03 tengelyek

Report
III. TENGELYEK
A TENGELYEK KIALAKÍTÁSA
ÉS ÜZEMVISZONYAI
(J.6.1.)
A tengelyek általános jellemzése
A tengelyek célja
Forgó alkatrészek helyzetének rögzítése
Forgatónyomaték továbbítása
A tengelyek fajtái
Álló tengely
Forgó tengely
Forgató (nyomatékátadó) tengely
Görbített tengely
Állandó és lépcsős tengely
Csőtengely
Bordástengely
Flexibilis tengely
A tengelyek szokásos részei és
megnevezésük
Nyers rúd ledarabolása
Központfuratok elkészítése
Tengelycsap és tengelyváll kialakítása
Tengelycsap és tengelyváll kialakítása
Tengelycsap és tengelyváll kialakítása
Tengelyvég kialakítása
Tengelyvég kialakítása
Tengelynyak (nyakcsap) kialakítása
Tengelynyak (nyakcsap) kialakítása
A tengely egyéb hordozófelületeinek
kialakítása
Beszúrások kialakítása
Nyomatékátvivő elemek előkészítése
Nyomatékátvivő elemek előkészítése
A kész, beszerelt tengely
Összefoglalás
Tengelyek konstrukciós
szempontjai
Tengelyvégek kialakítása
Hengeres
Kúpos
Szabványos méreteik:
S.6.3. tábl. (112. o.)
R/M TB 11-1
Szabványos méreteik:
S.6.4. tábl. (113. o.)
R/M Tb 11-2
Tengelyvégek kialakítása
Ajánlott kialakítás feszültségcsúcs elkerülésére
Szabad tengelyvállak kialakítása
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Támasztó tengelyvállak kialakítása
[S.6.9-11. (114. o.), R/M TB 11-1., (104. o.), TB 11-4 (108.o.)]
Központfuratok
[S.6.5-8. (114.o.)]
Védősűllyesztés
nélküli
Védősűllyesztéses
Íves felületű
Éltompítások
[S.6.12. (115.o.)]
Beszúrások kialakítása
Beszúrások kialakítása
Beszúrások kialakítása
Beszúrások kialakítása
Beszúrások kialakítása
A beszúrás kedvezőtlenül befolyásolja az erővonalakat
(feszültséggyűjtő helyet alakít ki)
Kedvezőbb kialakítású beszúrások
Beszúrások kialakítása
A kiegészítő beszúrások egyenletesebbé teszik
a feszültségeloszlást
Beszúrások kialakítása
Beszúrást lehetőleg csak a tengely terheletlen részére
(végére) kell tenni
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Beszúrások kiváltása távtartó gyűrűkkel
Tengelyek ajánlott anyagválasztéka
Szokásos igénybevételekhez (R/F TB 1-1.a)
Alárendeltebb helyeken:
Szokásos tengelyacél:
Nagyobb palástnyomásra:
S235 (A38), S275 (A44)
E295 (A50)
E335 (A60)
Nagyobb igénybevételekhez (R/F TB 1-1.c)
Járművekhez, motorokhoz:
25 CrMo 4 (CMo 1)
28 Mn 6 (Mn 1)
Kopásnak kitett tengelyekhez (R/F TB 1-1.d)
Nemesíthető acélok: C15, 17 CrNiMo 6 (NCMo 6)
TENGELYEK MÉRETEZÉSE
(R/M TB 11-3 (105.o.), R/M TB 11-6 [106-107. o.]
A méretezés folyamatának lépései
1. A tevezett konstrukció felvázolása
2. Terhelési ábra megrajzolása
3. Igénybevételi ábrák szerkesztése
4. Kritikus (veszélyes) keresztmetszetek kijelölése
a. maximális igénybevételű helyek
b. igénybevételi ugrások helye
c. egyéb fontos helyek (ahol ismerni kell az átmérőt)
5. Átmérők meghatározása a kritikus helyeken
6. Tengelykonstrukció kialakítása méretekkel
7. Veszélyes keresztmetszetek ellenőrzése
8. Alakváltozások ellenőrzése
9. Ellenőrzés kritikus fordulatszámra
10. Műhelyrajz készítése
A tengelyek főbb igénybevételei
és feszültségei
Szerkezeti ábra
Terhelési ábra
Nyíróerő ábra
Hajlító nyomatéki ábra
Csavaró nyomatéki ábra
Az igénybevételi ábrák
összefoglalása
Előkészített nyomatéki ábrák
(R/M TB 11-6 (106. o.)
Hajlítófeszültség
Hajlítófeszültség
Hajlítófeszültség
Hajlítófeszültség
 hj 
M hj
K
d 
K
32
3
 hj 
32 M hj
d 
3
Hajlítófeszültség csőtengely esetén
 hj 
M hj
K
4 d 
K  1 k
32


