tření průmyslová škola a Vyšší oborná škola technická Brno, okolská 1 Šablona: Název: Téma: Autor: Inovace a zkvalitnění výuky prostřenictvím ICT oučásti točivého a přímočarého pohybu Nosný hříel Ing. Magalena voboová Číslo: VY INVACE_ 14 05 Anotace: Vysvětlení pojmu nosný hříel. Záklaní ruhy hříelových čepů, jejich ělení a výpočet. Výpočet nosných hříelů. DUM je určen pro stuenty ruhého ročníku strojírenských oborů. Vytvořeno: leen 01 Popora igitalizace a využití ICT na PŠ CZ.1.07/1.5.00/4.06
Hříele Hříele jsou strojní součásti většinou kruhového průřezu, které slouží buď k přenosu otáčivého pohybu, nebo jako nosný prvek klaek, bubnů, pojížěcích kol apo. Z tohoto pohleu hříele rozělujeme o vou skupin: Nosné hříele (osy) Hybné (pohonné) hříele Hříel má obvykle tvar válce s řaou osazení, rážek a otvorů. Jeho tvar a rozměry jsou ány konstrukčním řešením a pevnostním výpočtem. Části hříelů, kterými se hříel opírá přes ložisko o rám stroje se nazývají čepy. íly vyvolané zatížením hříele jsou přenášeny stykovou plochou čepů. Pole směru, kterým zatížení působí, rozělujeme čepy na: Raiální čepy (síly působí kolmo k ose hříele) Axiální čepy (síly působí v ose hříele) Materiál hříele se volí s ohleem na způsob, ruh a velikost namáhání a pole jeho požaovaných vlastností. Musí zohleňovat i koncepci navrhovaného stroje. U hříelů můžeme prováět jak kontrolní, tak i návrhový výpočet. NNÝ HŘÍDEL
Raiální čepy Dle tvaru a rozmístění na hříeli rozlišujeme: Válcové čepy čelní krční Kuželové čepy Kulové čepy U nosných hříelů čepy nejsou namáhány kroutícím momentem. Výpočet se prováí pro namáhání ohybem a ále se prováí kontrola na otlačení a le použitého ložiska i na oteplení. Čelní válcový čep Čelní krční čep Kuželový čep Kulový čep NNÝ HŘÍDEL
Výpočet raiálních čepů nosných hříelů Namáhání ohybem: M p l M pv l pv D W l W 16 l D Kontrola na otlačení: Kontrola na oteplení: D M o W o l n v σ D l p zatěžující síla maximální ohybový moment čepu moul průřezu v ohybu průměr čepu élka čepu otáčky hříele nebo ložiska obvoová rychlost (v = π..n) ovolené napětí v ohybu ovolený tlak Pro stanovení poměru λ, který se využívá i při návrhu kluzných ložisek, lze vycházet z poílu σ D a p, to umožní správnou volbu materiálu čepu i ložiska. D D 16 l l 16l D 16 pd 4 NNÝ HŘÍDEL
Axiální čepy Dle tvaru a rozmístění na hříeli rozlišujeme: Nožní (patní) čepy válcové kuželové kulové Prstencové čepy Hřebenové čepy Hřebenový čep Patní válcový čep Patní kuželový čep Patní kulový čep Prstencový čep 5 NNÝ HŘÍDEL
Výpočet axiálních čepů Kluzná rychlost axiálních čepů roste směrem k obvou nosné plochy a proto na obvou ochází k většímu opotřebení. Naopak v okolí osy čepu naměrně stoupá tlak a ochází ze k zaírání. Řešením je vybrání stření části čepu. Při návrhu axiálního čepu se prováí kontrola na otlačení a oteplení. Kontrola tlaku: p p p max v pv D r Kontrola na oteplení: v 4 D r r n 1 1 1 1 n 6 NNÝ HŘÍDEL p 1 r 1 r n v p max p zatěžující síla vnitřní průměr čepu vnější průměr čepu stření průměr čepu vnitřní poloměr čepu vnější poloměr čepu otáčky hříele nebo ložiska stření obvoová rychlost (v = π..n) maximální tlak stření tlak ovolený tlak
