TRANSPORTNI URE\AJI I FABRI^KA POSTROJEWA PROJEKTNI ZADATAK Za mosni kran ~iji su podaci zadati u narednom tekstu treba izvr{iti prora~un i konstrukciju zadatih sklopova, ako: -) mosni kran radi u radioni~kim uslovima sa ED = 20% Podaci: - nosivost: Q =20 t ; - visina dizawa: H = 8 [m] ;
- brzina dizawa: v1 = 5 ; min m
- brzina vo`we (vitla) : v 2 = 25 - brzina vo`we (dizalice) : v3
; min m = 40 ; min m
A) Prvi dio projekta projekta obuhvata obuhvata prora~un sqede”}ih sqede”}ih elemenata: elemenata: 1. Kotura~a / sklop kuke kratke izvedbe 2. Dobo{ / vratilo ule`i{teno klizno
3. Ko~nica Ko~nica / dvo~eq dvo~equsna usna sa elektro elektromagnet magnetom om 4. Snage motora motora za dizaw dizawe e obzirom obzirom na na relativn relativno o optere}ew optere}ewe e motora motora B) Drugi dio projekta projekta obuhvata konstrukciju konstrukciju sklopa: sklopa: ― Ko~nice
C) Tre}i dio projekta projekta obuhvata izradu ra~unarskog ra~unarskog programa programa u programskom programskom jeziku DELPHI za prora~un: ― Ko~nice
IZBOR BROJA KOTUROVA I OSNOVNE KARAKTERISTIKE KOTURA^E
Za kranove mehani~kih radionica teret se vje{a na udvojenu kotura~u i to : ― sa dva kotura, za nosivost do 30 [t ] ― sa ~etiri kotura, za nosivost 30 −100 [t ] Prema Prema zadata zadataoj oj nosivo nosivosti sti ( Q = 20 t ) kao kao sklo sklop p za vje{ vje{aw awe e odabiram kotura~u kotura~u sa dva kotura, prema skici. skici.
u
b
u
u
k
p k
=2
Q
Prenosni odnos kotura~e: p k
=
u k ub
=
vb v d
4
= =2 2
gdje je: - broj nosivih nosivih u`eta u`eta (broj u`eta iznad kuke) u b - broj u`eta koja se namotavaju namotavaju na dobo{ v b - brzina namotavawa na dobo{ v d - brzina dizawa tereta u k
Stepen djelovawa kotura~e: η u
u 1 1 − η k
= ⋅
u 1 − η k
gdje je: u
= 2 - broj u`eta obi~ne proste kotura~e η u
−
STATI^K O OPTERE] EWE U@ETA2 1
[}ap, str 20; D. str 60;
O. str 19 tab. 2.1; 2 ^eli~na u`ad – Kraut str .377, O.
=
S =
Q +G u k ⋅η u
gdje je te`ia kotura~e: G = 0.04 ⋅ Q = 0.04 ⋅196 .2 = 7.848
=
196 .2 + 7.848 0.98 ⋅ 4
[ ] [ ]
S = 52 .05 kN G = 7.848 kN
=52 .05 [ kN ]
[kN ]
DIMENZIONISAWE U@ETA U`e treba odabrati tako da bude ispuwen uslov: F ≥ ν ⋅ S
gdje su: F - ra~unaska sila loma u`eta, nalazi se u tablicama za
u`ad
ν - koeficijent sigurnosti S
- stati~ka sila u u`etu
Tabela koeficijenata sigurnosti za pojedine pogonske grupe:
3
ν
Za pogonsku grupu grupu 2 (sredwa) (sredwa) potreban stepen sigurnosti je: ν
= 5;
Pogonska grupa
laka
sredw a
te{ka
vrlo te{ka
Koeficijent sigurnosti
4.5
5
6.3
7.1
F ≥ ν ⋅ S = 5 ⋅ 52 .05
= 5;
[
]
[
]
F = 260 kN
= 260 .025 [ kN ]
Prema izra~unatoj izra~unatoj sili loma u`eta a prema standardu za ~eli~na u`ad JUS C.H1.071 i prema tabeli tabeli (Kraut str 377) odabiram odabiram u`e sqede}ih karakteristika:
F = 275 kN
― nazivni pre~nik: d = 22 [ mm ] ; 175 [mm 2 ] ― metalni presjek : A = 175
N
― ~vrsto}a `ice: σ L = 1570 mm2 F = σ L ⋅ A = 1570 ⋅ 175 175 = 274750 [ N ] η u
str 27 tab. 2.7 3 [}ap str 23
= 0.98
= 274 274.75[ kN ]
pa je koeficijent sigurnosti: ν =
F S
274 .75 = 274 = 52.05
{to odgovara propisima. Odabrano u`e:
22 − 160 s / z JU
IZBOR I PROVJERA ^VRSTO]E KUKE Za zadanu nosivost Q = 20 [t ] i pogonsku grupu 2 a prema JUS M.D1.143 odgovara kuka broj 20 . Odabrana je slobodno kovana kuka. Mjere obra|enog vrata kuke a prema JUS M.D1.144 su:
Kuka NS 10 ^.1331
― materijal kuke: ^ .1331 ― navoj vrata kuke: Rd 80 x10
d 5
― ― ― ―
d 4
= 69 [ mm ] = 68 [ mm]
[
]
m = 71 mm a =140 mm
[
]
NORMALNO NAPREZAWE U NAJMAWEM PRESJEKU VRATA KUKE σ =
4⋅Q
π ⋅ d
σ
s
=
2 4
4 ⋅ 196 .2 3.14 ⋅ 68
< σ d =
2
Re
=
2 ⋅ s
= 54.05 2 = 54 [ MPa ] mm N
240 2⋅2
MP a] = 60 [ MPa
= 2 - za sredwe uslove rada PROVJERA POVR[INSKOG PRITISKA U NAVOJU p
=
gdje je:
4 ⋅ Q ⋅ t π
( d − d ) 2 3
[
2 5
]
t =10 mm m = 71 mm
[
=
4 ⋅ 196200 ⋅ 10 3.14 (80 2
− 69 2 )
7848000 365398.66
- hod navoja vrata kuke ] - visina matice navoja p ≤ P d
ν = 5.278
=
= 24 [ MPa ]
= 21.4779 [ MPa ]
slobodno kovana
PROVJERA VELI^INE NORMALNIH NAPREZAWA U OPASNIM PRESJECIMA, OPTRE]ENIM NA SAVIJAWE Presjek A-B:
R 1 6
= 140 [ mm ] b1 = 125 [ mm ] b1' ≅ 58 [ mm ] h1 = 160 [ mm ] a
5 2 1 = b
8 5 = ' b 1
1
h =160 1
Prese Pres ek kuke kuke A -B M 1:2
=
A1
e1
2
'
⋅ h1 =
h1 b1 + 2 ⋅ b1'
=
e1
+ b1'
b1
3
⋅
b1 + b
' 1
125 + 58 2
=
