Projektowanie wału ze względu na kryterium sztywności

Obliczenia sztywności wałów poprzecznej – giętej

Maszyny w których sztywność wału jest ważniejsza niż wytrzymałość:

  • wrzeciona obrabiarek
  • przekładnie zębate
  • długie wały przenoszące obciążenia na inne elementy –np. pasy i koła zębate

Miarą odkształcenia (sztywności)  jest ugięcie y i kąt pochylenia linii ugięcia (przekoszenie) β. Najczęściej interesuje nas maksymalna strzałka ugięcia  oraz kat pochylenia linii ugięcia fmax [mm] w miejscu usadowienia podpór, w przypadku wałów – na łożyskach.

 Schemat wału obciążonego niewyważoną masą a – w spoczynku,  b – w ruchu

Przybliżone równanie lini ugięcia belki – elementu wyjściowego do obliczania wałów:

Kąt przekoszenia β:

Ugięcie:

 

Maksymalna strzałka ugięcia nie powinna przekraczać:

dla wałów maszynowych
dla wałów przekładni zębatych
dla silników elektrycznych

Maksymalne przenoszenie:

– w łożyskach ślizgowych:

  • sztywnych βdop = 0,3 · 10-³ [rad] = 0,017 [º]
  • samonastawnych βdop = 1 · 10-³ [rad] = 0,057 [º]

– w łożyskach samonastawnych:

  • βdop = 1 · 10-³ [rad] = 0,057 [º]

– w łożyskach tocznych stożkowych:

  • βdop = 1 · 10-³ [rad] = 0,057 [º]

– w łożyskach tocznych walcowych

  • typu N i NU βdop = 25 · 10-³ [rad] = 1,432 [º]
  • inne postacie: βdop = 0,5 · 10-³ [rad] = 0,029 [º]

Maksymalna strzałka ugięcia jak i kąt przenoszenia może ulegać zmianie w zależności od wymagań stawianych elementom maszyn.

 

Obliczenia sztywności wałów – skrętnej.

 

Sztywność skrętna – oceną parametru sztywności skrętnej jest odkształcenie skrętene czyli kąt skręcenia φ na odcinku l

Gdzie:

Ms – moment skręcający [Nm]

G – moduł sprężystości poprzecznej [N/m²]

Io – biegunowy moment bezwładności przekroju [m^4]:

Dla wału kształtowego:

 

Dopuszczalne wartości kąta skręcenia dla wału o długości l = 1m → 0,25º-2,5º

Dane liczbowe pozyskane są na podstawie danych rynkowych z różnych lat - określają one wartości orientacyjne służące jedynie w cellu nauki,
aby zastosować prawidłowe, zapewnione wielkości, należy używać  aktualnych norm wydanych przez odpowiednią organizację lub instytucję

Może cię interesować także

Wały wykorbione- Dodatki

  Wały wykorbione   Wał wykorbiony jednolity z sześciocylindrowego silnika spalinowego , widoczne (linia przerywana) kanały olejowe( tamtędy krąży olej w silniku w celu chłodzenia).  Fragment wału maszyny parowej ML8a, składany  Dodatkowo wał można...

Kształtowanie wałów i osi – Dodatki

Kształtowanie wałów i osi Odsadzenia wałów   Odpowiednie dobranie wymiarów     zbyt bliskie usadowienie wpustu powoduje spiętrzenie naprężeń między ujściem czopa a karbem na wpuście. Należy unikać.   Osadzenia piast w celu redukcji naprężeń...

Drgania wału – Projektowanie wału

Drgania wału Drgania (oscylacje) – procesy, w trakcie których pewne wielkości fizyczne na przemian rosną i maleją w czasie. Każdy element posiada sztywność, która przy wychyleniu (dodaniu energii do układu) generuje siłę reakcyjną, dla której czas reakcji osiąga pewną...

Wytrzymałość zmęczeniowa wału – Projektowanie wału

Wytrzymałość zmęczeniowa wału   Współczynnik spiętrzenia naprężeń:Określa stosunek wytrzymałości znormalizowanej próbki gładkiej do wytrzymałości obliczanego elementu o określonych wymiarach i kształcie, o tym samym materiale. W przypadku nagłej zaminy geometrii...

Podstawowe zasady projektowania wałów – Projektowanie wału

Zasady projektowania wału 1. Funkcja wału – co jest na nim obsadzone i w którym miejscu Wyznaczenie średnic wału w miejscach charakterystycznych Wyznaczenie teoretycznego zarysu wału 2. Obrys wstępny wału na zarysie teoretycznym Określenie czopów ( wejść osadzenia...

Rodzaje łbów śrub – Informacje ogólne – warianty geometryczne śrub

Rodzaje łbów śruby Śruba z łbem heksagonalnym Śruba z łbem kwadratowym zwykłym Śruba z łbem...

Zespoły sprężyn – Projektowanie sprężyn

Zespoły SprężynUkład szeregowy Obciążenie poszczególnych sprężyn jest jednakowe i równe...

Rozkład naprężeń spawanych – Połączenia spawane – projektowanie połączeń spawanych

Projektowanie połączeń spawanych  - rozkład naprężeń Obliczenia sztywności wałów poprzecznej –...

Pasy płaskie

Pasy płaskie Wymagania w stosunku do pasów: mocne sprzężenie pasa z kołem wysoka sprawność...

Materiały stosowane na śruby – Dodatki

Materiały stosowane na śruby Materiał Połączenia kd [MPa] Spoczynkowe Półruchowe Ruchowe Stal St5,...

Projektowanie łożysk skośnych – Projektowanie łożysk

Projektowanie łożysk skośnych Wpływ napięcia wstępnego zacisku Qw na rozkład obciążenia na...

obliczenia połączeń ciernych – Połączenia cierne czopowe stożkowe – projektowanie połączeń

Połączenia cierne czopowe - stożkowe Obliczenia Obliczenia można wykonywać ze względu na:  1) na...

Siła wtłaczania i rozłączania połączenia wciskowego – Połączenia cierne czopowe cylindryczne – projektowanie połączeń

Siła wtłaczania i rozłączania połączenia wciskowegoWystępują dwa przypadki dla wtłaczania i...

Przekładnie cierne stożkowe

Przekładnie cierne stożkowe Przekładnie te stosuje się do przenoszenia napędu pomiędzy wałami o...

Hamulce cięgnowe

Hamulce cięgnowe Hamulce cięgnowe – charakteryzują się większą skutecznością hamowania stosujemy,...