3
k
db
k
dk
 hj 
32 M hj
(1  k )  d 
4
3
k
Csavarófeszültség
Csavarófeszültség
Csavarófeszültség
Csavarófeszültség
M cs
 cs 
Kp
d 3
Kp 
16
16 M cs
 cs  3
d 
Csavarófeszültség csőtengelyek esetén
M cs
 cs 
Kp
3
d
4
k
K p  1 k
16


db
k
dk
16 M cs
 cs 
4
3
(1  k )  d k 
Bonyolultabb kersztmetszetek K és
Kp tényezői
R/M TB-11-3 (105. o.)
A csavarónyomaték meghatározása
Motorteljesítmény
P  2  N  Mcs
P
M cs 
2  N
Összetett igénybevétel
   2  3 2
 red
M hj

 hj  K

  M cs
 cs K p

 K p  2 K
 red
M red

K
→
 red
1

K
M hj
2
3
2
 M cs
4
↓
M red  M hj
2
3
2
 M cs
4
A megengedett feszültség
meghatározása
Anyagjellemzők
Szabványos folyáshatár (ReH)
S.1.2., S.1.5., S.1.6., S.1.8. (8-16.o.) R/F TB 1-1 (1-4. o)
Folyáshatár hajlító igénybevétel esetén (F,hj)
 F,hj  (1  1,2)  ReH
(R/M 3-14. ábra)
Folyáshatár csavaró igénybevétel esetén (F,cs)
ReH
 F,cs  (1  1,2) 
3
Smith diagram
S.2.1-7. ábra, R/M TB 3-1
(R/M TB 3-2 a)
Statikus és dinamikus anyagjellemzők
Feszültségmódosító tényezők
Alaktényező (ak)
S.2.10-17. (27-28.o.), R/M TB 3-6 (42-44.o.)
Mérettényező (b1)
S.2.1. (31.o.), R/M TB 3-11 (48.o.)
Felületi érdességi tényező (b2)
S.2.2. (31.o.), R/M TB 3-11 (48.o.)
Érzékenységi tényező (hk)
S.2.3. (31.o.)
Gátlástényező (bk)
bk=1+hk(ak-1) (vagy J.2.37., 2.38., S.2.18. ábra)
Dinamikus igénybevételi tényező ( d)
J. 2.3. (20.o.), R/M T 3-5 (42.o.)
Biztonsági tényezők I.
J.2.2. (18.o.), R/M TB 3-14 (51.o.)
n=n1n2n3n4n5
Biztonsági tényezők II.
A megengedett feszültségek
Álló tengelyek esetén
 meg
b1  b2

 F ,hj
b k  d  n
 meg
b1  b2

 F ,cs
b k  d  n
Forgó tengelyek esetén
 meg
b1  b2

 v ,hj
b k  d  n
 meg
b1  b2

 v ,cs
b k  d  n
Tengelyméretezés
(J.6.2., J.6.3., J.6.4.)
A tengelyátmérő meghatározása
Tiszta hajlítás esetén
 hj 
32 M hj
d3
d 
3
 hj   meg
32 M hj
   meg
Tiszta csavarás esetén
16 M cs
 cs  3
d 
 cs   meg
16 M cs
d3
   meg
A tengelyátmérő meghatározása
Összetett igénybevétel esetén
 red
1

