Strojni elementi 2 - Študentski.net...Vrste verig - Veriga s kotalko (valjčkom) Vir: Ren / Glodež...

Gorazd Fajdiga, Marko Nagode

Strojni elementi 2

Verižna gonila

Enostavno verižno gonilo z dvema verižnima zobnikoma

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna

gonila

a

n2

n1

gonilni verižni

zobnik z1

d1 d2

veriga gnani verižni

zobnik z2

delovna veja

jalova veja

Lastnosti verižnih gonil Verižna

gonila

Prednosti verižnih gonil:

prenos vrtilnega gibanja brez zdrsa,

enostavno premagovanje večjih medosnih razdalj,

majhen vgradni prostor (v primerjavi z jermenskimi gonili),

z eno verigo je mogoče poganjati več gredi z isto ali nasprotno smerjo vrtenja,

manjše obremenitve gredi in ležajev v primerjavi z jermenskimi in tornimi gonili,

verižna gonila niso občutljiva na povišano temperaturo, vlago in umazanijo.

Slabosti verižnih gonil:

neenakomerni prenos vrtilnega gibanja zaradi poligonskega efekta,

razmeroma velik hrup gonila,

možnost preskakovanja verige zaradi prekomerne obrabe členov verige,

dražja izvedba in zahtevnejše vzdrževanje v primerjavi z jermenskimi gonili,

možnost pogona samo vzporednih gredi.

Vrste verig

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna

gonila

Glede na namen uporabe:

pogonske verige,

bremenske verige,

transportne verige.

Glede na konstrukcijsko izvedbo:

veriga s kotalko (valjčkom),

veriga s pušo,

veriga s sornikom,

zobata veriga,

posebne izvedbe verig

Vrste verig - Veriga s kotalko (valjčkom)

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

t

1 2 3 5 4

Verižna gonila

Konstrukcijska

izvedba

Vrste verig - Veriga s kotalko (valjčkom)

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

t

1 2 3 5 4

Material:

zunanje in notranje lamele - jekla za poboljšanje

sorniki - iz okroglih palic iz hladno vlečenega jekla za cementiranje, tudi iz jekla za poboljšanje

puše - iz trakov iz hladno valjanega jekla za cementiranje, tudi iz umetnih snovi

kotalka (valjček) - iz jekel za cementiranje ali jekel za poboljšanje

Verižna gonila

Konstrukcijska

izvedba

Vrste verig - Veriga s kotalko (valjčkom)

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

Konstrukcijska

izvedba

a) b)

t t

Rotary verige po DIN 8182

Vrste verig - Veriga s pušo

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

t

1 2 4 3

Verižna gonila

Konstrukcijska

izvedba

Vrste verig - Veriga s sornikom

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

t

3 1 2

Verižna gonila

Konstrukcijska

izvedba

Vrste verig - Veriga s sornikom

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

Konstrukcijska

izvedba

Gallove verige po DIN 8150

Vrste verig – Zobate verige

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

Konstrukcijska

izvedba

-uporaba:

- kot verige s kotalko

- za zahtevnejše pogone predvsem pri motornih vozilih in obdelovalnih strojih z močjo do 600 kW in

- za hitrosti verige do 35 m/s.

- slabost v primerjavi z verigami s kotalkami so:

- visoka cena,

- večja teža,

- večja občutljivost na izdelovalne in obratovalne nenatančnosti ter

- zahtevano rednejše vzdrževanje.

- tečejo mirno in tiho,

- zobate verige prenašajo moč preko posebno oblikovanih (zobatih) lamel

Glede na konstrukcijsko izvedbo členka verige ločimo:

zobate verige s pušami,

zobate verige z zgibnim členom.

