321800_Lamelna_spojka

7/30/2019 321800_Lamelna_spojka

1/27

FAKULTET ELEKTROTEHNIKE, STROJARSTVA I

BRODOGRADNJE - SPLIT

Damir Jelaska

UPUTE ZA PRORAUN LAMELNE

SPOJKE

Split, rujan 2001.


2/27

PRORAUN TARNE SPOJKE

Zadano:

- Pogonski stroj ...................................................... elektromotor- Radni srtroj ......................................................- Moment inercije radnog stroja ............................. IR- Snaga radnog stroja u ustaljenom pogonu ........... PR- Brzina vrtnje radnog stroja u ustaljenom pogonu . nR, R, s- Vrijeme ukljuivanja ............................................ to

TARNA LAMELNA SPOJKA S VIE TARNIH POVRINA, KOJA SEUKOPAVA POD OPTEREENJEM

Uvod:

Tarna lamelna spojka se sastoji od pogonskog dijela (1) vrsto spojenog s

vratilom, koji svojim utorima na obodu nosi vanjske lamele (3) i od gornjeg dijela (2)s utorima na obodu, koji nosi unutarnje lamele (4).

U gornjem dijelu nalaze se jo i utori u kojima su uleitene poluge zaukopavanje (5) s dva razliito duga kraka.

Na due krajeve poluge moe se djelovati preko uzduno pokretnog prstena(6) tako da krai krakovi pritiskaju lalmele ili ih oputaju. Ovo ukopavanje moe bitiizvedeno i daljinski pa tako postoje pneumatske, hidraulike i elektromagnetskespojke.

Vanjske lamele (3) su najee bez obloge i uzduno su pokretne uutorima pogonskog dijela spojke. Unutarnje lamele (4) su ili bez (za rad u ulju)

ili s azbestnom oblogom (za rad na suho). est je sluaj da se unutarnje lameleizrauju valovito (sinus-lamele) to im daje mogunost oprunog djelovanja,

2

1 3 4 5 6 2


3/27

tako da se paket lamela pri iskopavanju spojke meusobno odvoji i smanjitrenje u praznom hodu spojke na najmanju mjeru.

Problem trenja je ujedno i nedostatak ovakvih spojki, jer se priukopavanju spojke razvije odreena toplina koju je zbog male povrineizmjene topline sa okolinom, teko odvesti.

U svrhu odreivanja okretnog momrnta kojeg ovakve spojke moguprenijeti, kao i maksimalnog broja lamela, potrebno je tono znati rasporeduvedene aksijalne sile sa svim lamelama kao i preostalu aksijalnu silu na

posljednjoj tarnoj povrini.

1. Potrebni moment trenja

TCCTtr

)(21

+=

gdje su: C1, C2 faktori udara na pogonski i radni stroj (TABLICA 1) T okretni moment radnog stroja u ustaljenom pogonu,

R

RPT

= .

Radni stroj odabrati slobodno.

2. Izbor materijala tarnih povrina ( Tablica 2)

S odabranim materijalom tarnih povrina, definiran je koeficijent trenja natarnim povrinama , doputena temperatura tarnih povrina dop i doputeni pritisak

pdop.

3. Izbor tarne spojke

Na osnovu potrebnog momenta trenja Ttr, odabire se veliina tarne spojke izTABLICE 4 i 5.

4. Kutna brzina sinhronizacije

00t

I

TT

R

tr =

( )sTR

T

T = 110

gdje je: 1 prazan hod s ustaljen pogon

3


4/27

4.1. Vrijeme klizanja

TT

It

TR

R

=

0

5. Broj tarnih povrina

jdopsr

tr

kpbR

Tj

22

gdje je: b irina tarne spojke cab =

Rsr srednji promjer povrine 2233

3

2

ca

caRsr

=

kj koeficijent opadanja aksijalne sile

( )

jk

ax

j

ax

j

=

2

211

gdje je: ax koeficijent trenja lamela du utora za grebene,ax= 0,05...0,1 za rad u ulju

ax= 0,1 ...0,2 za rad na suho

Broj lamela: 1+= jn ; j>3Priblino se moe uzeti:

jkj 03,009,1 = .

