emelő 2018/2019 tavasz

Átírás

1 Jármű és s hajtáselemek I Autóemel emelő Török k István 2018/2019 tavasz

2 A feladat elkész szítésének főf lépései 1. A kiadott autóemelő elemzése a) szabadkézi vázlatok készítése α max =60 α α min =30 2

3 A feladat elkész szítésének főf lépései 1. A kiadott autóemelő elemzése b1) feladata: a jármű egyik oldalának megemelése a kerék le- és felszereléséhez szükséges magasságig; megtartása biztonságosan a szerelés folyamán; visszaengedése a talajra b2) működési alapelve: az emelő működése a csavarorsó elvén alapul, amihez csuklós mechanizmus csatlakozik 3

4 A feladat elkész szítésének főf lépései 1. A kiadott autóemelő elemzése b3) kinematikai vázlat 4

5 A feladat elkész szítésének főf lépései 1. A kiadott autóemelő elemzése c) emelőre ható terhelések függőlegesen F e G j F e F e G 2 j F e 5

6 A feladat elkész szítésének főf lépései 1. A kiadott autóemelő elemzése c) emelőre ható terhelések vízszintesen F e F v 6

7 A feladat elkész szítésének főf lépései 1. A kiadott autóemelő elemzése d) mozgó elemek, illeszkedési viszonyok ø D11/h11 rés A A (2:1) rés A elmozduló részek A csapágytámasztó csap 7

8 A feladat elkész szítésének főf lépései 1. A kiadott autóemelő elemzése d) mozgó elemek, illeszkedési viszonyok ø JS11/h11 ø D11/h11 B B (5:1) B B elmozduló részek emelőkar csap ø 6-10 D11/ h11 NJ=0,18 mm KJ=0,030 mm ø 6-10 JS11/ h11 NJ=0,113 mm NF=0,038 mm 8

9 A feladat elkész szítésének főf lépései 2. A törzsrajz készítése a) szükséges nézetek, metszetek, kitörések A törzsrajz jellemzői: szemlélteti az alkatrészek hovatartozását, működésbeli szerepét tartalmazza a szerelésnél szükséges méreteket; megmunkálásokat (hegesztés, zömítés, becsípés, ) a pontosság érdekében azok méretének, alakjának megadása is fontos 9

10 A feladat elkész szítésének főf lépései 2. A törzsrajz készítése b) A törzsrajzon szereplő méretek fő méretek a4) emlőfej, talp, karok, orsó jellemző méretei illesztett és tűrésezett méretek 1.d hosszmetszetben kinagyítva minden csapnál; itt általában alapcsap rendszerben, IT10 12 minőségben; számítással ellenőrzött méretek karok szelvényméretei; csapok méretei illesztett méretek 10

11 A feladat elkész szítésének főf lépései 2. A törzsrajz készítése b) A törzsrajzon szereplő méretek befoglaló és csatlakozó méretek emelőfej jellemző méretei; orsó mozgató fül, kar jellemző méretei; talp jellemző méretei szélső helyzetekhez tartozó méretek minimális és maximális emelőfej magasság (a megfelelő méret alatt szöveggel is kiírva); 11

12 A feladat elkész szítésének főf lépései 2. A törzsrajz készítése d) Tételszámozás tételszámok sorrendjük követheti a szerelési sorrendet; vízszintesen vagy függőlegesen rendezni az olvashatóság miatt; betűmagasság h=7 mm darabjegyzék Méret oszlop: szabványos alkatrész, kötőelem, csapágy esetében azok jellemző mérete; Anyag oszlop: egy darabból álló tételek esetében; Hivatkozás oszlop: szabványos alkatrész, kötőelem, valamint a három műhelyrajz esetén; helykihasználás miatt kerülhet külön lapra is (2/2) 12

13 A feladat elkész szítésének főf lépései 2. A törzsrajz készítése e) Rajzszám JHE-I-TF1-##-00, ahol ## a kapott autóemelő sorszáma, JHE-I-TF1-S-00 nem tanszéki emelő esetén 13

