МАШИНСКИ ЕЛЕМЕНТИ II ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ Београд, 2013/2014. год.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
Циљ теме је упознати се са:
1
Принципом рада, наменом, конструкционим облицима и поделом
2
Врстама и својствима материјала, основним геометријским и кинематским величинама
3
Чврстоћом, као и фрикционим паровима са променљивим преносним односом
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
Једноставне су конструкције, израда им је лака и цена мала. Раде бешумно. При преоптерећењу долази до проклизавања точкова чиме се штите други елементи од преоптерећења (вратила, лежишта...) Због проклизавања додирних површина не обезбеђују потпуно тачан преносни однос. Степен искоришћења је 0,9 0,98
Димензије су им вишеструко веће од зупчастих преносника. Због наведених карактеристика фрикциони преносници примењују се за • преношење малих снага (до 10kW)
m s 1 i 5
• при обимним брзинама v 2 • за преносне односе
2
• и то кад се не поставља услов да преносни однос мора бити тачан
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
МАТЕРИЈАЛИ ЗА ФРИКЦИОНЕ ПАРОВЕ Треба да поседују потребну површинску чврстоћу, да буду еластични и да имају висок коефицијент трења (μ). Обично материјали не могу да испуне све потребне услове.
Каљен челик по каљеном челику • Дозвољава велике површинске притиске (тиме се омогућавају мање димензије преносника) • Може да ради и са подмазаним површинама (што утиче на дуг радни век) • Релативно мали коефицијент трења (поготову за подмазане површине). Због тога је потребна велика нормална сила (Fn) што изазива велико оптерећење вратила и лежаја. Сиви лив по сивом ливу (сиви лив по челику) • Већи коефицијент трења па нормална сила (Fn) може бити мања
• Мала чврстоћа сивог лива у односу на челик што повећава димензије фрикционих точкова Често се већи фрикциони точак облаже кожом, гумом, фибером или текстолитом како би се повећао коефицијент трења.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
У доњој таблици дате су вредности и дозвољене силе по јединици дужине спрегнутих материјала (Fn1) као и дозвољени редуковани површински притисак (Kd) који се користе при димензионисању точкова.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ОСНОВНЕ ГЕОМЕТРИЈСКЕ И КИНЕМАТСКЕ ВЕЛИЧИНЕ ПАРОВА СА СТАЛНИМ ОДНОСОМ Цилиндрични фрикциони пар Примењује се када су осе вратила паралелне. d1,d2 – кинематски пречници точкова b – ширина точкова ω1,ω2 – угаоне брзине
i
1 n1 - преносни однос 2 n2 d1 1 2 d v2 2 2 2 v1
- обимне брзине
0,97 0,99 – коефицијент проклизавања
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ОСНОВНЕ ГЕОМЕТРИЈСКЕ И КИНЕМАТСКЕ ВЕЛИЧИНЕ ПАРОВА СА СТАЛНИМ ОДНОСОМ Цилиндрични фрикциони пар Како да одредимо пречнике d1 и d2 ако нам је познато осно растојање вратила a и преносни однос i?
d1 d 2 d1 d 2 a 2 2 2 d 2 d1 i
2a d1 i 1
2a i d2 i 1
Да не би дошло до проклизавања потребно је да
2T1 Ft d1 T1
P
1
Fn
Ft
s
Fn - нормална сила T1 - обртни момент погонског вратила Ft - тангенцијална сила P - снага на погонском вратилу - коефицијент трења s - степен сигурности против проклизавања
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ОСНОВНЕ ГЕОМЕТРИЈСКЕ И КИНЕМАТСКЕ ВЕЛИЧИНЕ ПАРОВА СА СТАЛНИМ ОДНОСОМ Жлебљени фрикциони пар Точкови се жлебе под углом 30 Број жлебова z 1 5 Могуће је преношење већег обртног момента. Оптерећење вратила је:
Fn Fr 2 sin Fn sin15 2 2 Fr 0,26 Fn Недостаци: Сложенијег су облика. Постоји разлика обимних брзина по F Fn t s висини (h), што доводи до релативног клизања и неравномерног хабања жлебова. Због тога се дубина жлебова Ft Fn 0,26 s ограничава на (0,05 - 0,06)d1 чиме се ова појава ублажава. Због хабања додирних површина временом долази до Оптерећење вратила је само 26% у односу на цилиндрични фрикциони пар!!!
