aboaoium Podsaw Konsukcji asyn Ćw. 4. Okeślenie momenu i pacy acia w łącnych spęgłach cienych. 1. Wpowadenie do agadnienia. Spęgłem naywamy espół słuŝący do łącenia wałów. Dięki asosowaniu spęgła moŝna oddielnie wykonywać silniki, espoły napędowe i mechanimy oboce, a nasępnie łącyć je w akcie monaŝu. W aleŝności od nauconych wymagań odnośnie pacy isnieje wiele owiąań konsukcyjnych spęgieł. PoniŜej pedsawiono ogólne waunki asosowania poscególnych ypów spęgieł. Ocywiście niekóe spęgła moŝna sosować amiennie, a na wybó konkenego owiąania mogą mieć wpływ akie cynniki, jak np.: waunki eksploaacyjne, gabayy masyny, kos asosowanego spęgła (co ma wpływ na cenę goowego espołu), koniecność ołącania wałów w casie pacy i wiele innych. a) spęgła sywne sosujemy w wypadku, gdy podcas monaŝu moŝna dokładnie usawić wały wględem siebie i usawienie o nie mienia się podcas eksploaacji masyny. Do ej gupy alicane są spęgła: ulejowe, łubkowe, acowe (nie mylić acowymi cienymi). W scególnym wypadku spęgła sywne mogą pacować jako spęgła bepieceńswa po pekoceniu okeślonego obciąŝenia elemen łącący spęgło wałem osaje ewany. b) spęgła podane sosowane w celu umoŝliwienia spęŝysych odksałceń skęnych wałów. Sosuje się spęgła podane wkładkami gumowymi. c) spęgła pegubowe - sosuje się do łącenia wałów pecinających się pod kąem óŝnym od ea. Spęgło o moŝe akŝe kompensować miany kąa międy osiami wałów (spęgło Cadana, spęgło pegubowe kulkowe, spęgło pegubowe kulowe synchonicne), d) spęgła włącalne sosowane w wypadku koniecności łącenia i ołącania espołów w akcie ich pacy. Zadanie o mogą spełniać spęgła ciene acowe, ciene wielopłykowe, spęgła kłowe ip. e) spęgła samonasawne umoŝliwiają niewielkie miany wględnego połoŝenia osi wałów (miany akie są niejednokonie wynikiem wadliwego monaŝu). oŝna u sosować spęgła swoniowe, kyŝakowe, łańcuchowe, ębae i inne. f) spęgła ciene są spęgłami włącanymi asynchonicnie, umoŝliwiającymi włącanie py óŝnych pędkościach oboowych wałów cynnego i bienego. Łącniki spęgła w sanie ołąconym nie sykają się e sobą. Włącenie spęgła polega na dociśnięciu łącników, wskuek cego powsają siły acia na powiechniach syku. Siły e powodują obacanie się wału bienego aŝ do ównania pędkości oboowych wałów. W sanie włąconym py apewnieniu odpowiednio duŝej siły docisku łącniki dięki aciu międy nimi pousają się wspólnie. W casie włącania isnieje poślig międy łącnikami. Dięki emu moŝna ealiować łagodny ouch masyny napędanej o egulowanym pebiegu. Jes o waŝna alea spęgieł cienych, powodująca ich seokie asosowanie. g) spęgła odśodkowe posiadają luźne łącniki, kóe py obocie cłonu cynnego spęgła są dociskane wskuek bewładności do cęści bienej. Sosowane są jako spęgła ouchowe i mają wselkie cechy spęgieł cienych. h) spęgła jednokieunkowe słuŝą do penosenia momenu w jednym kieunku. omen penosony jes, jeŝeli pędkość kąowa wału cynnego jes więksa niŝ wału bienego py ym samym kieunku uchu. Jak anacono wyŝej, spęgła ciene nalały seokie asosowanie w óŝnego odaju uądeniach mechanicnych, a własca w pojadach mechanicnych. Spęgła e chaake-