14 A feladat elkész szítésének főf lépései 3. A műhelyrajz készítése a) Ábrázolás egy megmunkálási fázis egy rajzlap; orsó általában nem egy alkatrész; megfelelő méretarány: 1:1, 2:1 b) Méretek elhelyezés a kiterített rajzra csak a kiszabáshoz, a hajlított rajzra pedig csak a hajlításhoz szükséges és a betartandó méretek kerülnek tűrések szabványos tűrések megadása általában táblázattal 14

15 A feladat elkész szítésének főf lépései 3. A műhelyrajz készítése b) Méretek felületi érdességek lemezből készült alkatrészek érdességének célszerű megadási módja: > kiemelt érdesség: ( ) > szöveges utasítás a szövegmező felett: Lemez élek megmunkálása Ra 3,2 15

16 A feladat elkész szítésének főf lépései 3. A műhelyrajz készítése c) Szövegmező kitöltés Rajzszám: JHE-I-TF1-S-##, ahol ## célszerű módon az alkatrész tételszáma a törzsrajzon; Tárgy: Autóemelő; Lapszám: akkor használjuk, ha egy rajz több lapból áll. Pl. ha a darabjegyzék külön lapra kerül, akkor azonos rajzszám mellett 1/2 a rajz, 2/2 a darabjegyzék. Ilyenkor a rajzon jelezzük, hogy Darabjegyzék a 2/2 lapon 16

17 A feladat elkész szítésének főf lépései 3. A műhelyrajz készítése c) Szövegmező kitöltés Tételszám, Darabszám: kitöltésük itt nem szükséges, mert alkatrészrajzról van szó; Megnevezés: az adott alkatrész törzsrajzon szereplő megnevezése; Méret: az alkatrész befoglaló vagy egyéb jellemző méretei; Anyag: szabványos anyagjelölés betűvel vagy helyhiány esetén számmal; Hivatkozás: csak ha valamilyen szabványos alakú alkatrészt használtunk fel. Anyagszabvány nem kell. 17

18 A feladat elkész szítésének főf lépései 4. Számítási dokumentáció készítése a1) Az emelő alkalmazásának célja: a jármű egyik oldalának megemelése a kerék le- és felszereléséhez szükséges magasságig; megtartása biztonságosan a szerelés folyamán; visszaengedése a talajra. 18

19 A feladat elkész szítésének főf lépései 4. Számítási dokumentáció készítése a2) Az emelő felépítése Emelő fej Támasztó csap Csap Felső kar Anya Orsó Golyós csapágy Alsó kar Talp 19

20 A feladat elkész szítésének főf lépései 4. Számítási dokumentáció készítése a3) Az emelő működése T az emelőorsó meghajtása; az anya elmozdul a támasz felé; a kékkel kitöltött trapézok hosszabb alapja csökken; a trapézok magassága nő; az emelőfej elmozdul felfelé. 20

21 A feladat elkész szítésének főf lépései 4. Számítási dokumentáció készítése a4) Az emelő főbb paraméterei F e Geometria: karhosszak, csaptávolságok, orsóméret, emelési tartomány Terhelés: megengedett emelőerő (tömeg) 21

22 A feladat elkész szítésének főf lépései 4. Számítási dokumentáció készítése b) Az 1. pontban adott vizsgálatokat rögzítése szabadkézi vázlatok; feladat, működési alapelv, kinematikai vázlat; terhelések; mozgó elemek, illeszkedési viszonyok számítási dok. melléklet számítási dokumentáció törzsrajz 22

23 A feladat elkész szítésének főf lépései 4. Számítási dokumentáció készítése c) Végezze el a szükséges szilárdsági és egyéb számításokat és ellenőrzéseket! A számításhoz készítsen megfelelő elvi ábrákat! Szöveg és ábrák egyezzenek, legyenek összevethetőek! 23

24 4.c Szilárds rdsági számítások, sok, ellenőrz rzések I.i A méretezés folyamata adott követelmények, igénybevételek (előkészítés) felvett anyag, geometria (adatok) számított mechanikai feszültségek (feldolgozás) n σ red σ meg i (értékelés) 24 (dokumentáció)