смањења осног растојања. Због тога се точкови израђују са слободном дубином f = 5 - 6mm. Усваја се ширина жлеба b = h. Точкови се израђују од сивог лива, а ређе од челика или челичног лива.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ОСНОВНЕ ГЕОМЕТРИЈСКЕ И КИНЕМАТСКЕ ВЕЛИЧИНЕ ПАРОВА СА СТАЛНИМ ОДНОСОМ Конусни фрикциони пар Примењује се када се осе вратила секу под углом 1 2 90 .
1 n1 d 2 tg 2 2 n2 d1 d1 2 Re sin 1 d 2 2 Re sin 2 i
Re – спољашње конусно растојање Дужина додира точкова је:
0,2 0,4
b d1
Обимна сила делује на средњем 2T1 пречнику:
Ft
d sr
Нормална сила
Fn
Ft
s разлаже се на аксијалну и радијалну компоненту:
Fa1 Fr 2 Fn sin 1 Када је i>1 тада је sinδ <sinδ па је F <F што значи да 1 2 a1 a2 Fa 2 Fr1 Fn sin 2 притисак треба вршити на мањи точак јер је на њему мања аксијална сила.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ЧВРСТОЋА ФРИКЦИОНИХ ПАРОВА Под чврстоћом фрикционих парова подразумевамо њихову способност да пренесу одговарајућа оптерећења, а да при томе не дође до пластичних тј. трајних деформација. То важи и за све остале елементе. Према овом захтеву врши се димензионисање мањег точка.
Ако димензионисање вршимо преко дозвољене силе по јединици дужине – Fn1 тада се пречник мањег точка одређује из формуле:
2T1 s d1 Fn1 Ако фрикциони пар димензионишемо помоћу дозвољеног редукованог притиска – Kd тада пречник мањег точка одређујемо из обрасца:
2T1 s i 1 d1 3 K d i Вредности Fn1 и Kd дате су у табеларно у раније приказаној табели.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ СА ПРОМЕНЉИВИМ ПРЕНОСНИМ ОДНОСОМ Два цилиндрична точка
У тачки додира важи:
v1 v2 r 1 x 2 r 1 2 x ЗАКЉУЧАК: Смањењем растојања x повећавамо излазну угаону брзину ω2.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ СА ПРОМЕНЉИВИМ ПРЕНОСНИМ ОДНОСОМ Конусни и цилиндрични точак У тачки додира важи:
v1 v2 r1 1 r2 2
r1 1 2 r2 ЗАКЉУЧАК: Повећањем растојања x1 расте полупречник конуса r1 и тако повећавамо излазну угаону брзину ω2.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ СА ПРОМЕНЉИВИМ ПРЕНОСНИМ ОДНОСОМ Два зарубљена конуса и покретљиви диск У тачки додира важи:
v1 v2 x1 1 x2 2 x1 1 2 x2
Овде регулишемо полупречнике оба конуса x1 и x2. ЗАКЉУЧАК: У крајњем левом положају имамо највећу редукцију, а у крајњем десном највећу мултипликацију. У тренутку када је x1=x2 преносни однос је i=1 па је ω1= ω2.
ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОШЕЊЕ СНАГЕ ФРИКЦИОНИ ПАРОВИ
Резиме фрикциони преносници су jедноставне конструкције, израда им је лака и цена мала. димензије фрикционих преносника су им вишеструко веће од зупчастих преносника. често се већи фрикциони точак облаже кожом, гумом, фибером или текстолитом како би се повећао коефицијент трења. фрикциони преносници се деле на цилиндричне, жлебљене и конусне.
под чврстоћом фрикционих парова подразумевамо њихову способност да пренесу одговарајућа оптерећења, а да при томе не дође до пластичних тј. трајних деформација.