GÉPELEMEK 2. GYAKORLAT

GÉPELEMEK 2. GYAKORLAT Összeállította: Kerényi György Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gép- és Terméktervezés Tanszék, 4. Gépelemek 2. 1

4. Gépelemek 2. 2

Három feladat: ventillátor faipari maróorsó szivattyú 4. Gépelemek 2. 3

Ventillátor V2 V1 4. Gépelemek 2. 4

Ventilátor V1 4. Gépelemek 2. 5

Ventilátor V2 PDNB csapágyház 4. Gépelemek 2. 7

Szivattyú SZ 4. Gépelemek 2. 9

Szivattyú SZ3 Egyoldali beömlésű, egyfokozatú, konzolos elrendezésű szivattyú 4. Gépelemek 2. 10

Faipari maróorsó F1 F2 4. Gépelemek 2. 13

Faipari maróorsó F1 4. Gépelemek 2. 14

Faipari maróorsó F2 4. Gépelemek 2. 15

1. Tervezze meg a berendezés hajtását ékszíjhajtással! Válasszon a hajtáshoz ékszíjtárcsákat! Motor: háromfázisú rövidrezárt forgórészű aszinkron villanymotor Motor kiválasztás pl.: http://olahvill.hu/tudastar Katalógus pl.: http://www.evig.hu/download/katalogus.pdf. www.iramkodrive.com A járókerék fordulatszáma alapján pl.: kétpólusú motor (fordulatszáma: ~ 2900 1/min) 4. Gépelemek 2. 16

Szíjhajtás (DIN szabvány szerint) Szíjválasztás: pl.: optibelt.com Katalógus: pl.: http://www.optibelt.com/fileadmin/power_transmission/service/dokumentation/th_kr_gb.pdf 4. Gépelemek 2. 17

Szíjhajtás: c 2 : üzemtényező meghatározása: P tervezési = c 2 P jk 4. Gépelemek 2. 18

Szíjhajtás: szíjprofil megválasztása 4. Gépelemek 2. 19

Szíjhajtás: szíjtárcsák választása: d d2 = d d1 i 4. Gépelemek 2. 20

Szíjhajtás: szíjhajtás áttételének ellenőrzése: i tényleges = d d2 / d d1 n 2 tényleges = n 1 /i tényleges tengelytávolság ellenőrzése: a > 0.7 (d d1 + d d2 ) a < 2 (d d1 + d d2 ) szíjhossz meghatározása: L = 2 a + 1.57 (d + d ) + dth d1 d2 (dd1- d d2) 4a 2 szabványos szíjhossz választása: táblázatból 4. Gépelemek 2. 21

Szíjhajtás: módosult tengelytávolság meghatározása: a nom L Szíjhossz (d d1 + d d2) L Szíjhossz (d d1 + d d2) 2 2 (d d1 d d2) 4 4 8 2 2 a tengelytávolság állítása táblázatból: feszítéshez és utánfeszítéshez: x =. szereléshez: y = 4. Gépelemek 2. 22

Szíjhajtás: szíjsebesség meghatározása: d n m m 60 s s d1 1 vszíj 55 szíjfrekvencia meghatározása: : 21000v 1 L s szíj f 100 szíj 4. Gépelemek 2. 23

Szíjhajtás: c 1 szögtényező meghatározása az átfogási szögből: cos 2 dd1 d 2a nom d2 c 3 hossztényező meghatározása táblázatból:: 4. Gépelemek 2. 24

Szíjhajtás: a szíjak számának meghatározása: z Pc2 P c c N 1 3 ahol P N a névleges teljesítmény (β=180 ): meghatározása táblázatból: 4. Gépelemek 2. 25

Szíjhajtás: tengelyhúzás meghatározása (statikus állapot): 1. egy szíjágban ébredő húzóerő erő meghatározása: T 500 (2,04 c ) P c z v 1 B 1 k v 2 ahol k táblázatból: 2. tengelyhúzás meghatározása: H 2Tsin z 2 4. Gépelemek 2. 26

Szíjtárcsák: 4. Gépelemek 2. 27

2. Tájékozódjon és ismertesse, hogy hasonló típusú berendezéseknél milyen csapágyazási megoldásokat alkalmaznak, és válassza meg a beépítésre kerülő csapágytípust! Válassza meg a megfelelő tömítéseket! Csapágyazás megtervezése: segédletek: gt3.bme.hu csapágykatalógusok: SKF, NTN, FAG, INA, stb. konstrukciók: gt3.bme.hu; internet 4. Gépelemek 2. 28

3. Határozza meg a csapágyak terhelését, élettartamát! A szerkezet konstrukciós kialakításával párhuzamosan végezze el a szükséges kiegészítő számításokat! (kenés megválasztása; utánkenési időköz; illesztések megválasztása) Gördülőcsapágyak előadás 4. Ellenőrizze a forgórész tengelyének veszélyes keresztmetszetét összetett statikus igénybevételre! Tavalyi előadás Ellenőrizze a forgórész tengelyének veszélyes keresztmetszetét kifáradásra! Határozza meg a forgórész kritikus fordulatszámát! Tavalyi előadás 4. Gépelemek 2. 29

