FOGASSZÍJHAJTÁS KISFELADAT

Dr. Lovas László FOGASSZÍJHAJTÁS KISFELADAT Segédlet a Jármű- és hajtáselemek II. tantárgyhoz Kézirat 2012

Szám Hajtó gép Hajtott gép Dr. Lovas: Fogasszíjhajtás kisfeladat 1. Adatválaszték FOGASSZÍJHAJTÁS KISFELADAT P0 [kw] n1 [1/min] n2 [1/min] d1max Üzemidő [h/nap] [mm] 1 Benzinmotor, 1 heng. Generátor 2,5 8 3400 1440 60 2 Benzinmotor, 1 heng. Centrifugál szivattyú 2,5 8 3400 1000 60 3 Benzinmotor, 1 heng. Axiál ventilátor 2,5 8 3400 1100 60 4 Benzinmotor, 1 hengeres Dugattyús kompresszor 2,5 8 3400 1500 60 5 Dízel motor, 2 hengeres Generátor 15 12 2000 1440 100 6 Dízel motor, 2 hengeres Centrifugál szivattyú 15 12 2000 1100 100 7 Dízel motor, 2 hengeres Axiál ventilátor 15 12 2000 1100 100 8 Dízel motor, 2 hengeres Dugattyús kompresszor 15 12 2000 1500 100 9 Dízel motor, 2 hengeres Csavar-kompresszor 15 12 2000 2500 100 10 Dízel motor, 4 hengeres Csavar-kompresszor 15 12 1200 2200 100 11 Dízel motor, 4 hengeres Generátor 20 12 1200 1440 100 12 Dízel motor, 4 hengeres Centrifugál szivattyú 20 12 1200 1800 100 13 Dízel motor, 4 hengeres Axiál ventilátor 15 12 1200 2000 100 14 Dízel motor, 4 hengeres Dugattyús kompresszor 20 12 1200 1500 100 15 Villanymotor, normál indító Centrifugál szivattyú 5 6 1400 600 60 nyomaték 16 Villanymotor, normál indító Axiál ventilátor 5 6 1400 800 60 nyomaték 17 Villanymotor, normál indító Dugattyús kompresszor 5 6 1400 1200 60 nyomaték 18 Villanymotor, normál indító Csavar-kompresszor 5 6 1400 2500 60 nyomaték 19 Villanymotor, kis indító nyomaték Légelszívó 30 24 2800 3000 100 20 Villanymotor, kis indító nyomaték Centrifugál szivattyú 30 24 2800 1500 100 21 Villanymotor, kis indító nyomaték Axiál ventilátor 30 24 2800 1600 100 22 Villanymotor, kis indító nyomaték Dugattyús kompresszor 30 24 2800 2000 100 23 Villanymotor, kis indító nyomaték Csavar-kompresszor 30 24 2800 2500 100 24 Benzinmotor, 1 heng. Generátor 2 8 3400 1440 60 25 Benzinmotor, 1 heng. Centrifugál szivattyú 2 8 3400 1000 60 26 Benzinmotor, 1 heng. Axiál ventilátor 2 8 3400 1100 60 27 Benzinmotor, 1 hengeres Dugattyús kompresszor 2 8 3400 1500 60 28 Dízel motor, 2 hengeres Generátor 12 12 2000 1440 100 29 Dízel motor, 2 hengeres Centrifugál szivattyú 12 12 2000 1100 100 30 Dízel motor, 2 hengeres Axiál ventilátor 12 12 2000 1100 100 31 Dízel motor, 2 hengeres Dugattyús kompresszor 12 12 2000 1500 100 32 Dízel motor, 2 hengeres Csavar-kompresszor 12 12 2000 2500 100 33 Dízel motor, 4 hengeres Csavar-kompresszor 12 12 1200 2200 100 34 Dízel motor, 4 hengeres Generátor 16 12 1200 1440 100 35 Dízel motor, 4 hengeres Centrifugál szivattyú 16 12 1200 1800 100 36 Dízel motor, 4 hengeres Axiál ventilátor 12 12 1200 2000 100 37 Dízel motor, 4 hengeres Dugattyús kompresszor 16 12 1200 1500 100 38 Villanymotor, normál indító Centrifugál szivattyú 4 6 1400 600 60 nyomaték 39 Villanymotor, normál indító Axiál ventilátor 4 6 1400 800 60 nyomaték 40 Villanymotor, normál indító nyomaték Dugattyús kompresszor 4 6 1400 1200 60 1/21