2 2 ⋅ 160 160 = 96.5 ⋅ 160 160 = 15440 [ mm ] = 154 154,4 [ cm ]
160 125 + 2 ⋅ 58 3
⋅
125 + 58
=
38560 549
= 70.23 [ mm ] = 7.02 [ cm]
4
2
W 1
=
I 1
W 1'
=
I 1
ρ 1
= + e1 = 7 + 7,02 = 14,02 [ cm]
σ A
=
e1'
= 2983 ,6
[cm ]
+ 4b1b1' + b1' 160 16 03 125 2 + 4 ⋅ 125 12 5 ⋅ 58 + 58 2 4096000⋅ 47989 I 1 = ⋅ = ⋅ = = 36 36 125 12 5 + 58 6588 b1 + b1' = 29836512,44 [ mm 4 ] = 2983,65 [ cm 4 ] h13 b12
e1
I 1
e1
= h1 − e1 = 160 160 − 70,23 = 89.77 [ mm] = 8.977 [ cm]
=
e1'
= 154 ,4 cm 2 = 7,02 [ cm] = 8,9 [ cm]
A1
2983 ,65 7,02
W 1
3 425 cm = 425 = 332 332 cm
ρ 1
= 14 [ cm]
σ A
= 77 ,5 MPa
σ B
= −70 MPa
W 1 '
3
3 425 ,021 021 [cm ] = 425
332,33 [ cm3 ] = 2983,65 = 332 8,977 977
a
2
A1 196 154 154 ⋅ 14,02 1 + ⋅ ρ 1 = 196,2 1 + = A1 W 1 154 15 4 425 42 5 , 021 02 1 kN = 77,5 [ MPa = 507000 = 7,745 745 MPa ] 65453,234 234 cm2 Q
a/2+e
1
σ B
σ B
=
A1 196,2 154 ⋅ 14,02 1 − ' ⋅ ρ 1 = 1 − = 154 332 , 33 A1 W 1 − 358408,35 kN = = −7,00 2 = 70,0 [ MPa MP a] 51178,82 cm Q
= −70,0 [ MPa ] ≤ σ D = 100 100 [ MPa ]
Presjek C-D:
Q
R 1 6 6 0 1 = b
9 4 = ' b 2
2
h =132 2
= 140 [ mm ] b2 = 106 [ mm ] b2' ≅ 49 [ mm ] h2 = 132 [ mm ] a
=
A2
e2
=
'
e2
+ b2'
b2
2 h2 b2
3
= h2
2 132 13 2 106 10 6 + 2 ⋅ 49
+ 2⋅b 26928 = ⋅ = = 57,90 [ mm] = 5,79 [ cm] 3 106 10 6 + 49 465 46 5 b2 + b2' − e = 132 132 − 57,9 = 74,1 [ mm] = 7,4 [ cm] 2
+ 4b2 b2' + b2' 132 3 106 2 + 4 ⋅ 106 10 6 ⋅ 49 + 49 2 2299968⋅ 34413 ⋅ = ⋅ = = I 2 = 36 36 106 10 6 + 49 5580 b2 + b2' = 14184372,54 [ mm 4 ] = 1418,43 [cm 4 ]
W 2'
=
I 2
=
I 2
e2
e
= 7,4 [ cm]
I 2
= 1418 ,43
[cm ] 4
2
h23 b22
W 2
e2'
⋅ h2 = 106 + 49 ⋅ 132 = 77 .5 ⋅ 132 = 10230 [ mm 2 ] = 102,3 [ cm 2 ] ' 2
⋅
e2
= 102 ,3 cm 2 = 5,79 [ cm]
A2
' 2
=
1418 ,43
=
1418,43
5,79
7,4
W 2
3 = 245 245 cm
ρ 2
= 191 ,7 cm 3 = 12 ,79 [ cm]
σ C
= 60[ MPa ]
σ D
= −65 MPa
W 2'
245 [cm 3 ] = 245
191,7 [cm3 ] = 191
a
ρ 2
= + e2 = 7 + 5,79 = 12 ,79 [ cm]
σ C
=
σ D
=
2
A2 196 196 ,2 102 102 ,3 ⋅12,79 304780 ,41 kN = 1 + ⋅ ρ 2 1 6 , 0 = + = = 2 ⋅102 cm 2 2 ⋅ A2 W 2 102 ,3 245 245 50127 = 60 [ MPa ] Q
A2 196 196,2 102 102,3 ⋅ 12,79 − 256515 ,2 kN 1 − ' ⋅ ρ 2 = − = = − 1 6 , 5 cm2 2 ⋅ 102 2 ⋅ A2 W 2 102,3 191 191,7 39221 = −65[ MPa] Q
Provjera veli~ine normalni h napreza wa ta~nim prora~un om za presjek A-B: σ A− B
=
Q A A− B
+
M S
, - za zakrivqeni {tap M = −Q ⋅ r s
= −Q ⋅
⋅
A1
=
r n
=
dA
∫ r
A1 b1 ⋅ r B
− b ⋅ r A ' 1
h1
A
⋅ ln
r B r A
=
− ( b1 − b1' )
12,5 ⋅ 23 − 5,8 ⋅ 7 16
⋅ ln
23 7
= 7 [ cm] = 23 [ cm]
r A
154 154,4
− (12,5 − 5,8)
r B
154 ,4 154 , 4 = =12 ,8 cm 15 ,4 ⋅1,2 − 6,7 12 ,1
[ ]
r n =
[ ]
e =1,4 cm
a
140
2
2
= =
r A
= 7 [ cm];
r B
S = 216 [cm 3 ]
a
= + h1 = 7 + 1 6 = 23[ cm] 2
σ A e
= 117 MPa
= r S − r n = 14 −12,6 = 1,4 [ cm]
S = A1 ⋅ e = 154 154,4 ⋅ 1,4 = 216 216,6 cm
3
σ A
=
Q A
+
M r A
− r n
S
r A
=
196 196 ,2 154 154 ,4
+
− 2746 ,8 216 216 ,6
⋅
7 − 12,8 7
= 1,27 + 10,5 = 117 117 [ MPa ]
= 80..... 130 [ MPa ] - za ta~an prora~un Pribli`no odre|ivawe ekscentriciteta e σ D
e
≅ r s ⋅
χ 1 + χ
e
=
h1 r A
≅ 14 ⋅
=
16 7
=
n
=
e
≅
2,285
2,206
[
1,44 cm
;
002 ⋅ n − 0,015 χ = 0,059 ⋅ m − 0,002
m
m
= 2,285 285 ;
0,1154 1 + 0,1154
= 0,059 059 ⋅ 2,285 285 − 0,002 002 ⋅ 2,206 206 − 0,015 015 = 0,1154 n
=
b1 ' 1
b
=
12,5 5,8
= 2,206 206 ;
= 14 ⋅ 0,103 = 1,44 [cm ]
1,7 5 ≤ m ≤ 3,2 5 za gre{ka u ekscentricitetu je mawa od 1% ≤ ≤ 1,5 n 3,5
PROVJER A ^VRSTO ]E NOSA^A KUKE (TRAVER ZE)4
r n =12 ,8 cm
4
[: str.49
]
Nosa~ kuke prora~unava se kao nosa~ na dva oslonca, ― optere}en na savijawe M m a x =
Q ⋅ l 4
W =
;
σ max max
1
⋅ ( b1 − d 2 ) ⋅ h2 ; 3
6
M max max
=
W
l = b1 + s;
≤ σ d = 80...120 120 [ MPa]
Za odabranu kuku br. 20, dimenzije nosa~a kuke ( JUS M . D1.150 ) su: b1 = 1 9 0[ m m] d 2 = 8 3[ m m] h3 = 8 2[ m m] d 5 = 7 0[ m m] s = 1 2[ m m] b4 = 3 6[ m m]
Q c 5
3
h W =119 ,9 ⋅10 3
φd2
b4
[mm ] 3
M max =
b1 l
10 ,54 ⋅10
6
[ Nmm ]
[
l = 215 mm
Q/2 W =
1 6
M max max
Q/2
1 2 3 3 ⋅ ( b1 − d 2 ) ⋅ h32 = 1 ⋅ (190 190 − 83) ⋅ 82 = ⋅ 107 107 ⋅ 6724 = 119 119,9 ⋅ 10 [ mm ] 6
=
Q ⋅ l 4
=
6
196 196 ,2 ⋅10 3 ⋅ 215 215
4 l = b1 + s = 190 190 + 25 = 215 215 [ mm]
= 10,545 545 ⋅10 6 [ Nmm ]
σ max
]
= 88 MPa
[
]
= b4 − c + 1 = 36 − 12 + 1 = 25[ mm]
σ max max
=
M max max W
=
10,545 545 ⋅ 10 119 119,9 ⋅ 10
6
3
N < σ = 80...120 = 87,948 948 120 [ MPa MPa ] D mm2
― Povr{inksi pritisak izme|u nose”}ih limova i nosa~a kuke: p
[
s = 25 mm