Vrste verig – Zobate verige

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

Konstrukcijska

izvedba

Zobate verige s pušami

b) a) 1 2 3

vodilna lamela 60 60

Zobate verige z zgibnim členom

1

b) a)

2 1 2

Spajanje verig

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna

gonila

a) b) c) d) a) z zaskočko b) z razcepko c) z jekleno žico d) z upognjenima lamelama

Vrste verig - Pogonske verige

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verige s kotalkami (valjčki) Zobate verige s pušami

Verige s pušami Rotary verige Verige z jeklenimi sorniki

Zobate verige z zgibnim členom

Verižna gonila

Namen uporabe

Vrste verig - Bremenske verige

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

Namen uporabe

Gallove verige Fleyer verige

Okrogle členkaste verige

Vrste verig - Transportne verige

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

Namen uporabe

Transportne verige s kotalkami Transportne verige s pušami

Verižni zobnik za verigo s kotalko, pušo in sornikom

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

d1

t

df

da

d

r2 r1

valjček

e e e

r3

c

B1

B2

B3

r4 d

s

e

r3

c

B1

B2

r4

ds

r3

c

B1

r4

ds

a) b) c)

delilni poligon

d1

t

df

da

d

r2 r1

valjček

e e e

r3

c

B1

B2

B3

r4

ds

e

r3

c

B1

B2

r4

ds

r3

c

B1

r4

ds

a) b) c)

delilni poligon

Verižni zobnik za verigo s kotalko, pušo in sornikom Verižna gonila

d1

t

df

da

d

r2 r1

e e e

r3

c

B1

B2

B3

r4

ds

e

r3

c

B1

B2

r4

ds

r3

c

B1

r4

ds

a) b) c)

d1

t

df

da

d

r2 r1

valjček

e e e

r3

c

B1

B2

B3

r4

ds

e

r3

c

B1

B2

r4

ds

r3

c

B1

r4

ds

a) b) c)

delilni poligon

- izhodišče konstruiranja verižnih zobnikov je premer razdelnega kroga d

- premer korenskega kroga df

- premer temenskega kroga da

- premer zobnikovega telesa ds je navzgor omejen

- profil ozobja sestavljata zaokroženo medzobje z radijem r1, ki na kotu

glede na simetralo medzobja prehaja v ukrivljeni bok zoba z radijem r2

- ostale geometrijske izmere verižnih zobnikov (r3, B, …) se odčita iz tabel

Konstrukcijske izvedbe verižnih gonil

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

< 60 < 60

b) a) c)

e) d) f)

Konstrukcijske izvedbe verižnih gonil

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

napenjalni

kolesi

a

a/2

a

/3

a

a) b)

b) a)

b) a)

drsne tračnice

z napenjalnim trakom

načini vodenja verig s podpornimi elementi

b) a) z drsnim elementom

Razmere pri obratovanju verižnih gonil - Poligonski efekt

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Verižna gonila

srv

vv minmax

kot

t d

max

= d

n

vmax

dm

in=

dc

os(/

2)

n n

vmax

vmin

/2

I: = 0 = /4 II: = /2

čas t

v

a =

dv/

dt

I I I II II

/2 /2 /2 /2 v

max

vm

in

kot

čas t

a)

b)

c)

vsr

Razmere pri obratovanju verižnih gonil - Poligonski efekt Verižna gonila

6

4

2

100 %

2

4

6

8 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

v [%

]

z

vmax

vmin

vsr

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Razmere pri obratovanju verižnih gonil - Poligonski efekt Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

kot

t

dm

ax =

d

n

vmax

dm

in=

dc

os(/2

)

n n

vmax

vmin

/2

I: = 0 = /4 II: = /2

čas t

a =

dv/

dt

I I I II II

/2 /2 /2 /2

a)

- pospeški oziroma pojemki so največji v mejnih točkah intervala vrtilnega kota /2 /2

3

2

3

2

max10

)(2

102

ntta

Gibanje raztegnjene verige Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

t t t t

t t + 2t t

notranji člen zunanji člen notranji člen

Sile na verižnem gonilu pri verigah s kotalkami-valjčki,

pušami in sorniki Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

t

Ft

n

Fz1 F1

j=1

j=2

j=3

j=4

Fz2 F2

Fz3

F3

Fz4

F4 = Fjal

d

Ft

Fz1

F1

Fz2 Fz3

Fz4 F2

F3

F4

delovna veja

jalova veja

Sile na verižnem gonilu pri verigah s kotalkami-valjčki,

pušami in sorniki Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

- natezna sila v verigi zaradi centrifugalne sile Fnc

Fc

Fc Fnc

Fnc

/2

/2

d Fnc

Fnc /2

/2

t

Fc = 2Fncsin(/2)

mc

a) b)