25 4.c Szilárds rdsági számítások, sok, ellenőrz rzések I.ii Az ellenőrzés folyamata adott követelmények, igénybevételek adott anyag, geometria számított mechanikai feszültségek n σ red σ meg nem megfelelő i megfelelő 25

26 4.c Szilárds rdsági számítások, sok, ellenőrz rzések I.iii Az autóemelő ellenőrzésének folyamata adott követelmények, igénybevételek felvett: anyag adott: geometria anyag, geometria számított mechanikai feszültségek n σ red σ meg i megfelelő 26

27 4.c Szilárds rdsági számítások, sok, ellenőrz rzések II. Az autóemelő erőjátéka az emelőfej egyensúlya: F kf a talp egyensúlya az emelőfejhez hasonlóan: F ka F e F kf F kf F kf α F kf F e α F = kf F e 2sinα 27

28 4.c Szilárds rdsági számítások, sok, ellenőrz rzések II. Az autóemelő erőjátéka az anya egyensúlya: F orsó F kf β F o F ka F o α β F kf F ka α F = F cosα + F cos β o kf ha a karok egyenlő hosszúak: ka Fe F o = 2Fk cosα = tanα 28

29 4.c Szilárds rdsági számítások, sok, ellenőrz rzések III. A fő részek ellenőrzése vizsgált alkatrészek: i. csap, ii. karok, iii. anya, iv. támasztócsap, v. orsó, vi. golyós csapágy felhasznált anyagok: # Anyag jelölése Folyáshatár R eh Szakadási nyúlás A % Biztonsági tényező S Megengedett húzó feszültség σ meg Megengedett csúsztató feszültség τ meg MPa % MPa MPa 1 S355JR , ,6 177,5 136,6 102,5 2 S235JR , , ,5 90,4...67,8 3 A használt biztonsági tényezőt az üzemi körülmények és a használt számítási modell pontossága alapján vesszük fel! 29 σ = R eh meg S σ meg τ meg = 3

30 III. A főf részek ellenőrz rzése i. Csap felhasznált anyag: 1 terhelés és igénybevétel C C-C 0,5F k 0,5F k C F k ø d nyírt keresztmetszet: nyírófeszültség: A = 2 τ = 2F k cs 2 d π d 2 π 4 30 nyíróerő: 0,5F k 0,5F k F = k Fe 2sinα min

31 III. A főf részek ellenőrz rzése i. Csap értékelés: Mivel a terhelés jól meghatározott és a számítási modell jól közelít S = 1,4; ha τ cs < τ meg, akkor a csap nyírásra megfelelő 31

32 III. A főf részek ellenőrz rzése ii. Karok felhasznált anyag: 2 terhelés és igénybevétel F k C nyomott keresztmetszet: C-C C F k nyomóerő: F = k Fe 2sinα min 32

33 III. A főf részek ellenőrz rzése ii. Karok keresztmetszeti jellemzők A = 166,85 mm 2 I x =15 556,6 mm 4 I y =25 389,8 mm 4 33

34 III. A főf részek ellenőrz rzése ii. Karok ellenőrzés nyomásra nyomófeszültség: σ kar = F k A a nyomott kar kihajlását előidéző törőfeszültséget a λ karcsúsági tényező alapján tudjuk meghatározni: σ t R p λ eh λ p 34 Tetmayer egyenes: a-bλ π Euler hiperbola: λ λ λ eh = 60; λ p = 100 szénacélra λ eh = 22; λ p = 86 ötvözött acélra 2 E

35 III. A főf részek ellenőrz rzése ii. Karok ellenőrzés nyomásra az emelőkar karcsúsági tényezője: két végén csuklós esetre: l k = l kar λ = l k i a kar keresztmetszetének inerciasugara: a törőfeszültség meghatározása a kapott λ karcsúsági tényező alapján i = I x A ha λ < λ eh, akkor σ t =R eh ha λ > λ eh, akkor a tartománynak megfelelő összefüggéssel 35