3. Határozza meg a csapágyak terhelését, élettartamát! A szerkezet konstrukciós kialakításával párhuzamosan végezze el a szükséges kiegészítő számításokat! (kenés megválasztása; utánkenési időköz; illesztések megválasztása) Gördülőcsapágyak előadás 4. Ellenőrizze a forgórész tengelyének veszélyes keresztmetszetét összetett statikus igénybevételre! Tavalyi előadás Ellenőrizze a forgórész tengelyének veszélyes keresztmetszetét kifáradásra! Határozza meg a forgórész kritikus fordulatszámát! Tavalyi előadás 4. Gépelemek 2. 30

Közlő tengelyek ellenőrzése Ellenőrzés összetett statikus igénybevételre: A tengely igénybevételének meghatározása példán bemutatva: A tengelyre ható általános irányú, külpontos terhelésnek (pl. egy ferdefogú fogaskerék esetében) három komponense van: radiális irányú (F r ), kerület irányú (F k ), és axiális irányú (F a ). 1. A támaszokban fellépő reakció erők meghatározása a szuperpozíció elve alapján. 4. Gépelemek 2. 31

Közlő tengelyek ellenőrzése 2. A tengely hajlító igénybevételének meghatározása a szuperpozíció elve alapján: a nyomatéki ábrákat két, egymásra merőleges síkban ábrázoljuk. 3. A hajlítónyomaték eredőjének meghatározása: 2 2 M M M M h hr ha hk 4. Gépelemek 2. 32

Közlő tengelyek ellenőrzése 4. A veszélyes keresztmetszetben ébredő normálfeszültség (σ h ) meghatározása (esetleg figyelembe véve az axiális erőből származó igénybevételt is). (A veszélyes keresztmetszet helye az, ahol legnagyobb feszültség ébred, ami nem esik szükségszerűen egybe a legnagyobb nyomaték helyével.) 5. Az F k kerületi erőből származó csavarónyomaték és csúsztatófeszültség (τ cs ) meghatározása. 4. Gépelemek 2. 33

Közlő tengelyek ellenőrzése 6. Szívós tengelyanyag esetén a redukált feszültséget Huber Mises Hencky elmélete szerint számoljuk: red 2 h 2 3 cs Öntöttvas tengelyek esetén a rideg anyagokra érvényes összefüggés szerint számítjuk a redukált feszültséget: red 3 h 8 red 5 8 meg 2 h 4 7. A redukált és a megengedett feszültség összehasonlítása: ahol meg R z e H 2 cs 4. Gépelemek 2. 34

3. Határozza meg a csapágyak terhelését, élettartamát! A szerkezet konstrukciós kialakításával párhuzamosan végezze el a szükséges kiegészítő számításokat! (kenés megválasztása; utánkenési időköz; illesztések megválasztása) Gördülőcsapágyak előadás 4. Ellenőrizze a forgórész tengelyének veszélyes keresztmetszetét összetett statikus igénybevételre! Tavalyi előadás Ellenőrizze a forgórész tengelyének veszélyes keresztmetszetét kifáradásra (Haigh- vagy Smith-diagram alapján)! tavalyi előadás http://gt3.bme.hu/oktatas/segedletek/forgoreszek/meretezes.pdf Határozza meg a forgórész kritikus fordulatszámát! Tavalyi előadás 4. Gépelemek 2. 35

Ajánlott maradó kiegyensúlyozatlanság (VDI Lengéstani Szakbizottság) Minőségi osztály G40 G16 A forgórész rendeltetése Autókerekek, keréktárcsák, személy és teherautók forgattyús tengelyei. Hajócsavar tengelyek, kardántengely, mezőgazdasági gépek forgó alkatrészei. G6,3 Centrifuga dobok, ventilátorok, szivattyú járókerekek, lendkerekek, villamosgép armatúrák. G2,5 Gáz- és gőzturbinák, turbó generátorok, szerszámgépek, kis villanymotorok. Gl Magnetofon, CD lejátszók hajtása, köszörűgépek, különleges kis villanymotorok. G0,4 Precíziós szerszámgépek, finom köszörűk, pörgettyűk. Súlypont sebesség [mm/s] 40 16 6,3 2,5 1 0,4 4. Gépelemek 2. 36

Kéttömegű tengely lengésképei Több koncentrált tömeggel rendelkező tengely alapharmonikus kritikus fordulatszáma a Dunkerley-féle közelítéssel számítható: 4. Gépelemek 2. 37

5. Tervezze meg és szilárdságilag ellenőrizze a nyomatékátvivő elemeket! 6. A végleges adatok alapján készítse el a gördülőcsapágyazott forgórész törzsrajzát 1:1 méretarányban! A ventilátor kialakítása nem tartozik a feladathoz. Ügyeljen az illesztések, az alak- és helyzettűrések helyes megválasztására, a szerelési, működési és gyártástechnológiai szempontokra, az esztétikus kialakításra! 7. A törzsrajzhoz mellékeljen magyarázó ábrákkal ellátott, részletes műszaki dokumentációt, ami tartalmazza a szükséges számításokat, magyarázatokat, szabványos elemek kiválasztását, stb.! 8. Készítse el a tengely műhelyrajzát! Ügyeljen a méret, az alak- és helyzettűrések, valamint a felületi érdességek helyes megadására! 4. Gépelemek 2. 38

Jó munkát kívánok! 4. Gépelemek 2. 39