Sile na verižnem gonilu pri verigah s kotalkami-valjčki,

pušami in sorniki Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

- natezna sila v verigi zaradi lastne teže Fng

a

lv

fg

'

= ' +

Fng,z

Fng,s b) a)

Fg

lv Fng Fng

fg

Sile na verižnem gonilu pri verigah s kotalkami-valjčki,

pušami in sorniki Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

- udarna sila Fu

v

v

vn, Fu

d

v

d'

C v'

Kinetična energija člena verige:

222

22

z

vtqvmW nc

k

= sin ( + ) verige z valjci in pušami

= 360/z

- enačba (4.27)

= 0,5 zobate verige s pušami

= 0,35 zobate verige z zgibnim členom

Deformacijska energija zoba zobnika:

EB

FfFW uuu

d

1

2

2

3

2

t

- sila na gredi in ležaje Fg

Mazanje verižnih gonil Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

a- brez mazanja

b- začetno mazanje s strani proizvajalca

c- občasno mazanje v intervalih

d- trajno, vendar nezadostno mazanje

e- trajno mazanje z dosego optimalnih

mazalnih lastnosti

3

2

1

0,03

L

[%

]

t [h]

a

b

c

d e

- podaljšanje verige v odvisnosti od časa obratovanja in mazanja

L- dolžina verige, t- čas obratovanja

Mazanje verižnih gonil Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

20

Hit

rost

v

erig

e v

[m

/s]

Delitev členov verige t [mm]

6 9,525 15,875 25,4 38,1 50,8 76,2 101,6

8 12,7 19,05 31,75 44,45 63,5 88,9 114,3

10

8

6

4

2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

ročno

mazanje

mazanje s

kapalko

potapljalno

mazanje

obtočno

mazanje

- izbira načina mazanja

Mazanje verižnih gonil Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Ročno mazanje

Mazanje s kapalko

a) b)

Nepravilno Pravilno

Mazanje verižnih gonil Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Potapljalno mazanje

a) b)

curek

olja

vodilne

letve

razpršilna

plošča

Obtočno mazanje

EM

črpalka

tlačni

vod

sesalni

vod

Mazanje verižnih gonil Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Izbira maziva

Maziva za dolgotrajno ohranitev mazalnih lastnosti

Maziva za visoke površinske tlake

Maziva za visoke obratovalne temperature

Maziva za nizke obratovalne temperature

• odvisno od načina mazanja in temperature okolice

• mineralna olja s priporočeno viskoznostjo

• pri specifičnih obratovalnih pogojih (ekstremno visoke ali nizke temperature, visoki površinski tlaki v členkih

verige, agresivni mediji itd.) mineralnim oljem dodamo dodatke ali uporabimo kvalitetnejša sintetična olja

Preračun verižnih gonil Verižna gonila

Izhodišče so projektni vhodni podatki:

nazivna moč P,

vrtilna frekvenca gonilne gredi n1,

vrtilna frekvenca gnane gredi n2 ali prestavno razmerje i,

karakteristike pogonskega in delovnega stroja,

obratovalni pogoji

Sledi:

določitev ostalih osnovnih veličin gonila (upoštevamo priporočene vrednosti)

zasnova gonila (izbrati vrsto verige in ustrezno velikost-delitev členov)

določitev geometrijskih veličin (medosje, število členov verige, premeri verižnih zobnikov..)

trdnostni preračun verige in verižnih zobnikov

Preračun verižnih gonil Določitev ostalih osnovnih veličin gonila (upoštevamo priporočene vrednosti)

Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Prestavno razmerje

- če prestavno razmerje i ni podano (npr. pri snovanju novih gonil)

i 5 običajno za verižna gonila

5 < i 7 manj priporočljivo

i > 7 samo izjemoma

Število zob verižnih zobnikov

- najprej se izbere število zob manjšega zobnika zm , priporočljive vrednosti so v tabeli

Hitrost verige

- z večanjem hitrosti verige se povečujeta natezna obremenitev verige zaradi centrifugalne sile ter

površinski tlak na kontaktnih površinah med verigo in verižnim zobnikom

- priporočena hitrost verige je v 12 m/s (do 30 m/s pri visoki izdelovalni natančnosti)

Preračun verižnih gonil z verigami s kotalkami – valjčki

Zasnova gonila (izbrati vrsto verige in ustrezno velikost-delitev členov) Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

- najprej glede na diagramsko moč PD in vrtilno frekvenco manjšega verižnega zobnika nm iz diagrama

izberemo ustrezno velikost verige s pripadajočo delitvijo členov verige t

- diagram je zasnovan na podlagi preskusov na testnih verižnih gonilih ob predpostavki, da je v

predvideni življenjski dobi Lh0 =15000 ur podaljšanje verige zaradi obrabe členkov manjše od 3 %

Podatki testnega verižnega gonila:

verižno gonilo z dvema gredema, ki sta vodoravni in med seboj vzporedni,

število zob manjšega verižnega zobnika zm = 19,

prestavno razmerje gonila i = 3,

število členov verige X = 100,

medosje a = 40t (t je delitev členov verige),

enakomerno obratovanje brez dodatnih zunanjih obremenitev (KA = 1),

zadostno mazanje verige in verižnih zobnikov.

Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Izbira standardnih verig z valjčki po DIN 8187

nm-vrtilna frekvenca manjšega verižnega zobnika PD-diagramska moč PD'-korigirana diagramska moč

Preračun verižnih gonil z verigami s kotalkami – valjčki

Zasnova gonila (izbrati vrsto verige in ustrezno velikost-delitev členov

Verižna gonila

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

- v praksi izmere gonila in obratovalni pogoji odstopajo od omenjenih zato se upošteva ta odstopanja s

posameznimi vplivnimi veličinami

Preračun verižnih gonil z verigami s kotalkami – valjčki

Zasnova gonila (izbrati vrsto verige in ustrezno velikost-delitev členov

izAD kkKPP

kz koeficient števila zob, tabela

- za navedene podatke in obratovalne pogoje je diagramska moč PD enaka nazivni moči P (PD = P)

ki koeficient prestavnega razmerja

Verižna gonila Preračun verižnih gonil z verigami s kotalkami – valjčki

Določitev geometrijskih izmer gonila

m

dm

dv

v

fg

a

zm zv

X

Znano:

- ustrezna veriga s pripadajočo delitvijo členov t

- število zob verižnih zobnikov zm in zv

- računska premera verižnih zobnikov dm, dv

- orientacijsko medosje a0 tat )100...80()50...30( 0

- število členov verige Xo (zaokrožimo na celo, po možnosti sodo število členov)

- dejansko medosje a

- kot nagiba veje verige

- objemna kota verižnih zobnikov m ,v

Verižna gonila Preračun verižnih gonil z verigami s kotalkami – valjčki

Kontrola izbrane verige

- izbrano verigo kontroliramo z upoštevanjem ostalih vplivnih veličin

- korigirana diagramska moč PD‘ , ki jo mora gonilo prenašati

Znano:

- ustrezna veriga

- geometrijske izmere verižnega gonila

mLGXa

DD

kkkkk

PP

'

ka koeficient medosja

kX koeficient števila členov verige

kX = 1,0 verige s sodim številom členov

kX = 0,8 verige z lihim številom členov

kG koeficient števila gredi

kL koeficient življenjske dobe

km koeficient mazanja, tabela

na osnovi PD' in nm

preverimo prvotno izbiro verige iz diagrama

veriga ustreza, če ne potrebno izbrati novo in ponoviti postopek