6. Kontrola vrstoe vratila

2

0

/50...30 mmNW

Tdopt

==

7. Potrebna aksijalna sila

dopsra pRbF 2

jsr

tr

jkbR

Tp

2max

=

max

2 pbRF sra =

8. Kontrola poluge za ukopavanje

Postoji nekoliko naina ukopavanja lamelne spojke, od kojih je najei

4


5/27

mehaniki, tri poluge (razliitih krakova) za ukopavanje, smjetene u odgovarajuimutorima po obodu gonjenog dijela spojke. Ove poluge imaju zadatak da ostvarenu siluF (pomou prstena za ukopavanje) prenesu lamele, stvarajui meu njima dovoljan

pritisak za prenoenje okretnog momenta.

Za ovakav nain ukopavanja potrebno je poluge izraditi iz to elastinijegelika (elik za opruge), tako da se troenjem obloga sila Ful naglo ne smanjuje iuestalost regulacija je znatno manja. Same krakove treba konstruirati kao nosae

jednake vrstoe na savijanje, tako da je:

2

2

00

hh

lx =

k

FF aul =

gdje je: k= 3 broj poluga.

- Sila na duem kraku poluge:

p

ulb

a

FF=

- Kontrola poluge na savijanje u opasnom presjeku I-I

dops

s

s

s MPabh

Fl

W

M ==

2

6.

Dimenzije poluge odabrati konstruktivno, na osnovu veliine spojke, vodeirauna da gornji uvijet bude ispunjen. Orijentacione vrijednosti doputenih naprezanjana savijanje za preporuene elike:

5

h

bp

a

FFu1

l

x0

h0

I

I

bls

ds


6/27

MPadops 350300 = za elik .2130MPadops 400350= za elik .2132MPadops 450400 = za elik .2134

9. Svornjak za kopanje

Rezultantna sila na svornjak:

2

1

2

us FFR +=

Svornjak za poluge izloen je sloenom naprezanju na savijanje i odrez:

- Naprezanje na savijanje

(Svornjak aproksimirati gredom ukljetenom s obje strane)

32

83

s

s

s

s

s

sd

l

R

W

M

== (MPa)

- Naprezanje na odrez:

20

2

s

s

d

R

= (MPa)

Zbog utjecaja savijanja maksimalno naprezanje na odrez iznosi:

6

Fu1

FRs

ls

ds

b


7/27

0max03

4 = (MPa)

Ukoliko je naprezanje na odrez znatno mani od neprezanja na savijanje,

dovoljno je, za kontrolu svornjaka, da bude ispunjen uvijet:

ss

Najei su materijali za svornjake:

.0545 120=sdop (MPa).0645 160=sdop (MPa).0745 200=sdop (MPa)

10. Potrebna sila ukapanja

Da bi se odredila runa sila na poluzi za ukopavanje potrebno je izraunati silu A naprstenu za ukopavanje:

Iz uvjeta ravnotee:

N1cos- F - N1sin= 0N1sin- A - N1cos= 0

F = N1 (cossin)A = N1 (sin+ cos)

sincos

cossin

+

=FA

( )

+=

+= tgF

tg

tgFA

1

Za sluaj da je poluga izvedena s kotaiem javlja se trenje kotrljanja:

7

N1F

A

T=N1

A

FN1

T

Mt

rork

krug trenja radijusa

=ro


8/27

11 Nr

r

Nr

T

T k

o

k

==

+=

k

o

r

rtgFA

Kut predstavlja nagib dijela (prstena za ukopavanje) koji djeluje na polugu.Odabire se konstruktivno to manji (na pr. = 450), dok je koeficijent trenja = 0,1.

Kako se runa sila u pravilu uzima FR = 150-250 (N), potrebno je odreditikrak ruice za ukopavanje r:

rFArR

=

r(mm) konstrukivno odabrati.

