierej ulegą wyrówaiu (iedy zaiie poślizg), Θ zr - zreduoway masowy momet ezwładości a wałach sprzęgła: Θ zr 1 Θ i (9.5) Θ - masowy momet ezwładości podzespołu -tego wału łańcucha iematyczego maszyy, dla jedolitego walca lu tarczy o średicy d, gęstości ρ, długości h i masie m wyosi: 140

6 9.0. Sprzęgła i hamulce π 4 m d Θ ρ d h (9.5a) 3 8 i - przełożeie iematycze między prędością orotową wałów sprzęgła a -tego wału: i (9.5) Oliczaie sprzęgieł cierych Oliczeia, a przyładzie sprzęgieł wielopłytowych, oejmują wszystie sprzęgła typu 1. Momet tarcia a sprzęgle wielopłytowym: śr M z p A T µ 0 π z µ p 0 ηa śr (9.6) M a) ) 1 1 M r M0 M t r t z w sr Rys Sprzęgło asychroicze; a) prędości i momety w podczas rozruchu ciężiego, ) parametry geometrycze sprzęgła wie-lopłytowego gdzie: z - ilość par powierzchi cierych, przyjmuje się z < 5 30, µ - współczyi tarcia pary cierej (ta. 9.6), p 0 - acisi esploatacyje (dopuszczale) pary cierej (ta. 9.7), A - powierzchia tarcia: śr - średia średica tarcia, wg rys. 9.5: - szeroość czyej powierzchi tarcia, wg rys. 9.5: z η A - współczyi wyorzystaia powierzchi cierej. w A π (9.7) śr Hamulce - podzespoły służące do wytracaia eergii mechaiczej maszyy. Hamulce ciere - zamieiające eergię mechaiczą a ciepło. Hamulcem cierym 141 śr z + w (9.8) (zaleca się przyjmować: 0,1 0, 5 ) (9.9) 9.. Hamulce śr

7 odstawy Kostrucji Maszy - projetowaie może yć sprzęgło asychroicze z uieruchomioą częścią ierą. Ta Orietacyje wartości współczyia tarcia [3] Warui smarowaia Materiały opływ oleju opływ oleju Zaurzoe Tarcie suche przeryway stały w oleju Stal hartowaa po stali - 0,10 0,08 0,04 Stal po żeliwie 0,15 0,1 0,10 0,05 Stal po rązie - 0,11 0,08 0,04 Stal po ferrodoazeście 0,3 0,5 - - Stal po ferrodofirze 0, 0,17 0,10 005, Stal po testolicie - 0,1 0,10 0,05 Żeliwo po żeliwie 0,17 0,15 0,1 0,06 Żeliwo po rązie 0,17 0,15 0,1 0,06 Ta Wartości dopuszczalych acisów a rooczych powierzchiach sprzęgieł cierych w Ma wg [3]. Materiał Wielopłytowe Tarczowe Stożowe Stal hartowaa stal 0,5 0,40 0,40 0,60 0,60 0,80 Stal żeliwo 0,15 0,0 0,15 0,30 0,35 0,44 Stal rąz 0,5 0,35 0,40 0,50 0,55 0,60 Stal taia azestowa 0,13 0,15 0,0 0,5 0,5 0,30 Stal testolit 0,5 0,35 0,10 0,50 0,50 0,60 Stal fira 0,15 0,0 0,5 0,30 0,35 0,40 Żeliwo żeliwo 0,15 0,0 0,5 0,30 0,35 0,40 Hamulce ciere Mechaicze Hydroietycze romieiowe Specjale Osiowe Klocowe Bęowe Taśmowe Stożowe Tarczowe Rys odział hamulców cierych Hamulce z reuperacją - zamieiające eergię mechaiczą a eergię eletryczą, hydrauliczą lu potecjalą dającą się odzysać. Ze względu a fucje spełiae w maszyie rozróżia się hamulce: 1) Zatrzymujące - zluzowae podczas pracy maszyy i w czasie postoju p. w pojazdach 14

8 9.0. Sprzęgła i hamulce samochodowych, ) Trzymające - w czasie pracy maszyy są zluzowae, w czasie postoju zahamowae, p. w dźwigicach, 3) Wstrzymujące - służące do regulacji prędości, p. w apędach pojazdów gąsieicowych, 4) omiarowe - do ociążaia zadaym mometem adaych maszy Hamulce locowe a) ) a l L L c d N T α a Rys Hamulce locowe; a) jedolocowy, ) dwulocowy Siła włączaia hamulca jedolocowego (wg rys. 9.7a): N ( a ± µ ) (9.10) l gdzie: N - siła docisu loca do ęa hamulcowego: M N (9.11) µ a,, l, - parametry geometrycze hamulca, µ - współczyi tarcia między lociem a ęem, M - momet hamowaia, + - oroty ęa w lewo. Siła włączaia hamulca dwulocowego (wg rys. 9.7): a c M d L T 143 (9.1) gdzie: a,, c, d, L - parametry geometrycze hamulca, - średica ęa hamulcowego, α- ąt opasaia locami, T - współczyi: T α µ si L (9.1a) α ( 1 + µ ) ( α + si α) µ si L o wywoływaia siły służą ajczęściej zwaliai eletrohydraulicze o parametrach: siła działaia N, so mm, dopuszczala ilość włączeń a godzię 10

9 odstawy Kostrucji Maszy - projetowaie Hamulce ęowe a) ) e 3 e e 1 Rys Hamulce ęowe dwulocowe, a) z symetryczym uładem szczę, ) z iesymetryczym uładem szczę Siła włączaia hamulca ęowego z symetryczym uładem szczę (wg rys. 9.8a): ( e µ e ) M 3 (9.11) µ e e gdzie: e 1...3, - parametry geometrycze hamulca, M - momet hamowaia. Siła włączaia hamulca ęowego iesymetryczego (wg rys. 9.8): 1 ( e ± µ e ) M 3 µ e1 (9.1) gdzie: + - dla ieruu orotów ja a rys Hamulce taśmowe α α α a c a c a c Rys Hamulce taśmowe, a) zwyły, ) sumowy, c) różicowy Siła włączaia hamulca taśmowego zwyłego (rys. 9.9a): 144

10 9.0. Sprzęgła i hamulce a M c η e µ α ( 1) a M (9.13) L L 1 c η 1 µ α e gdzie:, L - siła włączaia hamulca przy prawym (ja a rys.) i przy lewym ieruu orotów, a, c, α, - parametry geometrycze hamulca, µ - współczyi tarcia między oładziami cierymi taśmy a ęem, η - sprawość ułady dźwigiowego, M, M L - momet hamowaia przy prawym i lewym ieruu orotów ęa hamulca. Siła włączaia hamulca sumowego (rys. 9.9): µ α ( e ) µ α ( 1) a M + 1 c η e Siła włączaia hamulca różicowego (rys. 9.9c): µα M ( a e ) µα c η ( e 1) dla tego typu hamulca przyjmuje się a ogół: a/,5 3. iśmieictwo (9.14) (9.15) [1] M. ietrich i ii: odstawy ostrucji maszy, t. 3, WN, Warszawa, 1989, [] N-71/M-8550: Sprzęgła do łączeia wałów. odstawowe azwy, oreśleia i podział, KNMiJ. [3] Luińsi Z., Kociszewsi M., Szczure K.: Rysowaie i projetowaie części maszy. oradi, WSi, Warszawa, [4] Osińsi Z.: Sprzęgła i hamulce, WN-WN, Warszawa