S P R Z Ę G Ł A C I E R N E
Sprzęgła cierne są sprzęgłami włączalnymi asynchronicznie, umożliwiającymi włączanie przy różnych prędkościach obrotowych wałów czynnego i biernego. Łączniki sprzęgła w stanie rozłączonym nie stykają się ze sobą. Włączenie sprzęgła polega na dociśnięciu łączników, wskutek czego powstają siły tarcia na powierzchniach styku. Siły te powodują obracanie się wału biernego aż do zrównania prędkości obrotowych wałów. W stanie włączonym sprzęgła przy zapewnieniu odpowiednio dużej siły docisku łączniki dzięki tarciu między nimi poruszają się wspólnie. W czasie włączania istnieje poślizg między łącznikami. Dzięki poślizgowi można zrealizować łagodny rozruch maszyny napędzanej. Jest to ważna zaleta sprzęgieł ciernych powodująca ich szerokie zastosowanie.
Istnieje wiele rozwiązań sprzęgieł ciernych różniących się kształtami łączników, kierunkiem działania siły dociskającej, sposobem wywołania siły .
Siła dociskająca może mieć kierunek osiowy, promieniowy lub obwodowy, w zależności od działania siły nacisku mówimy o sprzęgłach włączanych mechanicznie, hydraulicznie, pneumatycznie lub elektromagnetycznie. Łączniki mogą mieć kształt tarcz, klocków lub taśm, a powierzchnie cierne mogą być płaskie, walcowe lub stożkowe.
Występujący poślizg powoduje nagrzewanie się powierzchni trących i łączników oraz ich zużywanie się. Fakt ten w bardzo istotny sposób wpływa na konstrukcję oraz dobór materiałów na elementy trące.
Rozróżnia się przy tym dwa sposoby pracy: na sucho i na mokro. Przy pracy na sucho uzyskujemy większą wartość współczynnika tarcia. Dzięki temu potrzebne siły nacisku są mniejsze, mniejsze są także wymiary sprzęgła. Tu jednak występuje większe zużycie sprzęgła niż przy pracy na mokro. Wymagana jest również regulacja luzów między łącznikami w miarę zużywania się elementów trących oraz wymiana tych elementów w trakcie eksploatacji.
Elementy cierne smarowane mają mniejsze współczynniki tarcia. Fakt ten trzeba rekompensować w konstrukcji sprzęgła większą siłą docisku, większymi wymiarami sprzęgła lub zwiększeniem liczby powierzchni trących. Zaletą sprzęgieł ciernych pracujących na mokro jest znacznie mniejsze zużycie oraz lepsze odprowadzanie ciepła ułatwione przez smarownie sprzęgła.
AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA
WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I ROBOTYKI
PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN
PROJEKT 7
PROJEKT SPRZĘGŁA WŁĄCZALNEGO/WYŁĄCZALNEGO W RUCHU
CZĘSTOTLIWOŚĆ WŁĄCZEŃ: 4/min = 240/h
NOMINALNA MOC SILNIKA: NN = 33kW
PRĘDKOŚĆ OBROTOWA: n = 330 obr/min
WYKONAŁ: KONRAD SOCHA
GRUPA/ROK: 8/III
DATA: 19.12.2006
OBLICZANIE SPRZĘGŁA CIERNEGO WIELOPŁYTKOWEGO
DO OBLICZEŃ WPROWADZAMY POJĘCIE MOMENTU OBLICZENIOWEGO, KTÓRY JEST OKREŚLONY ZALEŻNOŚCIĄ:
MO – moment obliczeniowy
MN – moment nominalny
K – współczynnik przeciążenia oszacowany dla różnego typu maszyn roboczych
DLA SPRZĘGIEŁ CIERNYCH WSPÓŁCZYNNIK K OBLICZAMY Z ZALEŻNOŚCI:
– współczynnik zależny od rodzaju maszyny (tabela1)
km – współczynnik zależny od liczby włączeń sprzęgła określany wg zależności:
km=1 – 0,002(m – mgr) < 1
m – liczba włączeń sprzęgła (na godzinę)
mgr – graniczna liczba włączeń na godzinę przyjmowana
od 50 do 100
kv – współczynnik zależny od prędkości poślizgu (tabela2)
NN =33kW
n=330 obr/min
=1,3
(z tabeli1 dla wybranego typu maszyny)
kv=1
(z tabeli2)
m=4/min =240/h
mgr=100/h
km=0,72
MN=955
Nm
K=1,8
OBLICZENIE MOMENTU NOMINALNEGO:
OBLICZENIE MOMENTU OBLICZENIOWEGO:
km=1 – 0,002(m – mgr)
km = 1 – 0,002(240 – 100)=0,72
MN=955 Nm
MO=1719 Nm
tabela1:
tabela2:
ZSO = 215 MPa
xz=3,5
kso = 61,43 MPa
OBLICZENIE ŚREDNICY WAŁU POD PIASTĄ SPRZĘGŁA:
MATERIAŁ WAŁU C60 (60) – STAL KONSTRUKCYJNA PODWYŻSZONEJ JAKOŚCI ULEPSZANA CIEPLNIE
DLA TEGO MATERIAŁU
ZSO = 215MPa (z badań)
Z WARUNKU WYTRZYMAŁOŚCIOWEGO BEZPIECZEŃSTWA NA SKRĘCANIE:
PRZYJĘTO dw = 60mm ZE WZGLĘDU NA WYTRZYMAŁOŚC ZMĘCZENIOWĄ ORAZ FAKT WYSTĘPOWANIA WPUSTÓW
dw = 60mm
...
miromaj123