p = 56 MPa
-)debqina lima s : s
]
=
Q 2 ⋅ d 5 ⋅ s
=
196 196 ,2 ⋅10 3 2 ⋅ 70 ⋅ 25
N < p = 80...120 = 56,057 057 120 [ MPa ] d mm 2
DIMEZIJE KOTURO VA5 Prema JUS
M . D1.070
nazivni pre~nik kotura bi trebao bio:
5
[: str.26
D
≥ 20 d D ≥ 20 ⋅ d = 20 ⋅ 22 = 440 440 [ mm ] Standardne vrijednosti pre~nika
D1
[ [
kotura su:
100 ,125 ,150 , 200 , 250 , 280 , 315 , 355 , 400 , 450 , 500 , 560 , 630 , 710 , 800 , 1400 ,1600 ,1800 , 2000
] ]
h = 50 mm b = 85 mm B =100 mm W =15 mm
[
[
]
[mm ]
450 [ mm ] Odabiram standardni pre~nik : D1 = 450
Ostale mjere su: r = 0,53 ⋅ d = 0,53 ⋅ 22 ⇒ r = 11,66 [ mm ] ≈ r = 12 [ mm ] ⇒ h = 50[ mm] h = ( 2 ÷ 2,5) ⋅ d = 2,25 ⋅ 22 = 49,5 [ mm] b = ( 3,5 ÷ 4) ⋅ d = 3,75 ⋅ 22 = 82,5 [ mm] ⇒ b = 85[ mm] ⇒ B = 100 B = b + 10..20 [ mm] ⇒ B = 97,5 [ mm] 100 [ mm] W ≅ 0,0 1⋅ D1 + 1 0 = 1 5[ m m]
⇒ W = 1 5[ m m]
b 45°
d
D2
B 1 2
D1
d d
3
1
2
d D D
W
OSOVINA KOTURA Za odabranu konstrukti vnu izvedbu nacrtana je prora~uns ka skica:
D1
450 [ mm ] = 450
]
Q
=
⋅ k ; 2 l = 215 215 [ mm ]; M max
e1 e1
= l + s + B + 20 ..30 [ mm ] 215 + 100 100 + 15 + 25 = 355 355 [ mm ] = 215
k =
e1
=
− l 2
M max σ
Q/2
Q/2
=
355 355 − 215 215
196 ,2
=
2
M max W
=
= 70 [ mm]
2
⋅ 7 = 686 ,7 [ kNcm ]
M max 3
π d 3
≤ σ D
32 100 [ MPa ] σ D = 80..100 32 ⋅ M max max
≥3
d 3
≥ 9,2 [ cm] ⇒ d 3 = 100[ mm] = 10[ cm]
π ⋅ σ D
=3
32 ⋅ 686.7
d 3
3,14 ⋅ 9
= 3 777.57
s
e1
k
k
l
Q/2
Q/2
Povr{inski pritisak u kliznom le`aju kotura p
=
p D
Q 2 ⋅ B ⋅ d 3
=
[
l = 215 mm
kN = 9,981 = 0,981 981 981[ MPa ] ≤ p D 2 ⋅ 10 ⋅ 10 cm2
]
196 196.2
= 8..10 [ MPa ] ,
e1
355 [ mm ] = 355
[
k = 70 mm
za ~ahuru od bronze
M max
]
= 687 [ kNcm]
LE@AJ KUKE6 Prema JUS M . D1.151 (matice teretnih kuka), vawski pre~nici le`ajeva su: Br.kuk e
3, 2 D1 , [ mm 6 0
5
6
8
10
12
16
20
25
32
40
50
63
7 0
8 5
10 5
11 5
13 5
15 0
16 0
17 0
19 0
22 5
25 0
30 0
Za kuku broj 20 odabiram7 le`aj (110 TA 12) Stati~ka nosivnost le`aja je 375 [kN ] D1 = 160 d = 11 0[ mm]; 16 0[ mm]; 11 4[ mm]; d 1 = 114 H = 38 [ mm];
d 3
= 100 [ mm ]
160 110 8 3
114
[
p = 9,9 MPa
6 7
[: str. 47 tab. 210 Bojan Kraut str. 576
]
Ukupna du`ina dobo{a: Lb = 2 ⋅ ( l n + a ) + l 0 =
(110
TA 12
Ukupan broj namotaja u`eta:
)
D1 =160 [ mm ]
n=
d =110 [ mm ]
d 1 =114 [ mm ]
L D ⋅ π
⋅ (1,5 ÷ 2,5)
H = 38 [ mm ]
DOBO[ ZA U@E8 D d
≥ 20 , za dobo{e u drugoj pogonskoj klasi
= 20 ⋅ 22 = 440 [ mm ] , usvajam D = 500 [ mm ] ; ― Izvedba: zavarena ― Materijal dobo{a: ^.0341 D
Re
d
N = 220 220 mm2
s
Dimenzije `qeba: r = 0,53 ⋅ d = 0,53 ⋅ 22 ⇒ r = 12 [ mm ] t ≅ 1,15 ⋅ d = 1,15 ⋅ 22 ⇒ t = 26 [ mm] , h1 ≅ 0,37 5⋅ d = 0,37 5⋅ 22 ⇒ h1 = 8 [ mm] Debqina stijenke: s ≅ ( 0,6..0,8 ) ⋅ d =13 ,2.... 17 ,6 , usvajam D1 D1 D1
= D − d = 500 − 22 = 478 [ mm ]
= D1 + 2h1 D2 = 478 +16 D2 = 494 [ mm ] W = 15 [ mm ] D3 = D2 − 2 ⋅ ( h1 + s ) D3 = 448[ mm] l o = 6 ⋅ t = 6 ⋅ 26 =156 [ mm];
1
h
r
D
D1
[
D = 500 mm
[
s =15 mm
]
^.0341
]
Lb
a t t
l0
ln
ln
a
D2
D2 D3
a = 4 ⋅ t = 4 ⋅ 26 = 104[ mm];
Du`ina narezanog dijela dobo{a: l n
p ⋅ H 2 ⋅ 8 = k + 2 ⋅ t = ⋅ 2 6 D ⋅ ⋅ π 0 , 5 3 , 1 4
⇒ l n = 3 1 7[ m m]
= 2 - prenosni odnos kotura~e H = 8 [m ] - visina dizawa p k
8
[: str.36
W
M 20
Re
N = 220 2 mm
[
r =12 mm t = 26 mm
[
]
]
h1 = 8 [ mm ] s =15 [ mm ]
D3
D1
478 [ mm ] = 478
D2
= 494 494 [ mm]
Odabiram motor: 2 A K M d 2 2 5M A − 1 5 0
nazivne snage:
= 448 [ mm ] l 0 = 156 [ mm ]
[
a =104 mm
]
P n =18 .5 [ kW ]
, broj obrtaja l n
= 317 317 [ mm ]
n
:
o = 725 725 min
, ugaona brzina: Lb
998 [ mm ] = 998
n
= ω 1 =
ω n
= 14 M n
=
J M
PROVJERA ^VRSTO]E STIJENKE DOBO[A USQED NAMOTAVAWA U@ETA F s
N = −64.1[ MPa = −64.166 166 MPa] 2 26 ⋅ 15 mm
σ 3 F s
= 50 .05 [ kN ] - sila u u`etu
t ⋅ s
= −0.5 ⋅
50050
= σ ϕ = −0.5 ⋅
P n
30
=
ω n
18 .5 ⋅10
m ⋅ D 2 4
=
Q
⋅
v
η ω 1
stvarni moment dizawa
Normalno naprezawe od savijawa stijenke na mjestu namotaja: 1
σ 1
= σ x = 0.96 ⋅ F s ⋅
σ 1
N = σ x < σ xd = 50 2 mm
σ ϕ
σ 1
+σ x
− σ 3 =
=
D ⋅ s
64 .1 +36 .98
Re
γ
=
220 220 2
= 0.96 ⋅ 50050 ⋅
3
1 500 ⋅ 15
3
N = 36.98[ MPa 987 = 36.987 MPa mm2
σ ϕ
[
101 .08 MPa
=
= −64.1 [ MPa MPa ]
];
110 [ MPa ] = 110
σ x
= 36.98 [ MPa ]
IZBOR MOTORA I REDUKTORA URE\AJA ZA DIZAWE 9 Snaga motora za dizawe: Q ⋅ v 196 196 .2 ⋅ 5 = = 18.16 [ kW ]; P n = 0.9 ⋅ 60 η η = η v ⋅η b ⋅η red = 0.98 ⋅ 0.98 ⋅ 0.94 = 0.9 10
9
[: str. 67
=
75 .88
=
3 .6
=
196 196 .
