TENGELYKAPCSOLÓK (Vázlat)

Átírás

1 TENGELYKAPCSOLÓK (Vázlat) Tengelykapcsolók Feladat: két tengely összekapcsolása a kapcsolat megszakítása a tengelyek és más nyomaték átvivő elemek (tárcsák, karok, fogaskerekek stb.) összekötése forgás, erő, nyomaték átvitele lökések, lengések csillapítása, tengely helyzethibák kiegyenlítése stb. A hajtásláncban betöltött (üzemtani) szerepük szerinti főbb csoportok: 1. merev-, 2. kiegyenlítő-, 3. rugalmas-, 4. súrlódó vagy dörzs-, 5. szabályozható-, és 6. biztonsági tengelykapcsolók. 1

2 Nem kapcsolható tengelykapcsolók Merev tengelykapcsolók Héjas tengelykapcsoló Tárcsás tengelykapcsoló Kiegyenlítő tengelykapcsolók Forgás-merev tengelykapcsolók Körmös tengelykapcsoló Fogasgyűrűs tengelykapcsoló Oldhham tengelykapcsoló Kardáncsukló Rugalmas tengelykapcsoló Fémrugós tengelykapcsoló Bibby tengelykapcsoló Forst tengelykapcsoló Cardeflex tengelykapcsoló MAN-Renk- tengelykapcsoló Gumirugós tengelykapcsoló ELCO- tengelykapcsoló Kegelflex tengelykapcsoló Periflex tengelykapcsoló Merev tengelykapcsolók Héjas tengelykapcsoló 2

3 Merev tengelykapcsolók Héjas tengelykapcsoló A nyomatékot a csavarok előfeszítésével létrehozott súrlódási erő viszi át (szorító nyomatékkötés) A szükséges F V csavar előfeszítő erő, ha ismert a csavarok i száma: Szimmetrikus csavar elhelyezés esetén. Az átvihető nyomaték: F 1V pdlt i 2M t d i M t p d l d t 2 Merev tengelykapcsolók Tárcsás kapcsoló Nyomatékátvitel: 1. erővel-, 2. alakkal záró. Csavarok igénybevétele: 1. húzás, 2. nyírás. Nyomatékfolyam 3

4 Lehetséges tengelyhibák A valóságban: általános hibaként az összes együtt is előfordulhat. Probléma: járulékos terhelés a rendszer elemeire. Megoldás: kiegyenlítő tengelykapcsolók alkalmazása. Kiegyenlítő tengelykapcsolók Körmös (hődilatációs) tengelykapcsoló, axiális hiba kiegyenlítésére. Forgás közben kikapcsolható változat 4

5 Kiegyenlítő tengelykapcsolók Oldham ill. oldham elven működő, radiális hiba kiegyenlítésére való tengelykapcsolók. [John Oldham ( )] Kiegyenlítő tengelykapcsolók U.n. Hardy-tárcsás tengelykapcsoló szöghiba kiegyenlítésére. 5

6 Kiegyenlítő tengelykapcsolók Fogasgyűrűs tengelykapcsolók Kiegyenlítő tengelykapcsolók Acéllemezes tengelykapcsolók (Turboflex) Csőmembrán tengelykapcsoló 6

7 Kardáncsukló / kardántengely Rugalmas tengelykapcsolók Kiegyenlítik a tengelyhibákat, csökkentik a terheléscsúcsokat, lökéseket, lengéseket. Acélrugós tengelykapcsolók: Forst típusú acélelemes kapcsoló 7

8 Rugalmas tengelykapcsolók Bibby kapcsoló. Progresszív karakterisztika. Súrlódás csillapít. Drehmoment, Nm ,2 0,4 0,6 0,8 1 Verdrehwinkel, Grad Rugalmas tengelykapcsolók Radiális, szög és axiális tengelyhibák kiegyenlítése 8

9 Rugalmas tengelykapcsolók Cardeflex tengelykapcsoló Lágy, lineáris, két szakaszból álló karakterisztika Előfeszített rugók Drehmoment, Nm Verdrehwinkel, Grad Gumirugós tengelykapcsolók Belső csillapítás, progresszív karakterisztika, jól csillapítanak. Gumidugós tengelykapcsolók 9

10 Gumirugós tengelykapcsolók Csillagtárcsás és gumitömbös tengelykapcsolók Gumirugós tengelykapcsolók Gumitömbös tengelykapcsoló Acél vagy öntöttvas agy, poliuretán elastomer tömbök 10

11 Gumirugós tengelykapcsolók Gumitömlős (Periflex) tengelykapcsoló Gumitárcsás tengelykapcsoló Igan nagy torziós rugalmasság. Radiális és szöghibák kiegyenlítése. 11

12 Gumirugós tengelykapcsolók Gumitárcsás tengelykapcsoló (kúpos súrlódó kapcsolóval egyesítve, pneumatikus működtetésű) Dízelmotorral hajtott rendszerekben a torziós lengések csökkentésére kiváló. Erővel záró súrlódó (dörzs) tengelykapcsolók Beépítésük célja: forgás közben tetszés szerint lehessen a gépeket vagy szerkezeti elemeket pl. fogaskerekeket szétés összekapcsolni. Csoportosításuk: a nyomatékátvivő felület alakja szerint: kúpos-, tárcsás-, többlemezes-, hengeres tengelykapcsolók. a működtetés módja szerint: mechanikus-, hidraulikus-, pneumatikus-, és elektromágneses működtetésűek. 12