36 III. A főf részek ellenőrz rzése ii. Karok értékelés: ha σ kar < σ t /S k, akkor a karok kihajlásra megfelelők; ahol S k = 2 4, a kihajlási biztonsági tényező, mivel a számítási modell csak közelítő (változó keresztmetszet, tagoltság, külpontosság) 36

37 III. A főf részek ellenőrz rzése iii. Anya felhasznált anyag: 1 terhelés F k F o 0,5F k 0,5F k F o F k 0,5F k 0,5F k orsóerő: F = 2F cosα = o k min Fe tanα min 37

38 III. A főf részek ellenőrz rzése iii. Anya igénybevételek l a ½ F o F o M max hajlítás ½ F o nyírás M = max F l o a 4 38

39 III. A főf részek ellenőrz rzése iii. Anya keresztmetszeti jellemzők m A = 89,5 mm 2 I x =1 212,5 mm 4 I y =5 308,5 mm 4 39

40 III. A főf részek ellenőrz rzése iii. Anya középső keresztmetszet az orsónál hajlítófeszültség: σ max = M I max x m 2 nyírófeszültség: τ átlag = F o A redukált feszültség: értékelés: σ = σ + ared 2 max 2 3τ átlag > A pontatlan feszültség közelítés miatt S = 2..3; > ha σ ared < σ meg, akkor az anya középső keresztmetszete hajlításra és nyírásra megfelelő 40

41 III. A főf részek ellenőrz rzése iii. Anya két oldalt a hengeres csapoknál nyírófeszültség, értékelés a csapokhoz hasonlóan (III.i) 41

42 III. A főf részek ellenőrz rzése iv. Támasztócsap felhasznált anyag: 1 Ellenőrzése az anyához hasonlóan. Finomítás: megoszló terhelés figyelembe vétele l a ½ F o F o ½ F o M max nyírás hajlítás M = max F l o a 8 42

43 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó felhasznált anyag: 1 terhelés, geometria P F o T o Fo d d 3 F o T o F = 2F cosα = o k min β Fe tanα min 43

44 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó igénybevételek az orsóban ébredő húzófeszültség 4Fo d π o σ oh = = 2 A3 3 az orsóban ébredő csavarófeszültség τ T = I F d3 To 16To = = 2 K d π o o 3 po po 3 44

45 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó igénybevételek az orsóban ébredő csavarófeszültség > az orsót terhelő csavaró nyomaték T o = F o d 2 d + d3 tan( α + ρ') = Fo tan( α ρ a menetemelkedési szög: P α = arctan d π a virtuális súrlódási félkúpszög: ρ' = arctan µ ' = arctan 2 45 µ cos β 2 ')

46 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó igénybevételek az orsó redukált feszültsége σ = σ + ored 2 oh 2 3τ o értékelés: > Mivel a terhelés jól meghatározott és a számítási modell jól közelít S = 1,4; > ha σ ored < σ meg, akkor az orsó húzásra és csavarásra megfelelő 46

47 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó igénybevételek a menetek felületi nyomása: p o = z F i= 1 o A egy menet felülete: i ( ) 2 2 A i = π d D 3 4 > a felfekvő menetek száma: m z = P értékelés: ha p o < p meg, akkor a menetszám elegendő d P m D 3 47

48 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó igénybevételek a menetek nyírása (alternatív): τ om = z F i= 1 o egy menet nyírt felülete: A P A i π D3 2 > a nyírt menetek száma: m z = P i m P/2 D 3 48

49 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó igénybevételek értékelés: > mivel a modell közelítő, S = 2 3; > ha τ om < τ meg, akkor a menetszám elegendő 49

50 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó Megjegyzés: ha az anya műanyagból készül, akkor nem a kisebb nyírt keresztmetszetű orsómenetet, hanem a nagyobb nyírt keresztmetszetű, de gyengébb anyameneteket ellenőrizzük nyírásra. P/2 A i π d P 2 d m 50