4
- mome moment nt inercije rotora motora M st
Cirkularno naprezawe:
=
725 π ⋅ 725
[: str 78, tab 5.1
D = 2 R
-
promjer bubwa (dobo{a), R
225 M A 150
P n =18 .5 [ kW ]
H 3.710
o n = 725 725 min
-
− VII
prenosni odnos parova zup~anik a13:
243 .8 = 243
z 2
[ Nm Nm ] M st
= 250 [ mm ]
prenosni odnos kotura~e Reduktor:
2 AKMd
J M = 0.9
D
2 P k = 2
motor:
M n
=
= 193 .92
z 1
[ Nm Nm ]
[kgm ] 2
z 3 z 2' z 4 '
z 3
cIZBOR SPOJNICE IZME\U MOTORA I REDUKTORA11 Prema JUS .M .C 1.516 odabiram elasti~nu spojnicu sa dobo{em za ko~nicu
=
87 14
,
= 88 , 17
=
77 22
stvarni prenosni odnos redutktora : i red
=
z 2 z 3 z 4
⋅
= 315 [ mm ], D3 = 250 [ mm ], d = 30 ..70 = 32 [ mm ] − ulazno vratilo u reduktor , d 1 = 38 ..80 = 60 [ mm ] − izlazno vratilo motora d 3 = 135 [ mm ], l 5 = 120 [ mm ], l 3 = 60 [ mm ], x = 4 [mm ]
J S
=
Nm ] - maksimalni moment ko~ewa = 630 [ Nm
mD 2 4
=
2.40 4
kgm 2 ] - moment inercije spojnice = 0.6 [kgm
Izbor reduktora
12
Prenosni odnos redutktora: ired =
11 12
[: str 82, tab 6.1 [: str 90, tab 7.5
R ω 1 P k
⋅
v
= 0.25 ⋅ 75.88 ⋅ 60 = 112 112 .82 2
5
13
' 3
z 1 z z
D
M K max
' 2
[: str 93, tab 7.9
=8 1
l3
l5
b 3 3 1 d
d D 2 3 d d
d
l2
z * 1 d m = d
x l1 l
ired red =112 .82
reduktor: H 3.710
−VII
ired red =112 .58
OSOVINA DOBO[A
Glavne mjere zavr{etka zavr{etka izlaznog vratila iz iz reduktora
[mm ] :
redukto r
l
l 1
154. 5 189 238
d 1
d 2
m
z
b
Materijal osovine: ^.0545, Re = 300 [ MPa ], Rm = 500 ..600 [ MP , l 2
H 2.320
72
95
3
40
20
H 2.400 H 2.500 H 2.630 H 3.560 H 2.710 H 3.710 H 3.900 H 3.1060
90 120
13 5 17 0
3 4
48 56
25 30
170
26 0
6
56
40
3 42
310
68
170 260
6
56
40
362 330
68
190 200
8 10
54 48
50 60
4 03 4 50
78 85
363 400
35 45 50
F 1
i
kojima dobo{ djel uje na osovinu se dobijaju dobijaju iz stati~kih jedna~ina ravnote`e: F 2
174. 5 21 4 2 70
26 0 28 0
Sile
ΣY = F 1 + F 2 − 2 ⋅ F S = 0 ΣM 2 = F 1 ⋅ ( l 2 − a ) − 2 F S ( l 2 − l S ) 2 ⋅ F S ( l 2 − l S ) 2 ⋅ 50050( 0.998 99 8 − 0.5) 49849.8 F 1 = 56 3[ kN ] = = ⇒ F 1 = 57.563 ( l 2 − a ) 0.998 99 8 − 0.132 13 2 0.8 66 F 2 = 2 F S − F 1 = 2 ⋅ 50050 − 57563 = 42537 [ N ] ⇒ F 2 = 42.54 [ kN ] Reakcije F A i F B : F A
=
F 2 ⋅ b + F 2 l
⋅ ( l − a)
=
F A F B
= 58 .63[ kN ] = 41.74[ kN ]
Momenti savijawa:
= F A ⋅ a = 5863 M 2 = F B ⋅ b = 4146 M 1
M max
42536 ⋅ 0.209 209 + 57563 ⋅ (1.207 − 0.132 132 )
1.207 207 F B = 2 F S − F A = 2 ⋅ 50050 − 58633 = 41467 [ N ] = 41.47[ kN ]
= M 2
= 58633[ N ] = 58. Za materijal sa Rm = 500 500 [ MPa ] i d − d 1 2
= ρ =
120 − 1 2
radijus prelaza i za normalni pogon imamo: σ d = 72.....98 [ MPa ]; Pribli`o odre| ivawe pre~nika osovine: M S ma S max x W
≤ σ d ⇒ d ≥
Usvajam: 110 [ mm ] d = 110
d 1
=
Na temqu du`ine bubwa i dimenzija zup~aste spojnice uzima se: l s
≅
l b 2
= 998 ⇒ l s ≅ 2
; ^.0545
l 2
≅ l b = 998 99 8[ mm]
; a
; b
F 1
= 57 .56[ kN ] F 2 = 42 .54[ kN ]
= 1.2 ⋅ d = 1.2 ⋅110 ≅ (1.8..2) ⋅ d = 1.9
L =1207
[ mm ] 1.1d
0 7 1
1
d
d
Φ
[ [
a =132 mm b = 209 mm
] ]
l 2
= 998 998[ mm ]
l s
= 500 500 [ mm ]
[
L =1207 mm
]
ls a F2
F1 l2
FA
FA
F
L
F1
FB
Dij Dijagram transv sve erzalnih sil sila (kN) F2 M2
M1 0
0 Dijagram momenata (kNm)
M 1
739 = 7.739
[ kNm kNm] M 2
666 = 8.666
[ kNm kNm]
Provjera ~vrsto}e: Osovina nije optere}en a na uvijawe jer se momnet uvijawa prenosi od dobo{a preko zup~aste spojnice na vrat vratil ilo o reduktora.
τ 2
[
d =110 mm
]
= 120 120 [ mm ] d 0 = 95 [ mm ]
d 1
M Sma
=
σ 2
W
4 Q
= ⋅
σ ekv
3 A
=
2
σ 2 2
σ 2 σ d
=
=
866 866.
π 4 F B ⋅ ⋅ 3 π ⋅ d
+ 3 ⋅τ 22 = 2
τ + 2 = σ d
LE@AJEVI OSOVINE
Pre~nik rukavca osovine: d 0 = 95[ mm ] Odabiram le`aj: jednoredni samonamjestivi le`aj sa radijalnim radijalnim dodirom 95 SR 02
Dinami~ka nosivost:
= 0 [ kN ]
F a
[ ]
C =140 kN
Aksijalno optere}ewe:
= 146 [ kN ]
n d
= 6 .4 3 9
[ m in− ] 1
Radijalno optere}ewe:
≅ F A = 58.63[ kN ]
Broj obrtaja dobo{a: n d
C 0
14
Stati~ka nosivost: C 0 = 146 [ kN ] F r
[ ]
C =140 kN
n1
=
=
i red
725 112 .588
B=32
⇒ n d = 6.439 [ min −1 ]
Provjera izdr`qivosti le`aja: 15 Lh
= 45000 [ h] ≅ 5 godina - broj ~asova do
razarawa (usvojeno) α =
10
0 7 1 = D
- za vaqkaste le`ajeve
3
C ≥ F potr
α
60 ⋅ n ⋅ Lh 10
6
5 9 = 0 d
60 ⋅ 6.439 439 ⋅ 45000 333 333 = 3.333 = 3.333 17.385 385 = 2.355 6 10
140 C C = = 2.387 > = 2.355 - {to zna~i da }e izabrani F lezaja 58 .63 F potr le`aj mo}i da vr{i svoju funkciju preko 5 godina, kada bi trebalo da do|e do razarawa, odnosno servisirawa osovine i zamjene postoje}ih le`aja.
VEZA U@ETA SA DOBO[OM 2.5 ⋅ F S
=
µ α
e
2.5 ⋅ F S
e
= 0.71 F S = 0.71 ⋅ 50050 = 35.54 [ kN ];
0.1⋅4⋅π
µ =0.1;
- u`etno trewe
= 35 .54 [ kN ]
Potrebna nomralna sila u vezi:
16
Optre}ewe veze: F V =
F V
α = 4π ;
N =
F V
( µ + µ 1 ) ⋅ ( eα µ + µ = 0.
, µ 1 σ 2
= 66.35
τ 2
[ MPa MP a] σ ekv
= 5.8 6 [ M P a]
= 67.12 [ MPa ]
=
µ sin β
, α
= 2 ⋅ π N = F N
d 0
= 95 [ mm ]
le`aj: 95 SR 02 14
B. Kraut: str 492 Milosav Ogwanovi}, ma{. ma{. Elementi, str 425 425 16 [.: str 37 15
nor mal na sila u vijku
(
=
Izbor vijke
nazivnog nazivnog pre~nika pre~nika vijka: vijka: d V ≤ t ⇒ d V ≤ 26[ mm] . Odabi Odabiram ram M 24 . Materijal vijaka: ^.0375, Re = 230 [ MPa ] .