Kod spojke vrlo velike snage, ili zbog nedovoljnog prostora za rukovanjeduim polugama, mogu se upotrijebiti i gruga konstruktivna rjeenja (npr. vreteno,ozubljena letva i sl.).

11. Kontrola temperature tarnih povrina

Za vrijeme ubrzanja gonjenog vratila, od n= 0 do n = n (min-1), radnja trenja

8

r'

r

Fr

A


9/27

se pretvara u toplinu. Pri tome ujednaena temperatura povrina spojke izloenihstruji zraka, mora biti manja od doputene:

dopu


10/27

samo sa sumom duina lamela na promjeru D1:

ukk sDA 12 =SSnSnS

uuvvuk2++=

nv , nu - broj vanjskih i unutarnjih lamelaSv , Su - debljine lamela (s azbestnom oblogom)

S - debljine elinih ploa

Ak3 unutarnji plat kuita, zbog nepovoljne cirkulacije zraka, rauna se bezpoveanja povrine zbog ozubljenja, ana duini l i promjeru D1:

Ak3=D1l

Ak4 vanjski plat kuita raunato na duini l

i promjeruD3:

Ak4 = D3l

Ak5 elo kuita, raunato na primjerimaD2 iD3:

( )222

35 RRAk =

- Koeficijent prijelaza topline:

4

3

72,5 kk V+= [W/(m2

K)]

10

Ak5

Ak1

Ak4

Ak3

Ak2

Ak1

l'

l''


11/27

Brzina vrtnje hlaenih povrina uzima se na promjeru D1:

1RVk =

- Temperatura zagrijavanja:

kA

Q=

dop


12/27

T A B L I C E

12


13/27

13


14/27

14


15/27

FAKTORI UDARA KOD SPOJKI ZA VRATILA

TABLICA 1.Pogonski strojevi c1 Radni strojevi c2

Elektromotori 0,5 Tekstilni strojevi 1,6...2,2Turbine 0,75 Pumpe i kompresori

rotacioni strojevi1,5

Klipni strojevido 4 cilindrado 6 cilindara

1,5...2,81...2

klipni strojevi 2,2...3,2Strojevi za papir 1,8...2,8

Radni strojevi c2Strojevi za mijeanje

i mljevenje1,8...3

Alatni strojevikare, tance,

brusilice3

Strojevu za obradu drva 2...3Generatori i pretvarai 1...1,3

Transportni strojevidizalice i vitla

1,5

Rezni strojevi 2 transportni bubnjevi 2Valjaonice 1,6...2 kranovi 3

Ventilatori 1,5Mesarski i pekarski

strojevi1,3...1,5

Graevinski strojevi 1,5...2

15


16/27

TABLICA 2.

Materijaltarnih

povrina

Koef. trenja tarnihpovrina

Doputenatemperatura

Doputenipovrinski

pritisakdop pMPa

Specifinoistroenje

qvmm3/Wh

rad nasuho

rad uulju

trajnoK

Kratko-trajno

K

Siviljev,

eliniljev,

elikPamuno tkanje

sa umjetnomsmolom

0,4-0,65 0,1-0,2 373 423 0,05-1,20,092 do0,147 zarad nasuho

cca 0,037za rad u

ulju

Azbestno tkanjesa umjetnom

smolom

0,3-0,5 0,1-0,2 473 573 0,05-2,0

Azbestno tkanjesa umjetnom

smolom tlaenohidrauliki

0,2-0,35 0,1-0,15 523 773 0,05-8,0

Metalnastrugotina

tlaena sa bunom0,4-0,65 0,1-0,2 523 573 0,05-8,0

elik elik rad

u ulju0,1-0,14 0,06-0,11 373

373

0,5-3,0 0,018 zarad u

ulju

Sintermatal-

rad u ulju 0,1-0,14 0,06-0,11 0,5-3,0

16


17/27

Orijantacione vrijednosti za trajnost obloge (L0) od brojakopanja (zk) (Konice dizalica)

TABLICA 3.

zk (1/h) L0 (h)Dizalica 60-70 10000Radionika dizalica (kran) do 120 10000Portalna dizalica 50-200 15000Dizalica sa zahvataem 100-200 1500

Ljevaonika dizalica 80-150 5000

SPOJKA VRATILA VELIINE B do D

17

o p

q l

s

H8/e8

gH7

f

a

r

dH

7

m hod n


18/27

TABLICA 4.