2. A fogasszíjhajtás kisfeladat eredményei Név:.. Neptun kód:. Eredmények táblázata A feladat sorszáma Nyomatékátviteli tényező Üzemidő tényező Terhelési tényező Átviendő teljesítmény [kw] A hajtás áttétele Hajtó szíjtárcsa fogszáma Hajtott szíjtárcsa fogszáma Az áttétel hibája [%] A választott szíjprofil A szíj osztása [mm] Egy fogcentiméteren átvihető teljesítmény [W/cm] A szíj hossza [mm] Szíjsebesség [m/s] Számított tengelytáv [mm] Átfogási szög a kis szíjtárcsán [ ] Szíjszélesség [mm] Szíjfeszítő erő [N] Statikus szíjerő [N] 2/21

3. Táblázatok a számításhoz 1. Táblázat AT5 szíjprofil tárcsa fogszámai 2. Táblázat AT10 szíjprofil tárcsa fogszámai 3/21

3. Táblázat AT5 szíjhosszok 4. Táblázat AT10 szíjhosszok 4/21

5. Táblázat AT5 szíjteljesítmény 5/21

7. Táblázat AT5 szíjteljesítény 7/21

FOGASSZÍJHAJTÁS MINTAFELADAT Az alábbiakban ismertetjük a BME Járműelemek és Hajtások Tanszék Jármű-és Hajtáselemek II. tantárgy Fogasszíjhajtás kisfeladatának megoldási menetét. 1. Kiindulási adatok A kiindulási adatokat az 1. Táblázat tartalmazza: Hajtó gép Négyhengeres belsőégésű motor Hajtott gép Dugattyús kompresszor Teljesítmény P 0 [kw] 20 Üzemidő [h/nap] 12 Hajtó fordulatszám n 1 [1/min] 3000 Hajtott fordulatszám n 2 [1/min] 1500 Hajtó szíjtárcsa osztókör legnagyobb átmérője d 1max [mm] 100 2. Az áttétel számítása 1. Táblázat Kiindulási adatok A kiindulási adatok alapján a hajtás áttétele az alábbi képlettel számítható: n i n 1 1500 3000 2 Az áttétel egynél kisebb, tehát a hajtás lassító. Mivel a teljesítmény mindkét tengelyen azonos, a hajtott tengelyre jutó nyomaték nagyobb lesz, mint a hajtó tengelyen levő nyomaték. Az áttételhez hasonló módon definiálható a nyomatékmódosítás: 1 2 k M M 2 1 i 2 1 1 n n 2 3. A hajtás teljesítményének kiszámítása A kiindulási adatok alapján a 2. Táblázatból kiválasztható a hajtó gép típusa. 13/21

Hajtó gép Hajtó gép jellege típusa A Villanymotor alacsony indítónyomatékkal (legfeljebb 1,5 * névleges nyomaték), víz- és gőzturbinák, legalább 8 hengeres belsőégésű motor B Villanymotor átlagos indítónyomatékkal (1,5-2,5 * névleges nyomaték), 4-6 hengeres belsőégésű motor C Villanymotor magas indító és fékező nyomatékkal (2,5 * névleges nyomaték felett), legfeljebb 4 hengeres belsőégésű motor 2. Táblázat Hajtó gépek típusai A hajtó gép típusa tehát B. A 2. Táblázatból megállapítható a hajtott gép terhelési tényezője. Hajtó gép típusa Hajtott gép A B C Irodai gépek Írógépek 1,0 1,1 1,2 Számítógépek, nyomtatók 1,1 1,2 1,3 Távnyomtatók, fénymásolók 1,1 1,2 1,3 Filmvetítők, fényképező gépek 1,0 1,1 1,2 Háztartási gépek Centrifugák 1,0 1,1 1,2 Konyhai gépek, szeletelő gépek 1,1 1,2 1,3 Varrógépek Háztartási varrógépek 1,1 1,2 1,3 Ipari varrógépek 1,2 1,3 1,4 Mosodai gépek Szárítógépek 1,2 1,4 1,6 Mosógépek 1,4 1,6 1,8 Sütőipari gépek, tésztakeverő gépek 1,2 1,4 1,6 Szállítószalagok Kis terhelésű szíjas szállítószalagok 1,1 1,2 1,3 Érc-, szén- és homokszállító szalagok 1,2 1,4 1,6 Nagy terhelésű szállítószalagok 1,4 1,6 1,8 Emelőgépek, csavarorsós szállítógépek 1,4 1,6 1,8 Kanalas emelőgépek 1,4 1,6 1,8 Keverőgépek Folyadékkeverők 1,2 1,4 1,6 Félig folyós anyagot keverők 1,3 1,5 1,7 Szerszámgépek Esztergák 1,2 1,4 1,6 Fúrók, köszörűk 1,3 1,5 1,7 Marók, síkköszörűk 1,3 1,5 1,7 Faipari gépek Esztergák és szalagfűrészek 1,2 1,3 1,5 Marók, tárcsafűrészek 1,2 1,4 1,6 Fűrészmalmi gépek 1,4 1,6 1,8 Téglaipari gépek 14/21

