Sveučilište u Zagrebu Fakultet strojarstva i brodogradnje Zavod za konstruiranje - Katedra za elemente strojeva i konstrukcija ak. g. 2013. Tarni (frikcijski) prijenos ELEMENTI KONSTRUKCIJA II nositelji kolegija: prof. dr. sc. Milan Opalić izvođač: doc. dr. sc. Krešimir Vučković (podloge uz predavanja - za internu upotrebu)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Sveučilište u Zagrebu
Fakultet strojarstva i brodogradnje
Zavod za konstruiranje - Katedra za elemente strojeva i konstrukcija
ak. g. 2013.
Tarni (frikcijski) prijenos
ELEMENTI KONSTRUKCIJA II nositelji kolegija: prof. dr. sc. Milan Opalić
izvođač: doc. dr. sc. Krešimir Vučković
(podloge uz predavanja - za internu upotrebu)
2
UVOD
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Uvod
Tarnim prijenosnicima prenosi se
snaga i gibanja pomoću trenja na vratila čije
osi su međusobno paralelne, koje se
međusobno sijeku ili su mimosmjerne.
[W1]
[8]
3
KARAKTERISTIKE TARNOG PRIJENOSA
PREDNOSTI
Jednostavnost.
Tihi rad.
Lagano uključivanje i isključivanje.
Mali osni razmak.
Prijenos je elastičan s elastičnom oblogom.
Postoje izvedbe s mogućnošću jednostavne promjene prijenosnog omjera.
Mogu se postići veliki prijenosni omjeri ( do i = 20).
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Uvod
4
KARAKTERISTIKE TARNOG PRIJENOSA - nastavak
NEDOSTATCI
Potreba je poseban uređaj za ostvarivanje pritiska između tarenica.
Sile na vratila, i ležajeve su velike.
Prijenosni omjer nije konstantan uslijed klizanja i puzanja
Stupanj djelovanja je mali (η = 0,86 do 0,92)
OPĆENITO
Tarni prijenos se obično koristi za prijenos manjih snaga (do 40 kW)
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Uvod
5
PODJELA TARNIH PRIJENOSNIKA PO OBLIKU
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Uvod
VALJKASTI (CILINDRIČNI)
tarni prijenosnik [8]
STOŽASTI (KONIČNI)
tarni prijenosnik [8]
SFERNI
tarni prijenosnik [8]
6
TARNI PRIJENOS S KLINASTIM ŽLIJEBOVIMA (ILI OŽLIJEBLJENIM TARENICAMA)
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Uvod
[14]
7
PUZANJE KOD TARNOG PRIJENOSA
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa
Razlikujemo tri vrste puzanja kod tarnog prijenosa
[W1]
1. ROTACIJSKO ILI DIFERENCIJALNO PUZANJE – nastaje kad se linija
dodira i linija valjanja ne podudaraju.
2. TANGENCIJALNO ILI ELASTIČNO PUZANJE – nastaje uslijed
djelovanja obodne sile Fo te elastične deformacije površinskih
slojeva tarenica.
3. PRISILNO PUZANJE – nastaje ukoliko je obodna sila veća od sile
trenja među tarenicama.
8
ROTACIJSKO (DIFERENCIJALNO) PUZANJE
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa
Stožaste tarenice s dodirom u liniji prema [8]
a) dimenzije potrebne za proračun
9 EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa
Stožaste tarenice s dodirom u liniji prema [8]
b) dodirna ploha b x B,
c) mjere na dodirnoj površini
ROTQCIJSKO (DIFERENCIJALNO) PUZANJE
10
ROTACIJSKO (DIFERENCIJALNO) PUZANJE - nastavak
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa
Kod tarnih prijenosnika se dio snage zbog trenja gubi na toplinu i na trošenje.