51 III. A főf részek ellenőrz rzése v. Orsó önzárás az orsó önzáró, azaz akkor képes megtartani a felemelt terhet, ha α < ρ 51

52 III. A főf részek ellenőrz rzése vi. Golyós csapágy terhelés F o F o F = 2F cosα = o k min Fe tanα min ellenőrzés: statikus terhelésre a statikus terhelés biztonsági tényezője: = C F 0 so o 52 C 0 a csapágy statikus alapteherbírása [kn] (katalógus adat)

53 III. A főf részek ellenőrz rzése vi. Golyós csapágy értékelés: ha s 0 < s kat, akkor a csapágy megfelelő (s kat = 0,5 autóemelő esetében) 53

54 A feladat elkész szítésének főf lépései 4. Számítási dokumentáció készítése d) Amennyiben értelmezett, készítse el A4 méretű papíron a teher emelésére és süllyesztésre vonatkozó csavarmeneti erő vektorábrákat! A vektorábrákat alkalmas léptékben szerkessze meg, továbbá tüntesse fel a megfelelő erő- és szögértékek numerikus értékét is! 54

55 4.d) Csavarmeneti erő vektorábr brák I. Csavarvonal származtatása: forgás > haladás ω V ω V jobbmenet balmenet 55

56 4.d) Csavarmeneti erő vektorábr brák II. A mentemelkedés mérőszámai V ω P P - menetemelkedés: a tengely egy körülfordulása alatt megtett tengelyirányú elmozdulás α menetemelkedési szög: a hengerpalástról kiterített lejtő emelkedési szöge d P tga = P dπ α P dπ 56

57 4.d) Csavarmeneti erő vektorábr brák III. Erőhatások lapos meneten emelés F o F t d d 2 d 3 P α F s =µf n F R ρ α µ FN F t tgρ = = µ FN F o ρ = arctg µ F n d 2 π α v P d 2 / 2 az F t, F, F R derékszögű háromszögből: F t = F o tg( α + ρ) az emeléshez szükséges kerületi erő F t 57

58 4.d) Csavarmeneti erő vektorábr brák III. Erőhatások lapos meneten süllyesztés F o d d 2 d 3 F t α F o F n v F s F t α ρ F R α F t = F o tg( α ρ) d 2 / 2 a süllyesztéshez szükséges kerületi erő F t 58

59 4.d) Csavarmeneti erő vektorábr brák IV. Erőhatások éles meneten emelés, süllyesztés β 2 a szükséges kerületi erő: F t = F o tg( α ± ρ') Fn F ne ( + ) emelés, ( - ) süllyesztés esetén β ' ' ρ = arctg µ mivel az éles menet miatt: ' µ µ = β cos 2 a kötő csavaroknál tudjuk kihasználni. 59

60 4.d) Csavarmeneti erő vektorábr brák V. Önzárás Megmarad-e a terhelt csavar az adott helyzetében? Kiindulás: ha F t > 0, igen önzárás; ha F t < 0, nem lazulás; ha F t = 0, határeset Az önzárás feltétele: α < ρ A csavar menetemelkedési szöge kisebb, mint a virtuális súrlódási félkúpszög. F t = F o F s F o F n ρ tg( α ρ') α F R F t 60

61 A feladat elkész szítésének főf lépései 4. Számítási dokumentáció készítése e) Készítse el az emelő műszaki leírását! Mire való? > milyen körülmények között? Mit tud? > emelhető tömeg, emelési magasság Miből áll? > hogyan készültek az egyes alkatrészek? Hogy kapcsolódnak a részei? > szegecselés, hegesztés, rugó, 61

62 JÁRMŰELEMEK ÉS S JÁRMJ RMŰ- SZERKEZETANALÍZIS ZIS TANSZÉK H-1111 BUDAPEST, MŰEGYETEM RKP. 3 ST. ÉPÜLET 208/2 SZOBA TEL: Részletek: dr. Török T k István, mestertanár torok@kge.bme.hu kge.bme.hu Tel.: /5818