Keverők 1,4 1,6 1,8 Agyagmalmok 1,6 1,8 2,0 Textilipari gépek Orsózó és nyüstölő gépek 1,2 1,4 1,6 Fonó és sodrógépek 1,3 1,5 1,7 Papíripari gépek Rázók, kalanderek, szárítók 1,2 1,4 1,6 Szivattyúk, ütőgépek, zúzógépek 1,4 1,6 1,8 Nyomdaipari gépek Linotype gépek, vágók, összeállító gépek 1,2 1,4 1,6 Rotációs prések 1,3 1,5 1,7 Rosták Dobrosták 1,2 1,4 1,6 Rezgő rosták 1,3 1,5 1,7 Fúvók, ventilátorok Szellőzők, radiális fúvók 1,4 1,6 1,8 Bányaventilátorok, axiális fúvók 1,6 1,8 2,0 Kompresszorok Csavarkompresszorok 1,4 1,5 1,6 Dugattyús kompresszorok 1,6 1,8 2,0 Szivattyúk Centrifugál és fogaskerék szivattyúk 1,2 1,4 1,6 Alternáló mozgású szivattyúk 1,7 1,9 2,1 Generátorok és gerjesztőgépek 1,4 1,6 1,8 Felvonók és daruk 1,4 1,6 1,8 Centrifugák 1,5 1,7 1,9 Gumiipari gépek 1,5 1,7 1,9 Malmok Kalapácsos malmok 1,5 1,7 1,9 Golyós, görgős és sóderes malmok 1,7 1,9 2,1 3. Táblázat Terhelési tényezők A 3. Táblázat alapján a hajtás terhelési tényezője: c 3 = 1,8. A következő táblázatból megállapítható a hajtás üzemidő tényezője. Üzemidő Üzemidő tényező c 2 8 10 h - 10 16 h +0,1 16 24 h +0,2 Szakaszos üzem - 0,1 Időszakos működés - 0,1 4. Táblázat Üzemidő tényezők A 4. Táblázat alapján a hajtás üzemidő tényezője: c 2 = 0,1. Az 5. Táblázatból megállapítható a hajtás nyomatékmódosítási tényezője. 15/21

Nyomatékmódosítás Nyomatékmódosítási tényező c 1 1,00 1,24-1,25 1,74 0,1 1,75 2,49 0,2 2,50 3,49 0,3 3,50 felett 0,4 5. Táblázat Nyomatékmódosítási tényezők Az 5. Táblázat alapján a nyomatékmódosítási tényező: c 1 = 0,2. A fentiek alapján a hajtás összegzett üzemtényezője: c 0 = c 1 + c 2 + c 3 = 0,2 + 0,1 + 1,8 = 2,1 A teljesítmény, amire a hajtást méretezni kell: P = c 0 P 0 = 2,1 20000 = 42000 W 4. A szíjprofil kiválasztása A számított teljesítmény átviteléhez a 6. Táblázatból válasszunk szíjprofilt: Szíjprofil Osztás t [mm] Legnagyobb átvihető teljesítmény P max [kw] Legnagyobb szíjsebesség v max [m/s] AT5 5 8 75 18,25 AT10 10 70 60 45,9 6. Táblázat Szíjprofilok adatai Mivel P > 8 kw, az AT 10 szíjprofilt választottuk. A hajtó szíjtárcsa fogszámát az alábbi képlet adja meg: Legkisebb tárcsa osztókör átmérő d min [mm] z l dl 100 31,41 31 t 10 A hajtott szíjtárcsa fogszáma: z 2 = k z 1 = 2 31 = 62 Ellenőrzésképpen számítsuk ki a fogszámból adódó valós áttétel eltérését a névlegestől: z1 31 1 i v z 2 62 2 1 1 i v i i 100 2 2 100 0% i 1 2 16/21