Dozvoqeno naprezawe:
σ d
= 0.65
Re
= 75[ MPa]
2
Vijci su optere}eni na zatezawe i savijawe. Potreban broj vijaka z : σ
=
F N z ⋅ AV
µ 1 F N h
+
z ⋅
π
⋅ d 13
≤ σ d ⇒ z ≥
1 32 ⋅ µ 1 ⋅ h + 3 = σ d AV π ⋅ d 1
F N
32
1 233 ⋅ 35 = 52040 + 32 ⋅ 0.233 693 .87 ⋅ ( 0.0030 + 0.0078 ) = 7.49 = 693 π ⋅ 10648 75 325 325 2 325 mm gdje gdje su: su: AV = 325 - povr povr{i {ina na
popre~nog presjeka vijka d 1 = 22 [ mm ] - pre~nik u`eta h ≅ 1.6 ⋅ d 1
FN
= 1.6 ⋅ 22 = 35 [ mm]
potrebno je z = 8 vijaka M24 Vijc Vijcii se post postav avqa qaju ju na rast rastoj ojaw awu: u: l V
z = 8
≥ 5 ⋅ d V = 120 120 [ mm ]
d
M24
Normalni napon: σ =
52040 8 ⋅ 325 325
+
h
0.233 233 ⋅ 52040 ⋅ 35 π ⋅10648 8⋅ 32
= 20.01 +
424386 .20 8358 .68
= 20.1 + 50.77 = 70.87 [ MPa
σ ekv
= 71.33 [ MPa]
Tangencijalno napon od popre~ne sile: τ
=
⋅ F N 0.233 = 233 ⋅ 52040 = 4.663 663 [ MPa ] 8 ⋅ 325 325 z ⋅ AV
µ 1
Ukupni napon: σ ek σ 2 + 3 ⋅τ 2 = ekv v =
5022 .55 + 62 .23
= 71 .33 [ MPa ] < σ d = 75 [ MPa ]
KO^NIC A URE\AJA ZA DIZAW E17 Prikqu~ne mjere:
[
D = 315 mm
]
, a1 F N = 52 .04
[kN ]
,
212 [ mm ] = 212
[
h = 230 mm
,
vijak: M24 σ d
= 75[ MPa ]
17
[: str. 114
]
α
≅ 70 - obuhvatni ugao papu~e
Obodna brzina
0
1
Moment ko~ewa na temequ stati~kog optere}ewa:
3 l
2 l 1 l
α
h
l0
lm
=ν K ⋅ M stk v =ν K ⋅ Q ⋅ ⋅η ω 1 M K = 345 .9 [ Nm Nm ] 5 = 1.75 ⋅ 200 ⋅ ⋅ 0.9 60 ⋅ 75 .88 = 315 ⋅ 0.0010 = 0.3459 [ kNm ]
bubwa (diska):
M K
v
315 = D ⋅ π ⋅ n = 0.315
Povr{inski pritisak: p
Momnet ko~ewa na temequ vremena zaustavqawa ( t z M K = M stk + J ⋅ ε v 5 ⋅ 0.9 = 0.180 M stk = Q ⋅ 200 ⋅ 180 [ kNm kNm ] = 180 180 [ Nm] ω ⋅η = 200 60 ⋅ 75.88 1 2
v J = 1.2 ( J M + J S ) + m ω ⋅η = 1.2 ⋅ ( 0.9 + 0.6 ) + 20000 1 kgm 2 ] = 1.8 + 0.021709 = 1.8217 [kgm
= 0.8 s ) :
=
F N b1 ⋅ h1
=
2830 . 110 110 ⋅ 1
≤ p d = 0.05 .. 0.4 [
2
5 ⋅ 0.9 = ⋅ 60 ⋅ 75.88
gdje su:
= 0.9 - moment inercije elektro motora;
J M
inercije inercije spojnice; spojnice; masa ω 1
ε =
t z
M K
=
77.58 0.8
m
= 20 [t ] = 20000 [kg ]
J S = 0.6 -
moment -ukupna -ukupna translaci translacijska jska
−2 = 96.975 975 [s ] ;
Nm ] = 180 180 + 1.8217 ⋅ 96.975 975 = 356 356 .65 [ Nm
M K
Provjera toplotnog optere}ewa ko~nice Ko~nica slu`i i za zaustavqawe i za dr`awe tereta. materi materijal jal oblog obloge: e: Ferod Ferodo-az o-azbe best, st, T 0 = 303 [ K ] - temper temperatu atura ra okoline, dimenzije obloge: b1 = 110 [ m]m - {irina obloge h1
Normalna F N
=
M k
µ ⋅ D
≅ 2⋅
D 2
sin sin 35 0
sila
=
356 .65 0.4 ⋅ 0.315
= 345 .9 Nm ] [ Nm
= 0.5735 D = 180 180 [ mm ] na
~equst:
= 2830 .55 [ N ] = 2.830 [ kN ] 18
[: str 121, tab 9.3
=
P K
Nm ] [ Nm
=
W K
= 110 [ mm ] h1 = 180 [ mm ]
F N = 2830 .55
[ N ]
p
= 0.143
Nm ⋅ 1 s mm2
143 ⋅ 11.951 951 = 0.684 684 Specifi~na snaga trewa: µ ⋅ p ⋅ d = 0.4 ⋅ 0.143 W ( µ ⋅ p ⋅ d ) d = ..0.9 2 19 mm
ω 1
t k 1
J ω 1
⇒ t k 1 =
M K
− M stk
=
1.8217 ⋅ 77.58 345 .9 − 180
= J ⋅ ε − M st
⇒ t k 2 =
J ⋅ ω 1
M K + M stk
=
1.8217 ⋅ 77.58
345 34 5.9 + 193.92
=
J ⋅ ω 1
M K
− M stk ⋅ 0.05
=
1.8217 ⋅ 77.58
345 345 .9 − 180 180 ⋅ 0.05
= 0.851[ s ]
t k 4
=
M K
+ M st ⋅ 0.05
=
345 345 .9 + 193 193 .92 ⋅ 0.05
= 0.397 397 [ s]
Za sredwu pogonsku grupu pretpostavqam z = 20
[: str 116, tab 9.2 [: str 121, tab 9.3
W K k ⋅ A
T = T O
= 0.07
=
53 138 138 .2
cklusa h
+ ∆T = 303
temperatu ra diska OTKO^NI ELEKTROMAGNET Rad magneta: W m 0
20
360 360
porast temperatu re diska.
Temperatura diska: Za ferodo-azbest: T d = (450 ..500 ) [ K ] 20
19
−
= D1 ⋅ π ( l 5 − l 4 )
∆T =
Ukupno vrijeme ko~ewa tokom jednog radnog ciklusa: 851 + 0.261 261 + 0.419 419 + 0.397 397 = 1.928 928 [ s ] t k = t k 1 + t k 2 + t k 3 + t k 4 = 0.851
z − broj ko~ewa na sat
360 360
= D ⋅ π ⋅ l 5
- ukupna slobodna povr{ina diska
= 0.261[ s ]
419 [ s] = 0.419
1.8217 ⋅ 77.58
A1
A = A1 + A2
− bez tereta prema gore: J ⋅ ω 1
11.
unutra{wa povr{ina
− bez tereta prema dole: t k 3
≅ 40
koef prelaza toplote Slobodna povr{ina diska (diska spojnice):
A2
− sa maksimalnim teretom prema gore: M K
1000
=1
-vawska povr.
Vrijeme ko~ewa: − sa maksimalnim teretom prema dole:
= M stk + J
P K ⋅ z ⋅ t K
k ≅ 40 v
[ MPa ]
M K
M K ⋅ ω K
rad ko~e ko~ewa wa u jednom satu
b1
m = 11 .95 s
2
- snaga pri jednom ko~ew u
M K = 356 .65
v
1
= 2.2 ⋅ F N ⋅ λ =
[
] - zra~nost na papu~i21
λ =1.25 mm
Prenosni odnos polu`ja:
=
i
2.2 λ
hm 0
2.2 ⋅1.2
=
40
Otko~na sila: t k 1
= 0.851 [ s ]
t k 2
= 0.261 [ s ]
t k 3
= 0.419 [ s ]
=
W m hm
=
5
=
D
l 1
≅ 1.15
l 2
≅ 2.2 ⋅180 180 = 400 400 [
2
= 1.15 ⋅
= 1.928 [ s ]
i
=
l 1
⋅
l 3
l 2 l m
⇒
l 0
kJ h
l 1 l 2
= 200 [ mm ]
Sila u opruzi (zanemari v{i v{i te`i te`inu nu poluga):
2
[ ]
[ Ncm ]
F O
l
= F N ⋅ 1 ⋅
= 1.25 ⋅ W m 0 = 1.25 ⋅ 778 778 .4 = 973 973 [ Ncm ] - zbog tro{ewa obloga
Maksimalni podizaj magneta: hm = 5 [ cm ] hm 0
je: G = 90 [ N ] te`ina kotve magneta
= 0.8 ⋅ 5 = 4 [cm] - nova obloga 22
l 3
l 2 l 0
gdje
[: str 116, tab 9.1
l 3
=
usvojeno, zavisi o konstrukci ji
A = 0.132 [ m ] T = 332 .33 K W m0 = 778 .4
W m
l m
Usvajam: l 3 = 55 [ mm ] ⇒ l m
P K = 13838 [W ] W K = 533 .59
21
973 973
Odabiram otko~ni magnet : PKN 150 ” ’22 Dimenzije prenosnih poluga:
= 0.397 [ s ]
t k 4
t k
F m
[: str 125, tab 9.6
−G
URE\AJ ZA VO@WU VITLA (KOLICA) 97 3 W m = 973
[ Ncm]
= 5 [ cm ]
hm
TO^KOVI VITLA23 Vlastita te`ina vitla: GV
F m
= 194 .6 [ N ]
180 [ mm ] = 180 l 2 = 400 400 [ mm ]
l 1
i = 6.3 l 3 = 60 [ mm ] l m
l 0
= 378 [ mm ] = 200 [ mm ]