Výpočet nosných hříelů Pevné osy Na pevné ose (nosném hříeli), která je zajištěná proti otáčení je na valivém nebo kluzném ložisku nesený íl. Příklaem je uložení klaky, bubnu zvihala, napínacích kotoučů i kyvael. Z namáhání v ohybu je nutné vypočítat průměr hříele a provést kontrolu na otlačení po kotoučem a v ložiskách rámu. a, b M o W o σ D zatěžující síla reakce v poporách maximální ohybový moment moul průřezu v ohybu průměr hříele ovolené napětí v ohybu ovolený tlak 7 NNÝ HŘÍDEL
Výpočet nosných hříelů Pevné osy Výpočet na ohyb: 1. tanovíme reakce v poporách a, b.. Vypočítáme maximální ohybový moment.. Z největšího ohybového napětí navrhneme průměr hříele. M a l W M W a l D 16 a l D M D Výpočet na otlačení: Tlak po kotoučem Tlak v ložiskách rámu p p b a 8 NNÝ HŘÍDEL
Výpočet nosných hříelů točné osy točná osa (nosný hříel) tvoří s otočnými íly pevný celek. točná osa se otáčí na ložiskách v rámu a nepřenáší kroutící moment. Příklaem je osa železničního vagónu s koly nebo buben automatické pračky. Tyto osy se něky konstruují jako nosníky stejné pevnosti. a, b M o W o l K a, b σ D zatěžující síla reakce v poporách maximální ohybový moment moul průřezu v ohybu průměr hříele po kolem élka uložení po kotoučem průměr hříele v ložiskách ovolené napětí v ohybu ovolený tlak 9 NNÝ HŘÍDEL
Výpočet nosných hříelů točné osy Výpočet na ohyb: 1. Z rovnováhy momentů a sil stanovíme reakce v poporách a, b.. Vypočítáme maximální ohybový moment.. Z největšího ohybového napětí navrhneme průměr hříele po kolem. 4. Vypočítáme průměry čepů v ložiskách tím je určeno uložení hříele v rámu. M a M a a W W a D a a D Výpočet na otlačení: Tlak po kotoučem p l K p D 10 NNÝ HŘÍDEL
Kontrolní otázky Charakterizujte nosné a hybné hříele? Jaké raiální čepy znáte? Jaké rozlišujeme axiální čepy? Jakým způsobem počítáme nosné hříele? Jak se liší způsob výpočtu axiálních a raiálních čepů? 11 NNÝ HŘÍDEL
Použitá literatura 1. KŘÍŽ, Ruolf a kol. tavba a provoz strojů I: Části strojů. NTL - Naklaatelství technické literatury. Praha: NTL, 1977. L1-C-V-4f/5559.. HIGLEY Joseph E., Charles R. MICHKE a Richar G. BUDYNA. Konstruování strojních součástí. Vysoké učení technické v Brně. Brno: VUTIUM, 010. IBN 978-80-14-69-0.. LEINVEBER, Jan, Jaroslav ŘAA a Pavel VÁVRA. trojnické tabulky. Druhé, zcela přepracované vyání. Praha: cientia, 1998. IBN 80-718-1-9. 4. DILLINGER, Josef a kol. Moerní strojírenství: pro školu i praxi. Vyání první. Praha: Europa-obotáles, 007. IBN 978-80-86706-19-1. 5. ICHER, Ulrich, Rolan GMERINGER, Max HEINZLER, Rolan KILGU, rierich NÄHER, tefan ETERLE, Heinz PAETZLD a Anreas TEPHAN. Tabellenbuch Metall. 44., neu bearbeitete Auflage. Haan-Gruiten: Europa Lehrmittel, 008. IBN 978--8085-174-6. 6. K popora vzělávání. Materiály pro výuku. Praha: uben 009. 1 NNÝ HŘÍDEL