Upload
duongduong
View
379
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
22.11.2014
1
Zveze gredi in pesta
Viri: [1] M. Medič. Lesarsko strojništvo. 2001;[2] Roloff/Matek. Maschinen-elemente;[3] http://www.ideal-velenje.si/p_strojni.htm. Katalog. Ideal Velenje d.o.o.. sept. 2008;[4] Predloge za vaje SE na FS – LJ;[4] Podlesnik 1976;[6] Atlas za konstruiranje. http://www.konstruktionsatlas.de/antriebstechnik/welle-
nabe-verbindung-formschluss.shtm – Zajeto 09.11.2014;Glej tudi: http://lace.uni-mb.si/strojni_elementi_1_UNI/slikovno_gradivo/8%20-
%20Zveze%20gredi%20in%20pesta.pdf
Za zvezo gredi in pesta se uporabljajo elementi, ki omogočajo
prenos vrtilnega momenta s pesta na gred oz. z gredi na pesto ter v
posebnih primerih tudi premikanje pesta po gredi v aksialni smeri.
Zveze gredi in pesta so lahko oblikovne zveze (npr. zagozde in
mozniki, utorne in zobate zveze, poligonske zveze) in torne
zveze (npr. spenjalne zveze, stožčasti nased, zveze z elastičnimi
elementi, krčni nased).1
Zveze gredi in pesta je torej zveza, ki povezuje gred s pestom na tak način, da omogoča prenašanje vrtilnega gibanja in vrtilnega momenta.
Slika. Zobnik na gredi-pastorku
[http://synergiscad.files.wordpress.com/2013/01/key1.png]
Pastorek (gred in zobnik,
izdelana v enem kosu)
Drugi zobnik
(nasajen na gred)
Zobnik pastorekPoševno ozobje
Pesto drugega zobnika
2
22.11.2014
2
Gredne zveze z obliko
Gredna zveza s (a) prečnim in (b) vzdolžnim zatičem
(a)
(b)
Pesto
Gred
Zatič, prečno
na gred
Pesto
Gred
Zatič, vzdolžno
glede na gred
l .... dolžina zatiča
d ... premer zatiča
D ... premer gredia
DN ... zunanji premer pesta
Prečni zatič je na stiku pesta in
gredi dvakrat strižno
obremenjen preko svojega
prečnega okroglega preseka,
ko prenaša torzijski moment
Vzdolžni zatič je na stiku pesta
in gredi strižno obremenjen
preko ene vzdolžne pravokotne
ravnine (d*l), ko prenaša
torzijski moment
3
Slika. Zatič
[http://www.ivec.si/katalog/MzA=/SUNQLi4uNTEyTQ==/S
ornik_M6_X_50_Z17.html]
Slika. Sornik
[http://www.elektronik.si/phpBB2/viewtopic.php?t=37120]
Gredna zveza s (a) prečnim in (b) vzdolžnim zatičem
(a)
(b)
http://www.konstruktion
satlas.de/antriebstechni
k/welle-nabe-
verbindung-
formschluss.shtml
4
22.11.2014
3
Gredna zveza z moznikom
PestoGred
Moznik
http://www.konstruktion
satlas.de/antriebstechni
k/welle-nabe-
verbindung-
formschluss.shtml
Moznik
5
[4] [4]Gredna zveza z moznikom
Pesto
Gred
Moznik
Zračnost „z“
l .... dolžina moznika
b ... širina moznika
h ... višina moznika
t1 ... globina utora v gredi (merjeno od krožnice)
t2 ... globina utora v pestu (merjeno od krožnice)
t1 + t2 > h
t1 + t2 = h + z
Moznik je na stiku pesta in
gredi strižno obremenjen preko
ene vzdolžne pravokotne
ravnine (b*l), ko prenaša
torzijski moment
6
22.11.2014
4
[4]
7
8
22.11.2014
5
[4]Gred s tremi mozniki – na zadnjem
sta že nameščena dva verižnika
Zveza pesta in gredi z moznikom
- gred (sinjemodra)
- moznik (siv)
- zobnik s pestom (prosojen)
Zobnik s pestom z utorom za
moznik
9
[4]
Zveza pesta in gredi z moznikom
Robovi moznika se posnamejo zato, da se izognejo
zaokrožitvam med stenami utorov.