K
M hj
2
3
2
 M cs
4
32
d3
   meg
 red
M red

K
d 
K
32
3
3
2
M  (a  M cs )
4
2
hj
a: ismétlődő igénybevétel jellegétől függő tényező
a =0,7 ismétlődő hajlítás, statikus csavarás
a =1 ismétlődő hajlítás és csavarás (szinkronban)
a =1,5 statikus hajlítás, ismétlődő csavarás
Átmérőmeghatározási helyek
Átmérőmeghatározási helyek
Tengely egyenszilárdságú alakja
Tengely egyenszilárdságú alakja
Tengely egyenszilárdságú alakja
Tengely egyenszilárdságú alakja
Tengely egyenszilárdságú alakja
Tengelyek szabványos átmérői
d=
3-10 mm  Dd= 1 mm
d= 10-30 mm  Dd= 5 mm (2,5 mm)
d= 30-110 mm  Dd= 5 mm
d= 110-200 mm  Dd= 10 mm
d= 200-500 mm  Dd= 20 mm
Ellenőrzés megengedhető
alakváltozásra
Megengedhető elcsavarodás
Megengedhető elcsavarodás
Megengedhető elcsavarodás
Megengedhető elcsavarodás
Megengedhető elcsavarodás
Megengedhető elcsavarodás
Megengedhető elcsavarodás
Állandó átmérőjű tengely esetén
180 M cs l

 G d4
G=81 000 MPa
Lépcsős tengely esetén
180 M cs m l i


 G i 1 d i4
Megengedhető elcsavarodás
   meg
 meg
fok
 0,25  0,5
m
Megengedhető kihajlás
(R/M TB 11-6 (106. o.)
Megengedhető kihajlás
(R/M TB 11-6 (106. o.)
Megengedhető kihajlás
(R/M TB 11-6 (106. o.)
Megengedhető kihajlás
(R/M TB 11-6 (106. o.)
f  f meg
f meg
l

3000
Megengedhető tengelyvég-elfordulás
[TB 11-5 (106. o.)]
a  a meg
a meg  0,017  0,05 fok
Előkészített kihajlások és tengelyvéglehajlások
(R/M TB 11-6 (106. o.)
Ellenőrzés kritikus
fordulatszámra
(J.6.6.)
A kritikus fordulatszám
fogalmához vezető út
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rugalmas tengely szabadrezgése
A rezgés matematikai megadása
2
f  f max sin t
TS
m
TS  2
k
TS: a tengely sajátrezgésének
periódusideje
m: a rezgő rúd tömege
k: az egységnyi kihajláshoz
szükséges erő
m
TS  2
k
G
k
f Súly
G  m g
 T  2
S
f Súly
g
wS 
g
f Súly
fSúly: a tengely lehajlása önsúlya alatt
wS: a tengely sajátrezgésének
körfrekvenciája
A rugalmas tengely gerjesztett rezgése
A gerjesztett rezgés amplitúdója
Amplitudó rezonancia esetén: fmax= 
Rezonancia feltétele: wg=ws vagy Tg=Ts
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
Gerjesztés a tengely forgása miatt
A kritikus fordulatszám
A gerjesztő erő
A rezonancia feltétele
2
F  Fmax sin t
Tg
Tg  TS
A gerjesztés periódusideje
A kritikus fordulatszám
2
Tg 
n
A sajázrezgés periódusideje
m
TS  2
k
nkrit
1

2
k
m
Ellenőrzés kritikus fordulatszámra
1. Meghatározzuk a tengely lehajlását önsúlya hatására
(Castiglianó vagy Betti tételével)
2. Kiszámítjuk a tengely rúgóállandóját
G
k
f Súly
3. Meghatározzuk a kritikus fordulatszámot
nkrit
1

2
k
m
4. A tengely megfelel, ha
n  0,9  0,95  nkrit
n  1,1  1,15  nkrit
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET

similar documents