≅ 20 + 0.2 ⋅ Q =
Usvajam: GV = 60 [ kN ] Optere}e we jednog to~ka: F =
Gv
+Q
60 +
=
4
Odabiram pqosnatu {inu:
4
[
bxh = 50 x 40 mm
F O
= 193 [ N ]
]
Pre~nik to~ka D
≥
F k 1 ⋅ k 2 ⋅ k 3 ⋅ p d ⋅
gdje su : k 1 =1 koeficijent materijala to~k to~kov ova a , materijal ^.0545 povr{inski kaqen 23
[: str 104
k 2
= 1 - koeficijent koeficijent broja broja obrtaja to~ka
k 3 =1 k 1 , k 2 , k 3
- keoficijent vezan za pogonsku grupu (sredwa) - vrijednosti koeficijenata24
= 7.35 N 2 - za {ine sa ravnom povr{inom glave mm b = k − 2r = 55 − 2 ⋅ 5 = 45 [ mm] - korisna {irina glave {ine 25 Usvajam: D = 250 [ mm ] , pogonski to~kovi sa direktnim direktnim pogonom
[
D = 250 mm
]
p d t
1
i kotrqajnim le`ajevima pogonski to~ak: po JUS M . D1.110 , to~ak 250 D1.111 111 , to~ak 250 slobodni to~ak: po JUS M . D le`ajevi to~kova: po JUS M .C 3.655 , 60 SD 23 pre~nik izlaaznog vratila pogonskog to~ka: d 2 = 50 [ mm ] broj obrtaja to~ka: nt =
v2 D ⋅ π
=
25
[ m in ] −1
−1 847 [min ] = 31.847
0.25 ⋅ 3.14 k 2 = 1 , nepotrebna
Po{to je za ovja ovja broj obrtaja je daqa provjera pre~nika to~ka. Spec Specif ifi~ i~ni ni otpo otporr vo`w vo`we: e: za pre~ pre~ni nik k to~k to~ka a D = 250 [ mm ] i
kotrqajne lewajeve: W = 9.8
i kN
Otpori F V
=
N
w'
1000
⋅ W =
200000 + 60000 1000
F V
= 2548 [ N ]
N = 4.8 26 kN
ustaqene
Q + GV
n1 = 3 1.8
vo`we:
⋅ 9.8 = 2548 [ N ]
IZBOR MOTORA ZA VO@WU Nominalna snaga potrebna za ustawenu vo`wu:
=
P n
F V ⋅ v 2
=
η
2548 ⋅ 25 0.9 ⋅ 60
179 [ kW ] = 1179 .63 [W ] = 1.179
Otpori kod pokretawa s punim teretom i ubrzawem a p
= 0.2 m2 ( η =1.1... 1.3 s - faktor
za mosne kranove i vitla op{te upotrebe, sa gipkim vje{awem tereta) F P
GV
= F V + L P = F V + η V
g
= 60 [ kN ]
[
F = 65 kN
D
Q + GV
]
≥ 196 .52 [ mm ]
a p , L P −inercijalna inercijalna
sila kod pokretwa
V
uticaja rotiraju}ih masa Odnos optere}ew a motora kod pokretawa i kod ustaqene vo`we: F P F V
= 1 + η V
a p 100 100 g
Nominalnu snagu motora treba odrediti prema odnosu: 24
[: str 106, tab 8.3, 8.4, 8.5 [: str str 104, 104, tab 8.1 8.1 26 [: str 59, sl 3.4 25
27
[: str 69
⋅
w
=
F P
F
1.7.... 2 F V * ⋅ v 2
=
3.496 ⋅ 2548
P N * = (2425 ...
... 4453 .9 [ N ] = 5239 .8... 1.7.... 2 ... 2061 .9) [W ] ( 5239 .8...... 4453 .9) ⋅ 25 = 2425 .8.... 2061 .9 [W ] = 2.425 .... 2.061 = P n* = Motor: η 0.9 ⋅ 60 4 AZd 110 L −6, P n =1.8 [ kW ] 110 L − 6, S 3 : 40%; P = 1.8 [ kW ] 28 Odabiram motor: 4 AZd 110 * V
n
Za odabrani motor: π ⋅ 910 910 o , = 910 ω 1 = ω n = = 95.24 [ rad 910 rad / s ] 30 min P m ⋅ D 2 038 1800 = 0.038 = 0.0095 [kgm = 18.899 J M = kgm 2 ], M n = n = 899 [ Nm Nm ] n
4
ω n
4
spojnica:
[
D =125 mm
]
95.24
Odabiram spojnicu: elasti~na sa dobo{em za ko~nicu ko~nicu po JUS
Spojnica:
=
J S
29
M .C 1.516
mD
J = J M
2
4
[
] , sa karakteristikama karakteristikama = 50 [ Nm Nm ] kgm ] , M = 0.0067 [kgm
D =125 mm
=
0.027 027 4
2
K , max
+ J S = 0.0095 + 0.0067 = 0.0162
kgm kgm
i red red
2
= 28 .574
IZBOR REDUKTORA Prenosni odnos: ired = nk
n1 nk
=
910 910 31.847 847
= 28.574 574
o = 31 .847 - broj min
obrtaja to~ka vitla
0 2 3
n1
Spojni ca 40 JUS M.C1.5
Biram vertikalni IX reduktor MIN V 2.320 − IX z 1
= 15,
z 2
= 86,
' 2
z
= 18,
z 3
= 87 ⇒ ired =
Reduktor: MIN V 2.320 IX IX
86 87
⋅
15 18
= 27.71
Stvarni prenosni odnos odnos odgovara je je }e se to~kovi imati brzinu brzinu m
ve}u za oko 1 {to ne uti~e na koeficijente prora~una s to~kova.
F V = (5293 ... *
[ ]
... 4453 .9) N
28 29
[: str 81, tab 5.2 [: str 82, tab 6.1
PROVJERA POKRETA WA PRAZNIH KOLICA (VITLA)
Prilikom pokretawa ne smije do}i do proklizavawa to~kova. Vrijeme pokretawa praznog vitla: t p
β V 0 ⋅ GV ⋅ v2
≥
2β v 0 ⋅ v2
=
( µ a ⋅ Ga − W vs ) ⋅ g µ a −
2 ⋅ 1.156 156 ⋅ 0.416 416
=
( 0.2 − 0.0098) ⋅ 9.81 g 1000 w
= 0.515 515 [ s ]
gdje su:
=
Ga
GV
;
2
β V 0 -
W vs
=
GV 2
w
⋅
- otpor vo`wi slobodnih to~kova
1000
= 1.156
β v 0
se izra~unava iz uslova: 2
2
2
v2 1 GV v2 1 1.2( J M + J S ) ω 1 ⋅ = ⋅ ⋅ ⇒ = + ⋅ β β 1.2( J S + J M ) + 1 V 0 V 0 ω η ⋅ η g ω 1 g mv 1 η v2 2 1.2 ⋅ 0.0162 95.24 1+ ⋅ 156 ⋅ 0.94 = 1.156 6116.2 0 . 416 41 6 GV
m v = 6116 .2
t p 0
[kg ] = 0.618 [ s ]
gdje je: mv
=
GV g
=
60000
= 6116 .2 [ kg ] - masa vitla
9.81
Sa sigurno{}u od
2 0%
vrijeme pokretawa je: t p 0 = 0.618 [ s ]
F po po = 5347 .3
[ N ]
Sila kod pokretawa praznog vitla: GV
= F V + F in =
F po
1000
⋅ w + β v 0
GV g
⋅
v2 t p 0
=
60000 1000
156 ⋅ ⋅ 9.8 + 1.156
60000 9.81
⋅
0.416 416 0.618 618
M po po = 24 .847
[ Nm Nm ]
= 588 588 + 4759 .32 = 5347 .3 [ N ] = 5.347 347 [ kN ] Moment pokretawa motora:
=
M po
F po
⋅
η
v2
ω 1
=
5347 .3 0.416 416 0.94
⋅
95.24
847 [ Nm = 24.847 Nm ]
[
≅ 1.5 ⋅ M n
⇒ M n =
M po 1.5
=
Po{to je za odabrani motor predimenzionisan Snaga motora treba biti: P n
=
F po 1.5
⋅
v2
=
η
5347 .3 0.416 1.5
Odabiram motor:
mD 2 4
=
0.94
J M
je
2
M n =15 .577
[ Nm Nm ]
= 1577 .6 [W ] = 1.577 [ kW ]
4 AZd 100 L − 6,
S 3 : 100% ,
n = 920 92 0 0.038 4
= 0.0095[ kgm kg m2 ];
M n =
spojnica: ostaje ista J M + J S reduktor: ired =
[]
t p = 0.515 s
n1 nk
=
920 920 31.847 847
= 0.0095
[kgm kgm ]
92 0 π 920 o rad ; 96 . 293 29 3 = = ω 1 s ; 30 in
P n = 1.5 [ kW ] ; J M =
⋅
24.847 84 7
56 4[ Nm ] = 16.564 1.5 M n = 18 .899 motor
]
P n =1.57 kW 4 AZd 100 L − 6,
Do proklizavawa ne}e do}i ako je M po
= 16 .564 [ Nm Nm ]
M n
P n
ω n
=
1500 96.293 29 3
= 15.577 57 7[ Nm ]
= 0.0095 + 0.0067 = 0.0162
= 28.8 , ostaje isti .