SNAGA TRENJA se izračunava prema izrazu
trtr 1
B qP P
R
gdje je
P1 - snaga dovedena na pogonsku tarenicu
B - širina tarenice
qtr - integracijski faktor trenja koji se određuje iz dijagrama, a funkcija je
R - ekvivalentni polumjer zaobljenja na sredini dodirne
plohe tj. u točki D (vidi sliku na slajdu prije), a određuje se iz izraza
1 2
1 2
R RR
R R
K,tr
bq f S
B
b – širina otiska (b = 2·a)
SK – faktor protiv proklizavanja
R1 – udaljenost od točke S1 do D
R2 – udaljenost od točke S2 do D
11
ROTACIJSKO (DIFERENCIJALNO) PUZANJE - nastavak
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa
STUPANJ DJELOVANJA koji opisuje gubitak snage uslijed rotacijskog puzanja
izračunava se prema izrazu
1 trtr
1
1P P B
qP R
gdje je
P1 - snaga dovedena na pogonsku tarenicu
Ptr - snaga trenja (vidi slajd prije)
B - širina tarenice
qtr - integracijski faktor trenja koji se određuje iz dijagrama, a funkcija je
R - ekvivalentni polumjer zaobljenja na sredini dodirne
plohe tj. u točki D (vidi sliku na slajdu prije), a određuje se iz izraza
1 2
1 2
R RR
R R
K,tr
bq f S
B
b – širina otiska (b = 2·a)
SK – faktor protiv proklizavanja
R1 – udaljenost od točke S1 do D
R2 – udaljenost od točke S2 do D
12
INTEGRACIJSKI FAKTOR TRENJA, qtr
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa
Određivanje integracijskog faktora trenja, qtr prema [14]
Sk - faktor protiv proklizavanja
b - širina otiska (b = 2·a)
B - širina tarenice
13
TANGENCIJALNO (ELASTIČNO) PUZANJE
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa
Na pogonskoj tarenici
najprije dolazi do tlačnih, a na
gonjenoj do vlačnih naprezanja.
Naprezanja površinskih
slojeva se ne mijenjaju od točke 1
dodira, nego od točke 2 kada sila
trenja preostale površine nalijeganja
određene kutom αKL postane manja
od obodne sile Fo.
Elastično puzanje prema [8]
a) tok elastičnih deformacija površinskih slojeva materijala pogonske i gonjene tarenice,
b) tok naprezanja površ. slojeva mater. tarenica, c) tok brzina pogonske i gonjene tarenice
14
TANGENCIJALNO (ELASTIČNO) PUZANJE - nastavak
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa
PRIJENOSNI OMJER kod tarnih prijenosnika se zbog tangencijalnog puzanja
računa prema izrazu
1 2
2 p 1
1n di
n f d
gdje je
n1 - brzina vrtnje pogonske tarenice
n2 - brzina vrtnje gonjene tarenice
d1 - promjer pogonske tarenice
d2 - promjer gonjene tarenice
fp - faktor puzanja (fp ≤ 0,97)
NAPOMENA:
Za razliku od stvarnog proračuna, u zadacima se faktor puzanja, fp ne uzima u obzir!!!
15
PRORAČUN GRANICE OPTERETIVOSTI
EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Proračun granice opteretivosti
Granice opteretivosti tarnih prijenosnika određene su sa sljedeće 4 granice
[W1]
1. GRANICA KLIZANJA
za tarni prijenos s glatkim tarenicama
No N o
K
FF F F
S
za tarni prijenos s klinastim žlijebovima (ili ožlijebljenim tarenicama)
ro
K
1
cos sin
FF
S
16 EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Proračun granice opteretivosti
[W1]
2. GRANICA KONTAKTNIH NAPREZANJA
NH max Hdop0,175
F Ep p
B
pritisak valjanja, k
H max
2
Ngran.
2,86
2
p Fk k
E B
NAPOMENA: pH dop je funkcija sparivanja materijala, a pronalazi se u tablicama
NAPOMENA: kgran. je funkcija sparivanja materijala, a pronalazi se u tablicama
potrebna širina tarenice, B
N o K
2 2
F F SB
k k
NAPOMENA: μ je funkcija sparivanja materijala, a pronalazi se u tablicama
17 EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Proračun granice opteretivosti
[W1]
3. GRANICA ISTROŠENOSTI
h
tr
hV
LP f
gdje je
f [mm3/(kWh)] - faktor istrošenja (tablična vrijednost)
V [mm3] - istrošeni volumen
vijek trajanja tarnog prijenosa, Lh u satima
trV A
Ptr [kW] - snaga trenja
tr 1 tr
1P P B q
R
gdje je
Atr [mm2] - površina trenja (tarenica)
δ [mm] - debljina istrošene površine
18 EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Proračun granice opteretivosti
4. GRANICA ZAGRIJAVANJA
f
snaga trenjauvjeti hlađenja
tarna površinaq
gdje je
Ptr - snaga trenja
z - broj dodirnih površina
Atr - tarna površina tarenice (površina trenja)
v - obodna brzina tarne površine ili zraka na tarnoj površini