aboaoium Podsaw Konsukcji asyn yuje posa budowa, dobe chaakeysyki mechanicne, a akŝe sosunkowo duŝa Ŝywoność i niski kos eksploaacji. Isnieje bado wiele owiąań konsukcyjnych spęgieł cienych, óŝniących się ksałami łącników, kieunkiem diałania siły dociskającej, sposobem wywołania siły ip. Do najpopulaniejsych naleŝą spęgła ciene acowe i wielopłykowe. Są one seoko sosowane w celu włącania i wyłącania łąconych wałów w casie pacy masyn. Chaakeysycnym dla pacy spęgieł cienych jes o, Ŝe w casie ich włącania wysępuje poślig ących powiechni, w wyniku cego licba oboów wału napędanego wasa sopniowo, a jego włącenie do pacy pebiega więcej lub mniej płynnie. aksymalny momen oboowy, jaki moŝe pekaać spęgło ciene acowe wynosi: O Q µ R T gdie: O momen oboowy, T momen acia, Q siła docisku powiechni ących, µ - wsp. acia, licba powiechni ących, R amię wypadkowej siły acia (śedni pomień powiechni ących) Paca połąceniowego spęgła cienego moŝe być podielona na cey okesy (ys. 5.1). Rys. 5.1 Okesy pacy spęgła I włącenie spęgła. W ym okesie nasępuje bliŝenie i dociśnięcie ących powiechni spęgła. Wał bieny i masy nim połącone najdują się w nieusalonym pyspiesonym uchu oboowym (odcinek AB). Wał cynny naomias jes opóźniony w uchu oboowym (odcinek A 1 B).
aboaoium Podsaw Konsukcji asyn II paca spęgła py ównanych oboach wału cynnego i bienego. Oba wały najdują się w uchu pyspiesonym (odcinek BC). III - paca spęgła py usalonych oboach, n. kiedy pędkości oboowe wału bienego i cynnego są ówne i sałe (odcinek CD). Py ym wielkość momenu oboowego pekaywanego pe spęgło jes ówna momenowi opoowemu pyłoŝonemu do wału bienego. IV włącenie spęgła. W ym casie nasępuje ołącenie i osunięcie ących powiechni spęgła, a wał bieny mniejsa sybkość aŝ do aymania się. W akcie włącania spęgła acona jes paca na pokonanie ewnęnych opoów pyłoŝonych do wału bienego, j. na acie w łoŝyskach, na nagomadenie enegii kineycnej mas połąconych wałem bienym oa na acie w wyniku pośligu współpacujących powiechni spęgła. Paca acia py włącaniu spęgła amienia się na ciepło poa nienacną jej cęścią, kóa idie na uŝycie ących powiechni. Wydielone ciepło podnosi empeauę powiechni ących, od kóej asadnico aleŝy obciąŝalność spęgła. Dlaego w niekóych pypadkach niebędne jes oblicanie spęgieł na nagewanie.. Schema i opis sanowiska laboaoyjnego. Pedsawione na schemacie sanowisko laboaoyjne składa się silnika elekycnego 1, spęgła cienego oa wału bienego hamulcem cienym i kołami (masami) amachowymi. W skład spęgła wchodą: koła amachowe, aca napędająca 3 oa ace napędane 4 i 5. Tace e są dociskane pope łoŝysko wdłuŝne 8 a pomocą dźwigni 7, na kóej jes awiesony cięŝa 9. Dźwignię 7 moŝna odsuwać a pomocą mimośodu 1 i dźwigni 11, słuŝącej do włącania i wyłącania spęgła. Na wale bienym 6 najdują się dielone koła amachowe 1 oa hamulec cieny, składający się acy hamulcowej 13, na kóy pope klocek i dźwignię diała siła od cięŝau 15. CięŜa 15 powiesony jes na dźwigni py pomocy spęŝyny 14, kóa spełnia olę łumika dgań powsających na hamulcu. Pebieg mian oboów obu wałów w casie włącania spęgła jes ejesowany na ejesaoe R py pomocy pądnicek achomeycnych T 1 i T. Rys. 5. Sanowisko laboaoyjne