A számítás alapján a valós és a névleges áttétel eltérése kisebb, mint 4%, azaz a fogszámok megfelelőek. Ha az eltérés nagyobb, a fogszámokon változtatni kell. A 7. Táblázatból leellenőrizhető, milyen fogszámú tárcsákat lehet beszerezni az adott szíjprofilhoz. A szíjtárcsák fogszámának ismeretében kiszámítható a tárcsák gördülőkörének átmérője: zl t 3110 dwl 98, 67mm z2 t 6210 d w 2 197, 35mm Mivel a kisebb tárcsa átmérője nagyobb, mint a megkívánt minimális átmérő, a tárcsák megfelelőek. 7. Táblázat AT10 szíjtárcsa fogszámok 17/21

5. A szíjsebesség ellenőrzése A szíjsebesség: t z1 n1 10313000 m v 15, 5 3 3 6010 6010 s A sebesség kisebb, mint a megengedett legnagyobb szíjsebesség, tehát a hajtás megfelelő. 6. A szíjhossz kiszámítása A hajtás tengelytávja a gépek elrendezéséből, geometriai méreteiből adódik. Előzetes számítás esetén közelítő értéknek elfogadjuk a tárcsák átmérői összegének háromnegyedét: a 0 = (d 1 + d 1 k) 0,75 = (100 + 100 2) 0,75 = 225 mm A szíjtárcsák közös érintője és a tárcsák tengelyeit összekötő egyenes által bezárt α szög: t z2 z1 10 62 31 arcsin arcsin 12, 66 2a 2225 0 A szíjhossz: t t z1 z2 L0 2a0 cos z1 z2 2 180 10 12,6610 31 62 L0 2225cos12,66 31 62 439 465 21,8 925, 8 2 180 mm A 8. Táblázatból kikereshető az ezt felülről közelítő szíj mérete: 18/21

A táblázat alapján L = 960 mm. Ebből visszaszámolva a valós tengelytáv: a 8. Táblázat AT10 szíj szabványos hosszúságai 1 1 L t 2 cos 2 180 z z t z z 1 2 1 2 1 1 a 960 10 2cos12,66 2 0,512 960 465 21,8 242,28mm A kis szíjtárcsán a szíj átfogási szöge fokban: 12,66 31 62 10 31 62 180 90 290 12,66 154, 2 68 7. A szíj szélességének kiszámítása A kapcsolódó fogak száma a kis szíjtárcsán: z m 154.68 z 31 13,31 13 1 360 360 19/21

Az 1 cm széles szíjprofillal átvihető teljesítményt a 9. Táblázat adja meg a hajtó tárcsa fogszáma és fordulatszáma függvényében. 9. Táblázat Szíjteljesítmény kiválasztása A táblázat alapján az egy fogcentiméteren átvihető teljesítmény P cm = 471,4 W/cm. 20/21

Az átviendő teljesítményhez szükséges szíjszélesség: P10 b P z cm m 4200010 68,53mm 471,4 13 8. A feszítőerő és a statikus szíjerő kiszámítása A teljesítmény átviteléhez szükséges szíjfeszítő erő: A szíjágakban ébredő statikus szíjerő: 154,68 60 P sin 6042000sin F 2 2 f 2643N t n z 0,01300031 F 1 1 F 2sin 2 2643 154,68 2sin 2 f stat 1354 N 9. A számított eredmények táblázatos formában A feladat sorszáma π Nyomatékátviteli tényező 0,2 Üzemidő tényező 0,1 Terhelési tényező 1,8 Átviendő teljesítmény [kw] 42 A hajtás áttétele 0,5 Hajtó szíjtárcsa fogszáma 31 Hajtott szíjtárcsa fogszáma 62 Az áttétel hibája [%] 0 A választott szíjprofil AT10 A szíj osztása [mm] 10 Egy fogcentiméteren átvihető teljesítmény [W/cm] 471,4 A szíj hossza [mm] 960 Szíjsebesség [m/s] 15,5 Számított tengelytáv [mm] 242,5 Átfogási szög a kis szíjtárcsán [ ] 154,68 Szíjszélesség [mm] 68,53 Szíjfeszítő erő [N] 2643 Statikus szíjerő [N] 1354 10. Táblázat Számított eredmények Ezzel a fogasszíjszámítás kisfeladatot megoldottuk. 21/21