VeliinaSpoj.

Spariv.lamela

elik / elikB

10.10C

10.10D

10.10D

25.10D

40.10D

50.10

elik / AzbestB

10.60C

10.60D

10.60D

25.60D

40.60D

50.60elik / Sinter--bronca

B10.70

C10.70

D10.70

D25.70

D40.70

D50.70

Okretni moment (Nm) 50 80 150 210 230 320

Promjermm

a 82 92 114 125 142 142dmin 15 20 25 25 30 30

dmax 22 32 38 38 52 48e 10 10 10 10 10 10f 45 55 70 70 85 85

gmin 15 20 25 25 30 30gmax 22 32 38 38 52 48

Duinemm

l 76 76 92 92 90 106m 59 60 71 71 71 84n 11 11 13 13 12 15o 25 30 40 40 40 40

p 39 40 43 43 43 54q 30 36 47 47 48 48r 78 88 105 105 115 115s 10 10 10 10 10 10

Max. brzina vrtnje(min-1)

3000 3000 3000 2600 2200 2200

Sila ukljuenja (N) 190 240 300 380 450 520Veliina kljua (s) 3 3 4 4 4

Veliina spojke B do D odabire se prema uvedenom okretnom momentu iizboru sparivanja lamela time da je n nmax (min-1) iz Tablice 3. Prema odabranoj

veliini spojke odabiru se i pripadne tipske lamela i prsten za ukopavanje B do D.

18


19/27

SPOJKA VRATILA VELIINE E do M

Tablica 5.

VeliinaSpoj.

Spariv.lamela

elik / elikE50

F50

G50

H50

J50

K50

L50

M50

elik / AzbestE60

F60

G60

H60

J60

K60

L60

M60

elik / Sinter--bronca

E70

F70

G70

H70

J70

K70

L70

M70

Okretni moment (Nm) 450 900 1800 2700 4000 6000 10000 20000a 172 210 270 320 370 460 540 640

dmin 40 45 50 60 70 80 90 100dmax 60 65 75 95 105 130 160 180

e 20 20 20 20 20 20 25 25f 110 120 140 170 210 260 320 360

gmin 40 45 50 60 70 80 90 100gmax 60 65 75 95 105 130 160 180

elik / elik E50

F50

G50

H50

J50

K50

L50

M50

elik / Azbest E60

F60

G60

H60

J60

K60

L60

M60

elik / Sinter--bronca

E70

F70

G70

H70

J70

K70

L70

M70

19

q

t

l

s

o p

hod n

e

m

r

H8/d9.

dH7

p9.

p9.

a

f

gH7


20/27

Tablica 5. (nastavak)Okretni moment (Nm) 450 900 1800 2700 4000 6000 10000 20000

l 121 150 195 200 266 272 305 372m 96 118 149 155 207 205 232 280n 17 19 28 28 35 40 45 55

o 55 65 75 90 100 140 180 230p 63 75 103 108 148 138 167 206q 64 76 88 105 116 158 202 255r 156 152 185 225 225 165 310 350s 20 20 20 20 20 20 25 25t - - - - 146 137 155 185

Max. brzina vrtnje(min-1)

2000 1500 1250 1000 900 700 600 500

Sila ukljuenja (N) 600 900 1050 1480 1650 2000 2500 3500Veliina kljua (s) 5 6 5 5 5 7 8 -

Veliine spojke E do M odabire se prema ukupno uvedenom okretnommomentu i izboru sparivanja lamela time, da je n nmax iz TABELE.

Prema odabranoj veliini spojke odabiru se i pripadne tipske lamele i prsten zaukljuivanje E do M.