Preveliko posnetje opazno zmanjšuje dotikalne površine in s
tem nosilnost zveze
Jermenica z ročicami in pestom z
utorom za moznik.
10
22.11.2014
6
[4]Izdelava utora za moznik v
pestu – zobato orodje je
podprto s pušo z utorom
Polkrožni mozniki
Izdelava utora za polkrožni moznik v votli gredi
Orodje (reskar) za izdelava
utora za moznik v gredi
11
[4]
Poškodba utora za moznik:
a) na gredi;
b) na pestu
12
22.11.2014
7
Utorna gred
Utorno pesto
Zveza pesta in gredi s pomočjo večutorne gredi (utorna zveza)
http://www.konstruktion
satlas.de/antriebstechni
k/welle-nabe-
verbindung-
formschluss.shtml
13
[4]
Slika. Zveza pesta in gredi s pomočjo večutorne gredi
(utorna zveza)14
22.11.2014
8
Slika. Zveza pesta in gredi s pomočjo zagozde
a) vložna zagozda b) nabijalna zagozda
c) tangencialna zagozda
Zagozda je strojni element kvadraste
oblike, kjer pa je ena od stranic kvadra
poševna – npr. z nagibom 1:100.
Vložna zagozda se vloži v utor na gredi,
nato se preko nje navleče pesto.
Pri nabijalni zagozdi se najprej namesti
pesto na gred, nato se v prosti del utora
vstavi zagozdo, ki se jo „nabije“ v utor.
Nabijalne zagozde se ne sme zabiti do
konca. Med pestom in zobom zagozde
mora ostati rega, ki omogoča izbijanje te
zagozde z drugo zagozdo.
NAGIB 1:100 pomeni, da se strmina na
dolžini 100 enot dvigne za eno enoto.
Zveza pesta in gredi s pomočjo zagozd(e)
15
http://www.konstruktion
satlas.de/antriebstechni
k/welle-nabe-
verbindung-
formschluss.shtml
Slika. Zobata gredna zveza
Gredi in pesta imata utore v obliki zob z ravnimi robovi
pod kotom 60 stopinj. Zaradi velikega števila zob je
gred komaj oslabljena glede na originalni premer, zato
se lahko prenašajo veliki momenti. Taka zveza ni
primerna za aksialno pomično zvezo. Med drugim se
uporablja pri pogonskih gredeh v motornih vozilih.
(DIN 5481).
Slika. Poligonska gredna zvezaSlika. Gredna zveza z vijakom in
poreskano gredjo
Še nekaj primerov oblikovnih zvez pesta in gredi
16
22.11.2014
9
Gredne zveze s trenjem
(a) Spenjalna zveza(b) Stožčasti nesed(c) Stožčasti nesed s polkrožnim moznikom
(a)
(b) (c) (b)
17
Slika. Vpenjalna puša z elastičnimi (prekinjenimi) obroči 18
22.11.2014
10
Slika. Vpenjalna puša
[4]19
Osi
20
Osi so strojni elementi, ki omogočajo vrtilno gibanje delov
strojev in naprav. Osi so običajno valjastih oblik. Valji so
lahko gladki ali pa večstopenjski. Njihove geometrijske
osi so običajno tudi geometrijske osi rotirajočih
elementov, ki so na njih nameščeni.
Osi prenašajo predvsem upogibne in strižne obremenitve,
ne prenašajo pa torzijskega oz. vrtilnega momenta.
Osi so v ohišje stroja lahko vpete tako, da je njihovo
vrtenje preprečeno ali pa omogočeno. V prvem primeru
se vrtijo na mirujoči osi vležajeni strojni elementi, v
drugem primeru pa se vrtijo strojni elementi skupaj z osjo,
ki je vrtljivo vpeta v ohišje.