13 Szárazlemezes súrlódó tengelykapcsolók Az egyik elem felületét súrlódó betét borítja (fémforgács, kerámia szemcse és szilárd kenőanyag tartalmú műanyag kompozit, papír, bőr, szinterfém) TENGELYKAPCSOLÓ 13

14 Lemezes súrlódó tengelykapcsolók A kapcsolóval átvihető nyomaték jó közelítéssel: M k ( d 2 k d 4 2 b ) p meg r köz i ahol i súrlódó felületek száma, p meg a súrlódó párra megengedett felületi nyomás, r köz d k d 4 b Conax tengelykapcsoló 14

15 Olajos lemezes súrlódó tengelykapcsolók Nyomatékkorlátozás és kopás után állítás Működtető karok Kapcsoló hüvely Súrlódó lemezek váltakozva külső és belső fogazattal Olajos lemezes súrlódó tengely-kapcsolók 15

16 Biztonsági tengelykapcsolók Centrifugál (röpsúlyos) tengelykapcsolók Biztonsági tengelykapcsolók Feladata a nyomaték korlátozása, a gépek védelme a túlterheléssel szemben. Alakkal záró biztonsági tengelykapcsolókban nyíró szegek vagy rugóerővel beszorított fogak illetve golyók viszik át a nyomatékot. A súrlódó biztonsági tengelykapcsolókban rugóerő szorítja össze a súrlódó lemezeket. 16

17 Biztonsági tengelykapcsolók Szabadonfutó tengelykapcsolók 17

18 Szabadonfutó tengelykapcsolók Indukciós tengelykapcsolók Érintkezéss nélkül viszik át a nyomatékot. A kapcsoló egyik felében elektromágnest építenek. Szinkronkapcsoló: a két tengelykapcsoló fél együtt forog, és a nyomatékot az elektromágnes által létrehozott mágneses erőtér viszi át. Örvényáramú indukciós tengelykapcsoló: az elektromágnes erőtér a másik tengelykapcsoló félben örvényáramot gerjeszt, melynek forgó mágneses tere hozza létre a nyomatékot. Nagy gerjesztő áram és fordulatszám különbség, nagy nyomaték. Indító tengelykapcsolók: nagy tömegek gyorsítása, állandó fordulatszám különbség (pl. tekercselő, huzalhúzó, papírgyártó stb. gépek). 18

19 Hidrodinamikus tengelykapcsolók Nagy teljesítmény. Nincs szilárdtest kapcsolat. A nyomatékot áramló folyadék kinetikai energiája viszi át. Nagy járművekbe építik. Nagy tömegek indítása. Jól csillapítanak, csendes, nyugodt indítás. A hajtó és a hajtott oldal között állandó fordulatszám különbség, hatásfokuk viszonylag kedvezőtlen. Hidrodinamikus tengelykapcsoló állandó feltöltéssel 19

20 Fékek Fékek alapfeladata (funkciója): mozgásban lévő gépek, berendezések, járművek stb., sebességének csökkentése, rögzítése, a mozgás szabályozása. Működtetésük fizikai hatáselvei fő csoportjai: - mechanikusak, amelyeknél az álló és a mozgó rész közötti súrlódás nagyobbrészt hővé és részben kopássá alakítja a mozgási energiát, - hidraulikusak ill. áramlástani megoldásúak, amikor is folyadékot vagy gázt áramoltatnak fojtáson át, - elektromosak. Az indukciós fékek legelterjedtebb változata az örvényáramú fékek. Ezekkel a fékekkel csak lassítani, szabályozni lehet a mozgást, megállítani nem. Mechanikus elven működő fékek Felépítésük, működési elveik az erővel záró, súrlódó (dörzs) tengelykapcsolókat követik, azzal a különbséggel, hogy a tengelykapcsoló egyik felét rögzítjük. Alapváltozatai: dobfékek: robosztusak, megbízhatóak, jó a hűtésük. Billenőtuskós dobfék Belső pofás (simplex) dobfék 20

21 Külső billenőtuskós dobfék, daruk rögzítésére [G.Niemann-H.Winter: Maschinenelemente, Band III., Springer Verlag, Berlin, 1983] Mechanikus elven működő fékek Egyszerű (forgásirány ellen feszített) szalagfék Összegző szalagfék Differenciál szalagfék 21

22 Mechanikus elven működő fékek Tárcsás és lemezes fékek: egyszerű szerkezetűek, kevés alkatrész, kis tömeg és helyszükséglet, nagy féknyomaték, jó hűtés, kis karbantartási igény. Hátrány lehet: nagy működtetési erő, nagy hőterhelés, kopás. Kúpos Tárcsás Lemezes Tárcsás fékek Elvi megoldás egy szerkezeti megoldás 22