20


21/27

PRSTEN ZA UKLJUIVANJE

za spojke B do D 4010

TABLICA 6.

Veliina B C DD

4010

Promjer(mm)

a 60,5 70,5 85,5 95,5d 6 6 6 6e 10 10 10 10

Duina(mm)

l 102 109 126 136m 13,8 13,8 13,8 13,8r 78 88 105 115s 10 10 10 10

w 15 15 15 15

za spojke E do M

TABLICA 7.Veliina E F G H J K L M

Promjer(mm)

a 112 122 146 172 172 207 252 282d R1/4 R1/4 R1/4 R1/4 R1/4 R1/2 R1/2 R1/2e 20 20 20 20 20 20 25 25

Duine(mm)

l 180 185 220 270 270 315 365 410

m 24 26 30 30 30 35 45 55r 156 152 185 225 225 265 310 350s 20 20 20 20 20 20 25 25w 28 28 28 28 28 28 35 35

21

d

w

r

w

a

s

e

ml

Sl 20

. 0460

w

r

w

a

s

e

m

H8

Sl 20

. 0460

l

d


22/27

VANJSKA LAMELA IZ ELIKA (KALJENO NEZAKALJENO)

Spojke A do D 40

TABLICA 8.

Veli-ina

Promjer (mm) Duine (mm) Brojgre-

benaa c d l s

A 53 39 61 9,8 1,5 3B 72 55 81 11,8 1,5 3C 82 66 92 11,8 1,5 3

D 10 103 81,5 114 13,8 1,5 6D 25 111 81,5 123 19,8 1,5 6D 40 129,8 94 140 13,8 2 6

Spojke E do M

TABLICA 9.Veli-ina

Promjer (mm) Duine (mm) Modul Br.a b c s m zubi

E 156 154 112 2 2 77F 190,5 187,5 130 2 2,5 75G 244 240 170 3 3 80H 289 285 190 3 3 95J 340 336 235 4 3 112K 425 420 275 4 4 105L 497 492 352 5 4 123M 597 592 453 5 4 148

22

a

dc

s

l

ab

c

s


23/27

UNUTARNJA LAMELA IZ ELIKA (KALJENO NEZAKALJENO)

Za spojke A do D 40

TABLICA 10.

Veli-ina

Promjer (mm) Duine (mm) Brojgre-

benaa c l m s

A 52,8 32 7,8 28 1,5 3B 71,4 46,3 9,8 42,3 1,5 3C 81,5 57,3 9,8 53 1,5 3

D 10 102,8 70,5 11,8 65,5 1,5 3D 25 109,8 70,5 11,8 65,5 1,5 3D 40 127,8 80,2 13,8 73,6 2 3

Za spojke E do M

TABLICA 11.Veli-ina

Promjer (mm) Duine (mm) Modulm

Brojzubia b c s

E 148,5 96 95,5 2 2 48F 180 110 109 2 2,5 44G 230 145 144 3 2,5 58H 275 162 160 3 3 54J 326 198 194 4 3 66K 400 240 235 4 4 60L 480 312 307 5 4 78M 576 392 387 5 4 98

23

a

s

c

l

m

c

b

a

s


24/27

UNUTARNJA LAMELA S AZBESTNOM OBLOGOM

Za spojke A do D 40

TABLICA 12.

VeliinaPromjer (mm) Duine (mm) Broj

grebenaa c d l m n o sA 52,8 32,5 32 7,8 1,5 1,5 28 4,5 3B 71,4 48 46,3 9,8 1,5 1,5 42,3 4,5 3C 81,5 60 57,3 9,8 1,5 1,5 53 4,5 3

D 10 102,8 72 70,5 11,8 1,5 1,5 65,5 4,5 3

D 25 109,8 72 70,5 11,8 1,5 1,5 65,5 4,5 3D 40 127,8 82,5 80,2 13,8 2 1,25 73,6 4,5 3

Za spojke E do H

TABLICA 13.