22.11.2014
11
Osi
21
Slika. Mirujoča os, na kateri se vrti tekalno kolo
žerjava s pomočjo dveh kotalnih dvorednih
sodčkastih ležajev. Os je na ohišje pritrjena s
pomočjo dveh pravokotnih ploščic, ki preprečujeta
aksialne premike in vrtenje gredi
Vir: [2]
Slika. Vrteča se os s tekalnim kolesom žerjava. Os je na
ohišje vležajena s pomočjo dveh kotalnih dvorednih
sodčkastih ležajev
Vir: http://www.xtek.com/crane-wheels/crane-wheel-
assemblies.php
Osi
22
Slika. Čelni nisilec mostnega žerjava z vozičkom z dvema tekalnima kolesoma
(modrima) na tirnici (rdeči)
Vir: http://www.demagcranes.de/cms/lang/en/pid/3606.
22.11.2014
12
Osi
[2]
23
http://www.jasbirenggco.com/railwheelass.html.
http://en.wikipedia.org/wi
ki/Axle#mediaviewer/File:
Rollingstock_axle.jpg
Slika. Os vagona s kolesoma in vležajenjem – os se vrti skupaj s kolesi
Slika. Obremenitev osi z upogibnim momentom
Slika. Voziček železniškega vagona
[2]
24
Slika. Mirujoča os dveh vrvenic vrvnega
sistema žerjava – drsna ležaja
omogočata vrtenje vrvenic na osi.
Slika. Sornik, aksialno pritrjen na vilice s
pomočjo razširjene glave na eni strani ter
podložke in razcepke na drugi strani omogoča
nihajno gibanje (omejena rotacija) nihalke s
pomočjo drsnega ležaja. Tesen ujem med
sornikom in vilicami preprečuje vrtenje sornika
ter vrtenje ležajne puše v nihalki. Ohlapni ujem
med pušo in sornikom omogoča rotacijo puše in
s tem tudi nihalke.
22.11.2014
13
[2]
25
Slika. Navpična rotirajoča os omogoča
zavijanje kolesca. Vodoravna os
omogoča vrtenje kolesca
Slika. Gred preko moznične gredne
zveze prenaša vrtilno gibanje na ročico,
ta pa ga preko osi in ojnice transformira
v linearno gibanje bvata kompresorja.
GredMoznik
Os
Ročica
Ojnica
[2][2]
[2]
Gredi
26
Gredi so strojni elementi, ki omogočajo vrtilno gibanje elementov strojev in
naprav. Gredi so običajno valjastih oblik. Valji so lahko gladki ali pa
večstopenjski. Njihove geometrijske osi so običajno tudi geometrijske osi
rotirajočih elementov, ki so na njih nameščeni.
Gredi so prvenstveno namenjene prenašanju vrtilnega gibanja ter vrtilnega
(torzijskega) momenta, prenašajo pa tudi upogibne in strižne obremenitve.
Da lahko prenašajo vrtilno gibanje in moment, mora biti vpetje gredi takšno,
da je njihovo vrtenje vedno omogočeno. Strojni elementi, nameščeni na
gredi, se vrtijo skupaj z gredjo.
Tako gredi, kot tudi vrteče osi so podprte z ležaji, ki omogočajo rotacijo
gredi/osi, preprečujejo pa njihovo radialno gibanje. Aksialno gibanje je
preprečeno le v enem od podpornih ležajev, da se prepreči nastanek velikih
parazitskih aksialnih sil. Primeri vpetja so prikazani na sledeči prosojnici.
22.11.2014
14
[2]
rega
rega
nastavitveni obroč
regaGredi
27
a)A – drsni ležaj, ki omogoča aksilani premik gredi v desno in omejen pomik v levo
a)B – drsni ležaj, ki omogoča aksilani premik gredi v levo in omejen pomik v desno
a=B1-drsni ležaj, ki ne dovoljuje aksialnega pomika gredi
b) A, B – enako kot v primeru a), le da je velikost zračnosti (rega) nastavljiva
b) B1 – enako kot v primeru a), le da je položaj podpore nastavljiv
c) A – drsni ležaj, ki omogoča aksilani premik gredi v desno in v levo
b) B – enako kot v B1 primeru b), le da je podpora sedaj na sredini
Gredi
28
Gred Moznik
Krožms
žagaOhišje
Jermenica za 3
klinaste jermene
[2]Moznik
Kroglični
ležaj
Prenos vrtilnega momenta in gibanja z
jermenice na gred in preko gredi na
vpenjalo krožne žage.