kgm kgm
2
Nove vrijednosti za: β V 0 F po
= 1.17 t p = 0. = 5351 [ N ] M po
M po M n
= 24.58 ≈ 1.5 15.57
Ponovo izabrani motor zadvoqav a sve uslove.
a p
Vrijeme pokretawa vitla sa punim teretom:
= 1.5M n = J ⋅ ε + M st = J
M Psr
=
52.54
= 4.51 [ s]
11.645 645
ω 1
+ M st
t p
a p
J ⋅ ω 1
− M st 0.416 416 m = = 0.092 092 2 4.51 s
v2
=
⇒ t p =
t p
M psr
=
0.5456 ⋅ 96.293 293 1.5 ⋅ 15.57 − 11.71
092 = 0.092 m s 2
gdje su: J = 1.2( J M
Q + GV
+ J S ) +
g
2
2 v2 1 200000 + 60000 0.416 416 ⋅ ⋅ η = 1.2 ⋅ 0.0162 + ω 9 . 81 96 . 293 29 3 1
=
M st
F V
⋅
η
v2
=
ω 1
2548
0.416 416
⋅
0.94 96.293 293
= 11.71[ Nm]
Vrijeme pokretawa vitla sa
= 1.5M n = J 1 ⋅ ε + M st 1 = J 1
M Psr
792 = 42.792 = 3.0 [ s ]
a p1
13.897 897
[]
t p1 = 3 s
= 0.0194 + 0.526 526 = 0.5456 [kgm kgm 2 ]
0.75
ω 1
t p
=
Q
a p1
:
+ M st 1 ⇒ t p1 =
v2
J 1 ⋅ ω 1 M psr
416 = 0.416 = 0.138 138 3
t p
− M st 1
=
0.444 444 ⋅ 96.29
= 0.138 m s 2
1.5 ⋅ 15.57 − 9.4
m s 2
gdje su: J 1
= 1.2( J M + J S ) +
= 1.2 ⋅ 0.0162 + F V 1
Q + GV
=
=
M st 1
η
g
150000
ω 1
+ 60000
9.81
⋅ W =
1000 F V 1 v2
⋅
0.75Q + GV
=
150000
2
v2 1 ⋅ ω 1 η 2 416 1 0.416 = 0.0194 + 0.425 kgm 2 425 = 0.444 444 [kgm ⋅ 96.293 0.94
+ 60000
1000 2058 0.416 416
⋅
0.94 96.293 293
⋅ 9.8 = 2058 [ N ]
[]
t po po = 0.652 s a p 0
= 9.458 458 [ Nm Nm ]
Vrijeme pokretawa praznog vitla : J 0 ⋅ ω 1
=
t p 0
M psr
− M st 0
=
0.140 140 ⋅ 96.293 293 1.5 ⋅15.57 − 2.70
=
13.48 20.65
= 0.652 652 [ s ]
a p1
=
v2 t p
=
0.416 0.652
= 0.637 637 m s 2
= 0.
gdje su: J 0
= 1.2( J M + J S ) +
F V 0
=
M st 0
GV 1000 F V 0
=
g
2
2 v2 1 60000 0.416 416 1 140 ⋅ = 1.2 ⋅ 0.0162 + = 0.140 ⋅ 9 . 81 96 . 293 29 3 0 . 94 ω η KO^NICA 1
URE\AJA ZA VO@WU
⋅ W = 60000 ⋅ 9.8 = 588 588 [ N ]
η
⋅
v2 ω 1
β v 0 =1.. 7
[] = 5351 [ N ]
t po = 0.625 s F po po
GV
=
1000 588 588
⋅
0.416 416
0.94 96.293 293
= 2.70 [ Nm]
aK FK
GV
M po po = 24 .5
[ Nm ]
[]
t p = 4.51 s
Q
v2
Da ne bi do{lo do proklizavawa to~kova vrijeme ko~ewa treba da bude: t ko
≥
2 ⋅ β ko ⋅ v2
+
µ a
w
⋅
'
1
g
1000
Kod ko~ewa mawi specifi~ni otpor ( w ' < w) daje ve}e potrebno vrijeme ko~ewa. Kod ko~ewa praznog vitla: β Ko
= 1+
2
β ko =1.181
+ J S ) ω 1 1.2 ⋅ 0.0162 96.293 293 1 ⋅ 1 ⋅ = + ⋅ ⋅ = 1.181 1 181 mv 6116 .2 416 0.94 0.416 v2 η
1.2( J M
2
µ a
= 0.2 - koeficijent trewa izme|u to~kova i {ina.
t ko
181 ⋅ 0.416 416 982 ≥ 2 ⋅1.181 ⋅ 1 = 0.982 = 0.490 490 [ s ] 4.8 odnosno sa 9.81 0.204 204 0.2 +
2 0%
µ a
= 0 .2
t ko
= 0.588 [ s ]
t ko
= 0.6 [ s ]
1000
sigurnosti t ko
= 0.588 [ s ]
Zanemarimo li otpore vo`wi slobodnih to~kova iz jedna~ine t ko
β ko GV v2 1 t ko ≥ ⋅ µ a Ga + W vs g
≥ β ko ⋅
⇒ s ko
≥ β ko
Za vrijednosti β ko =1.181 i v 2 = 25
v2
z
⋅
µ a ⋅ g z k v 22
; a ko
≤
µ a g z k β ko
⋅
z
;
z
2 µ a g z k
i na osnovu sqede}e min m
tabele: µ a
[]
t ko s
[ ]
s ko m
slijedi da je: t ko ≥
0.12
0.20
0.25
v 2 z
v 2 z
v2
56 z k
94 z k
v 22
v 22
z
11250 z k
6750 z k v2
⋅
z
94 z k
=
25 94
z
117 z k
v 22
z
14000 z k
a ko
⋅ 2 = 0.531 531 [ s ] gdje je
z = 4 - ukupni broj to~kova, z k = 2 - broj pogonskih (ko~enih)
to~kova Usvajam vrijeme ko~ewa praznog vitla t ko = 0.6 [ s ] Ubrzawe (usporewe): ako =
z
v2 t ko
=
m = 0.694 694 2 60 ⋅ 0.6 s
= 0.694 m s 2
F ko = 4724 .9
[ N ]
25
Moment Potrebna sila za ko~ewe praznog vitla: β ko ako G G w ' 1.181 ⋅ 0.694 − 4.8 ko~ewa F ko = β ko V a ko − V ⋅ w ' = GV − = 60000 na osovini g g 1000 1000 9 . 8 1 1000 motora: = 4724 .9 [ N ] M ko
= F ko ⋅
v2
ω 1
⋅ η =
Usvaja se moment ko~ewa : M ko = 19 [ Nm Nm ]
Vrijeme ko~ewa kod tereta od ' w < w ):
= J 1 ⋅ ε 1 − M st 1 = J 1
M k
ω 1 t k 1
− M st 1
0.75
⇒ t k 1 =
Q (uzima
J 1ω 1
=
M k + M st 1
se otpor vo`we 0.394 ⋅ 96.293 19 + 4
= 2.91[ s]
gdje je: 2
v 2 J 1 = 1.2( J M + J S ) + ⋅η = g ω 1 2 150000 + 60000 0.416 416 2 394 [kgm kgm ] = 1.2 ⋅ 0.0162 + ⋅ 0.94 = 0.0194 + 0.375 = 0.394 9.81 293 96.293 v 0.75Q + GV 150000 + 60000 0.416 416 ⋅ w' ⋅ 2 ⋅ η = ⋅ 4.8 ⋅ M st 1 = ⋅ 0.94 = 4 [ Nm] 1000 1000 96 . 293 ω 1 0.75Q + GV
ak 1
=
v2 t k 1
416 = 0.416 = 0.14 m2 , 2.91 s
S k 1
=
v 2 ⋅ t k 1 2
416 = 0.416
⋅ 2.91
2
= 2.91 [ s ]
t k 1
= 0.6 [ m] - put
J 1 = 0.394 39 4
[ kgm kg m ] 2
M st 1
a k 1
= 4 [ Nm Nm ]
= 0.14 m2 s
= 125 [ mm ] b1 = 45 [ mm ] h1 = 72 [ mm ]
D
ko~ewa
µ = 0.4
Pre~nik dobo{a ko~nice (spojnice): (spojnice): D =125 [ mm ] [irina ko~ione obloge: b1 = l 5 − 5 = 50 − 5 = 45 [ mm ]
v
Visina ko~ione obloge: h1 = 2 ⋅ Materijal obloge: v
D
[ ]
N = 380 N
sin sin 35 = 72 [ mm ]
2 Ferodo-fiber, µ = 0.4
125 ⋅ 3.14 ⋅ = Dπ ⋅ n1 = 0.125
920 60
m = 6.01 - obodna brzina diska s
Normalna sila na ~equst: N =
M k
µ ⋅ D
=
19 0.4 ⋅ 0.125 125
= 6.01 m s
p = 0.117
[ Mpa Mpa ]
= 380 380 [ N ]
Povr{inski pritisak: p
=
N b1 ⋅ h1
=
380 380 45 ⋅ 72
117 [ MPa ] < P d = 0.05..1.2 [ MPa ] = 0.117
z = 20
Specifi~na snaga trewa: µ pv = 0.4 ⋅ 0.117 117 ⋅ 6.01 = 0.281 281
W < ( µ pv) = 0.5...1.5 d mm 2
PORAST TEMPERATURE DISKA:
Ra~unamo sa z = 20
ciklusa h
i optere}ewem od
Ukupno vrijeme ko~ewa u 1 ciklusu: t k = t k 1 + t k 0 = 2.91 + 0.6 = 3.51[ s ] Snaga kod jednog ko~ewa: P k
=
1 2
M k ⋅ ω k
1
= ⋅19 ⋅ 96.293 293 = 914 914 .78 [W ] 2
Rad ko~ewa u jednom satu: W k
=
P K ⋅ z ⋅ t k 1000
914 .78 ⋅ 20 ⋅ 3.51 kJ 217 = 914 = 64.217 1000 h
0.75
Q
t k
= 3.51 [ s ]
P k
= 914 .78 [W ]
W k = 64 .217
kJ h
Koeficijent prelazaa toplote (pribli`no): k = 40 v
= 40 ⋅
Slobodna povr{ina: A ≅ D ⋅ π ⋅ l 5
M ko
= 19 [ Nm Nm ]
6.