VeliinaPromjer (mm) Duine (mm) Modul

(mm)Brojzubia b c d m n s

E 148,5 96 102 95,5 2 2,5 7 2 48F 180 110 120 109 2 1,5 5 2,5 44

G 230 149 156 144 3 2,5 8 2,5 58H 275 162 170 160 3 2,25 7,5 3 54

24

l

o

c

a

m

nd

s

s

d b c a

mn


25/27

VANJSKA LAMELA S AZBESTNOM PODLOGOM

Za spojku J do M

TABLICA 14.Veli-ina

Promjer (mm) Du. (mm) Mo-dul

Brojzubia b c e m n s

J 340 336 235 326 4 4 12 3 112K 425 420 275 400 4 4 12 4 105L 497 492 352 480 5 5 15 4 123M 597 592 435 576 5 5 15 4 148

Vijak sa cilindrinom glavom sa esterostranom rupom zaosiguranje (HR.B1.120)

Oznaka: Vijak M d x l

TABLICA 15.

d-

M4-

M5-

M6-

M8M8xl

M10M10xl

M12M12x1,5

M16M16x1,5

D 7 9 10 13 16 18 24e 3,5 4,7 5,8 7,4 9,4 11,7 16,5k 4 5 6 8 10 12 16l1 13 15 18 22 25 32 38r 0,2 0,2 0,3 0,5 0,5 1 1r1 0,4 0,4 0,5 0,8 1 1 2n 2,5 3 4 5 6 8 11s 3 4 5 6 8 10 14

Izvadak iz standardnih duinal (mm) 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80

25

ceb

s

nm

a

D

r1

r

nK l

l1

D e

s


26/27

VANJSKA LAMELA S OBLOGOM IZ SINTERBRONCE

Za spojke A do D 40

TABLICA 16.

VeliinaPromjer (mm) Duine (mm)

sBroj

grebenaa c d l m nA 53 39 61 9,8 1 0,275 1,55 3B 72 55 81 11,8 1 0,275 1,55 3C 82 66 92 11,8 1 0,275 1,55 3

D 10 106 81,5 114 13,8 1 0,275 1,55 6D 25 111 81,5 123 19,8 1 0,275 1,55 6

D 40 129,8 94 140 13,8 1,3 0,275 1,85 6

TABLICA 17.

VeliinaPromjer (mm) Duine (mm) Modul

(mm)Brojzubia b c e m n s

E 156 154 112 146 1,3 0,275 1,85 2 77F 190,5 187,5 130 178,5 1,3 0,275 1,85 2,5 75G 244 240 170 228 1,8 0,6 3 3 80H 289 205 190 272 2 0,75 3,5 3 95J 340 336 235 320 2,5 1 4,5 3 112K 425 420 275 395 3 1,25 5,5 4 105L 497 492 352 475 4,5 1,5 7,5 4 123

M 597 592 435 570 4,5 1,5 7,5 4 148

26

c

a

d

nm

s

l

c

e

b

a

nm

s


27/27

Uvrtni vijak sa cilindrinim zavretkom (HR M.B1.291)

Oznaka: Vijak M d x l

TABLICA 18.d M4 M5 M6 M8 M10 M12 M16c 0,7 0,9 1 1,5 1,7 2 2,3c1 3 3 3,5 5 5,5 7 9d1 2,5 3,5 4,5 6 7 9 12n 1,4 1,8 2 2,5 3 4 4,5r 3 4 5 6 8 10 15r1 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 0,6 0,8u 0,6 0,8 0,8 1,2 1,5 2 2

Izvadak iz standardnih duina:l 8, 10, 20, 15, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 35, 40, 45, 50

Standardna oznaka vijkaOznakakvalitete

4,8 5,8 6,8 8,8 10,9 12,9

Prekidnavrstoa(MPa)

400-500 500-700 600-800 800-1000 1000-1200 1200-2000

Granica

razvlaenja(MPa)

320 400 480 640 900 1080

u

n

r

l

dd

rr

cc 1

11

1

Documents

321800_Lamelna_spojka