aboaoium Podsaw Konsukcji asyn 3. Pebieg ćwicenia. Ped pysąpieniem do ćwicenia spawdić, cy na pewodie asilającym nie ma uskodeń, nasępnie spawdić, cy pokęło oponicy silnika jes obócone do wycuwalnego opou w pawo. Po ych cynnościach moŝna pysąpić do wykonywania ćwicenia. Kolejno naleŝy: - awiesić na wiesakach obu dźwigni dobane wceśniej cięŝay, - usawić dźwignię 11 w połoŝeniu wyłącenia spęgła, - uuchomić silnik i powoli eweć dodakowy opó winika (oponicę), obacając pokęłem w lewo aŝ do wycuwalnego opou, - pepowadić kilkakonie włącanie spęgła aŝ do usalenia się pędkości oboowych wałów py kaŝdym włąceniu, - wyniki pomiaów aejesować na ejesaoe. Uwaga: Spęgło naleŝy włącać, obacając sybkim uchem dźwignię 11 do połoŝenia włącającego. 4. Opacowanie wyników. Dane chaakeysycne sanowiska: - śedni pomień powiechni cienych R 44 [mm], - wsp. acia powiechni cienych µ,35, - ilość powiechni cienych, - wsp. spęŝenia spęgła K 1, - 1,5, - pełoŝenie dźwigni włącającej i 1,7/1,1, - spawność dźwigni włącającej η,9 - cięŝa wiesaka połąconego dźwignią włącającą G w 3 [N] - pełoŝenie dźwigni hamulca i u,4/1,1 - spawność dźwigni hamulca η u,9 - śednica koła hamulca D 4 [mm] - momen bewładności wału bienego J,53 [kg m ] - jedną masą wiującą J,76 [kg m ] - dwiema masami wiującymi J,99 [kg m ] - ema masami wiującymi J,1 [kg m ] - spawność łoŝyskowania wału bienego η,98 - oboy namionowe silnika...[ob/min] Na podsawie wyycnych podanych pe powadącego ćwicenie naleŝy oblicyć nasępujące wielkości: 1. Siła wdłuŝna Q Q ( Gw + Gc ) iη gdie: G w cięŝa wiesaka połąconego dźwignią włącającą G c cięŝa poebny do włącenia spęgła η spawność dźwigni włącającej i pełoŝenie dźwigni włącającej
aboaoium Podsaw Konsukcji asyn. aksymalny momen acia max Qµ R K K Πn ω 3 a 6 v gdie: momen opoowy µ współcynnik acia powiechni cienych R ś śedni pomień powiechni cienych ilość powiechni cienych n pędkość oboowa w chwili gdy ω 1 ω J momen bewładności wału bienego ε pyspiesenie kąowe wału bienego [1/s ] ω pędkość kąowa cas poebny do wyównania pędkości kąowych obydwu cłonów spęgła [s] a długość wysuwu aśmy ejesaoa w casie pomiau v pędkość wysuwu aśmy K współcynnik spęŝenia spęgła max ω ε ś + εj 3. Paca układu napędowego w casie ouchu gdie: momen ouchowy maxω max J ω 4. Paca uŝya na pokonanie opou masyny napędanej k,5 max J ω gdie: E k enegia układu napędanego w casie ouchu E,5J ω 1 J ω
aboaoium Podsaw Konsukcji asyn 5. Paca acia w spęgle amieniona na ciepło ( E k,5 + ) max 1 J ω,5 5. Wyycne do spawodania Spawodanie powinno awieać: - schema i kóki opis sanowiska laboaoyjnego, - kóką analię eoeycną emau ćwicenia, - oblicenia wynikami, - opacowanie gaficne wyników obliceń, - wnioski. ieaua: 1. Osiński Zbigniew: Spęgła i hamulce, PWN, Wasawa 1988.. Osiński Zbigniew i in.: Podsawy konsukcji masyn, PWN, Wasawa 1999.