Porast temperatu re diska:
= 0.12
∆T =
W k
64.217 217
=
k ⋅ A 98 ⋅ 0.02 303 + 32.76 = 33537 T = T 0 + ∆T = 303
83 6 = 836
W mo
= 32.76 [ K ]
[ Nmm] 350 [ K ] - ko~nica zadovoqava < T d = 350
104 .5 = 104 [ Ncm ]
W m
OTKO^NI ELEKTRO-MAGNET ELEKTRO-MAGNET Rad magneta: W mo = 2.2λ N = 2.2 ⋅1 ⋅ 380 380 = 836 836 [ Nmm ] W m = 1.25 W mo = 1.25 ⋅ 836 = 1045 [ Nmm ] = 104 .5 [ Ncm ]
i=
Prenosni odnos poluga:
F m =104 .5 N
i
=
2.2 ⋅ λ
hmo
=
2.2 ⋅1
2 .2 ⋅ 1
=
0.8 ⋅ hm
0.8 ⋅10
=
2.2 8
=
[ ]
1 3.5
= 70 [ mm ] l 2 = 140 [ mm ] l 3 = 80 [ mm ] l m = 140 [ mm ] l o = 60 [ mm ] l 1
= 10 [ mm ]
hm
Otko~na sila: F m
=
W m hm
=
104 .5 1
104 .5 [ N ] = 104
Dimenzije prenosnih poluga: l 1
i=
D
≅ 1.1
2
= 1.1 ⋅ 62 .5 = 70 [ mm ] ,
l 1 l 3
⋅
l m
⇒
l 2 l m
l 3
=
l 2
≅ 2.2
hm
1 3 .5 = 10 [ mm ]
D 2
140 [ mm ] = 2.2 ⋅ 62 .5 = 140
F 0
= 78 .5 [ N ]
l 1 1
⋅ = 0.5 ⋅ 3.5 = 1.75
l 2 i
140 [ mm ], l 0 = 60 [ mm ] Usvajam: l 3 = 80 [ mm ], l m = 140 Sila u opruzi (zanemariv{i te`inu poluga):
F 0
l
= N ⋅ 1 ⋅
l 3
l 2 l 0
− Gm
l m l 0
= 380 380 ⋅ 0.5 ⋅ 1.333 333 − 75 ⋅ 2.33 = 253 253 .27 − 174 174 .75 = 78.5 [ N ]
PRIMJJER PRORA^ UNA PRITISNE ZAVOJEN OPRUGE
kJ m 2 hK
k = 98 A
Materijal opruge: ^.483030
= 0.02 [m 2 ]
∆T = 32 .76 [ K ]
30
B. Kraut: str 313
= 1200 [ MPa ], σ M = 1350 ..1700 [ MPa ] σ R
1 3 l
τ d = (0.3..0.4)σ M -za
pulsiraju}e optere}ewe 600 [ MPa ] τ d = 600 τ a < 300 300 [ MPa ] τ ad = 150 [ MPa ]
2 l 1 l
α
h
l0 F max
=
F min
F 0
F o
=
τ 0 τ max − 2 ⋅ τ a τ mac = F 0 ⋅ , za τ max − 2 ⋅ τ a
τ max F max max
τ min
= τ d ,
τ max max
=
lm
τ a
= τ ad dobijamo
F max
F max
600
= F 0 ⋅
= 2 F 0 600 − 2 ⋅150 = 2 ⋅ 78 .5 = 157 [ N ] σ M = 1500
[ MP a] 600 [ MPa ] τ d = 600 d ≥ 3
π ⋅ τ d
16 ⋅ k ⋅ F max λ
=3 D s
16 ⋅ k ⋅ F max ⋅ RS
π ⋅ τ d
= λ ⋅ d ;
k = 1 +
⋅
2
198 ⋅ 157 157 7 = 3 16 ⋅ 1.198 ⋅ =3 3.14 ⋅ 600 600 2
21065 .632 632
=
5 4λ
+
7 2
8λ
+
1
λ 3
= 1+
5 28
+
7 392 392
+
1 343 343
− F 0 157 157 − 78.5 N = = 18.255 255 ∆ f 4.3 mm
F max max
∆ f = hm ⋅
774 [ mm] = 1.774
λ = 4...9 , λ = 8
Usvajam: d = 3 [ mm ] Konstanta opruge: c
3768
l 0 l m
= 10 60 = 4.3[ mm] 140 140
Broj navoja opruge: i = i r + (1.5.... 2)
^.4830 σ R = 1200
[ M Pa]
= 1 + 0.178 178 + 0.0178 + 0.00291 = 1.198 198 D s
= 3 ⋅ 8 = 24 [ mm ]
F max
= 157 [ N ]
k = 1.198
[
d = 3 mm
D s
c
]
= 24 [ mm ]
N = 18.3 2 mm
[
f = 4.3 mm ∆
] ir
i
c=
d 4 ⋅ G 8 ⋅ ir ⋅ D
3 s
⇒ ir =
ir = 4 - radna i = 4+2 = 6
d 4 ⋅ G
3 ⋅ 80000 4
=
8 ⋅ c ⋅ D
3 s
8 ⋅ 1 8.2 5 5⋅ 2 4
3
=
64800000 2018856.9
= 3.2
Lmin min = 27 [ mm ] L = 35 .6 [mm ]
navoja
= 4 ⋅ 6.6 = 27 [ mm]
= Lmin min +
F max max c
= 27 +
157 157 18.255 255
= 35.6 [ mm]
Du`ina opruge koja je je prednapregunta: L0 = Lmin f = 27 + 4.3 [ mm ] = 31 .3 [ mm ] min + ∆ Korak opruge: t 0
=
L0 i
L0 t o
Du`ina opruge u neoptere}enom stawu: L
=6
ir = 4
Minimalna du`ina opruge Ld = ir ⋅ d ; Lmin = ir ⋅ ( d + δ min ) = i r ⋅ ( d + 0.1...0.25 d ) Lmin min
=4
= 31.3 = 5.5[ mm] 6
Literatura: 1. [}ap Dragut Dragutin: in: PRENOSI PRENOSILA LA I DIZALA, DIZALA, FSB – ZAGR ZAGREB EB 2. Rogi} Rogi} Miroslav: Miroslav: PREDAVAW PREDAVAWA A IZ TRANSPORTNI TRANSPORTNIH H URE\AJA, URE\AJA, MF-Bawa Luka 3. Dedi Dedije jerr Savs Savs:: OSNO OSNOVI VI TRAN TRANSP SPOR ORTN TNIH IH URE\ URE\AJ AJA, A, GKGKBeograd 4. Ostri} Ostri} Davor Davor:: DIZALIC DIZALICE, E, MFMF- Beograd Beograd 5. Serdar Serdar Joza: PRENOSIL PRENOSILA A I DIZALA, DIZALA, TK- Zagreb Zagreb 6. Veriga Slobodan: MA[INSKI ELEMENTI I,II , MF-Beograd Du{an: MA[INSKI ELEMENTI I,II I,II ,III, NK-Beograd 7. Vitas Du{an: 8. Ogwanovi Ogwanovi} } Milosav: Milosav: MA[INSKI MA[INSKI ELEMENTI ELEMENTI,, NK-Beograd NK-Beograd 9. Kraut Kraut Bojan Bojan:: STROJA STROJARSKI RSKI PRIRU^NI PRIRU^NIK, K, TK-Zagreb TK-Zagreb,, 1975 1975
= 27 .9 [ mm ] = 5.5 [ mm ]