Jermenica in vpenjalo sta na gredi pritrjena
z mozničnima grednima vezema, krožna
žaga pa v vpenjalu s pomočjo trenja.
[2]
Gred z dvema zobnikoma v ohišje reduktorja
vpeta s pomočjo dveh kotalnih ležajev.
22.11.2014
15
[5]
29
Enostopenski reduktor z dvema gredema, vležajenima v ohišje s pomočjo krogličnih ležajev
Gred 2 –
izstopna
gred
Utor za
moznik
Kroglični
ležaj
Ohišje
reduktorja
Gred 1
-
vstopna
gred
Zobnik 2Zobnik 1 -
pastorek
Pokrov
http://mcad.cadpoints.com/wp-content/uploads/2012/02/.
[5]
30
Enostopenski reduktor z dvema gredema, vležajenima v ohišje s pomočjo krogličnih ležajev
Gred 2 –
izstopna
gred
Moznik
Kroglični
ležaj
Ročica
Ohišje
reduktorja
Gred 1
-
vstopna
gred
Zobnik 2Zobnik 1 -
pastorek
Pokrov
Radialni tesnilni obroček
(Semering)
Notranji vskočnik
Zunanji vskočnik
22.11.2014
16
Gredi
[2]
[2]
[2] 31
Levo zgoraj: gred, ki prenaša vrtilni moment s sklopke
na zobnik, ki vrtilno gibanje prenaša na naslednji
zobnik, s katerim je v vprijemu.
Desno rgoraj: Gred prenaša vrtilno gibanje s sklopke
na verižnik.
Spodaj: Gred poleg torzijskega momenta prenaša tudi
upogibni moment, ki nastaja zaradi prečne zunanje
sile F. Diagram upogibnega momenta je trikotne
oblike, optimalna oblika vzdolž gredi pa je parabolična
– pri velikih gredeh se zato uporabi stožčasti približek
take oblike.
[2]
32
Elastično upogljiva gred je
sestavljena iz več plasti vijačnih
vzmeti, ki so izmenično vite v levo
in desno stran.
Koeficient upogibne togosti gredi „c“ je
določen kot razmerje med silo F in
povesom gredi f oz. y.
Centrifugalna sila Fc, ki deluje na
rotirajočo gred, se pojavi zaradi
začetne ekscentričnosti „e“, ki je
posledica netočnosti izdelave in
povesa zaradi lastne teže.
Fc poveča ekscentričnost za „y“,
povečana ekscentričnost pa vpliva na
porast Fc.
Pri kritični vrtilni hitrosti se deformacija
gredi nevarno poveča, po prehodu
preko nje pa se spet zmanjša. Gredi
tako lahko obratujejo v podkritičnem ali
nadkritičnem območju, ne smejo pa v
okolici kritične vrtilne hitrosti.
Gredi
22.11.2014
17
[2]
za moznik
oporni
obroč
33
Gredi – oblikovanje prehodov pri spremembi premera gredi
[2]
[2]
posneti robovi
pesto
34
Gredi – oblikovanje prehodov pri spremembi premera gredi
Gredi – aksialno pritrjevanje pesta na gredi
22.11.2014
18
[3] Slika. Zunanji vskočnik (namesti se v utor na gredi)
Slika. Notranj vskočnik (namesti se v utor na pestu)35
Zunanji in notranji vskočniki za aksialno pritrjevanje pesta in puš
[3]
[3]
Slika. Gred s tremi utori za moznike in utorom za vskočnik
utor za vskočnik
utor za moznik
moznik
36
Gredi – primer
22.11.2014
19
Slika. Proizvodnja velikih gredi
37
Gredi – izdelava gredi velikih premerov
[4]
Slika. Obremenitev gredi in notranji upogibni momenti
38
Gredi – upogibne obremenitve
22.11.2014
20
[4]
Slika. Prikaz prostorskih notranjih sil in momentov v gredi
39
Gredi – prostorski prikaz obremenitev gredi
[2]
Slika. Kardanska gred s kardanskima zgloboma
40
Gredi – primer kardanske gredi