Tarni Prijenos EKII

Sveučilište u Zagrebu

Fakultet strojarstva i brodogradnje

Zavod za konstruiranje - Katedra za elemente strojeva i konstrukcija

šk. g. 2012.

Tarni (frikcijski) prijenos

ELEMENTI KONSTRUKCIJA II nositelji kolegija: prof. dr. sc. Milan Opalić

izvođač: doc. dr. sc. Krešimir Vučković

(podloge uz predavanja - za internu upotrebu)

2

UVOD

EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Uvod

Tarnim prijenosnicima prenosi se

snaga i gibanja pomoću trenja na vratila čije

osi su međusobno paralelne, koje se

međusobno sijeku ili su mimosmjerne.

[W1]

[8]

3

KARAKTERISTIKE TARNOG PRIJENOSA

PREDNOSTI

Jednostavnost.

Tihi rad.

Lagano uključivanje i isključivanje.

Mali osni razmak.

Prijenos je elastičan s elastičnom oblogom.

Postoje izvedbe s mogućnošću jednostavne promjene prijenosnog omjera.

Mogu se postići veliki prijenosni omjeri ( do i = 20).


4

KARAKTERISTIKE TARNOG PRIJENOSA - nastavak

NEDOSTATCI

Potreba je poseban uređaj za ostvarivanje pritiska između tarenica.

Sile na vratila, i ležajeve su velike.

Prijenosni omjer nije konstantan uslijed klizanja i puzanja

Stupanj djelovanja je mali (η = 0,86 do 0,92)

OPĆENITO

Tarni prijenos se obično koristi za prijenos manjih snaga (do 40 kW)


5

PODJELA TARNIH PRIJENOSNIKA PO OBLIKU


VALJKASTI (CILINDRIČNI)

tarni prijenosnik [8]

STOŽASTI (KONIČNI)


SFERNI


6

KLINASTI TARNI PRIJENOS


[14]

7

PUZANJE KOD TARNOG PRIJENOSA

EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa

Razlikujemo tri vrste puzanja kod tarnog prijenosa

[W1]

1. ROTACIJSKO ILI DIFERENCIJALNO PUZANJE – nastaje kad se linija

dodira i linija valjanja ne podudaraju.

2. TANGENCIJALNO ILI ELASTIČNO PUZANJE – nastaje uslijed

djelovanja obodne sile Fo te elastične deformacije površinskih

slojeva tarenica.

3. PRISILNO PUZANJE – nastaje ukoliko je obodna sila veća od sile

trenja među tarenicama.

8

ROTACIJSKO (DIFERENCIJALNO) PUZANJE


Stožaste tarenice s dodirom u liniji prema [8]

a) dimenzije potrebne za proračun

9 EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Puzanje kod tarnog prijenosa

Stožaste tarenice s dodirom u liniji prema [8]

b) dodirna površina b x B,

c) mjere na dodirnoj površini

ROTQCIJSKO (DIFERENCIJALNO) PUZANJE

10

INTEGRACIJSKI FAKTOR TRENJA, qtr


Određivanje integracijskog faktora trenja, qtr prema [14]

Sk - faktor protiv proklizavanja

b - širina otiska (b = 2·a)

B - širina tarenice

11

TANGENCIJALNO (ELASTIČNO) PUZANJE


Na pogonskoj tarenici

najprije dolazi do tlačnih, a na

gonjenoj do vlačnih naprezanja.

Naprezanja površinskih

slojeva se ne mijenjaju od točke 1

dodira, nego od točke 2 kada sila

trenja preostale površine nalijeganja

određene kutom αKL postane manja

od obodne sile Fo.

Elastično puzanje prema [8]

a) tok elastičnih deformacija površinskih slojeva materijala pogonske i gonjene tarenice,

b) tok naprezanja površ. slojeva mater. tarenica, c) tok brzina pogonske i gonjene tarenice

12

PRORAČUN GRANICE OPTERETIVOSTI

EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Proračun granice opteretivosti

Granice opteretivosti tarnih prijenosnika određene su sa slijedeće 4 granice

[W1]

1. GRANICA KLIZANJA

za tarni prijenos s glatkim tarenicama

No N o

K

FF F F

S

za tarni prijenos s klinastim tarenicama

ro

K

1

cos sin

FF

S

13 EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Proračun granice opteretivosti

[W1]

2. GRANICA KONTAKTNIH NAPREZANJA

NH max Hdop0,418

F Ep p

B

pritisak valjanja, k

H max

2

Ngran.

2,86

2

p Fk k

E B

NAPOMENA: pH dop je funkcija sparivanja materijala, a pronalazi se u tablicama

NAPOMENA: kgran. je funkcija sparivanja materijala, a pronalazi se u tablicama

potrebna širina tarenice, B

N o K

2 2

F F SB

k k

NAPOMENA: μ je funkcija sparivanja materijala, a pronalazi se u tablicama


[W1]

3. GRANICA ISTROŠENOSTI

h

tr

hV

LP f

gdje je

f [mm3/(kWh)] - faktor istrošenja (tablična vrijednost)

V [mm3] - istrošeni volumen

vijek trajanja tarnog prijenosa, Lh u satima

trV A

Ptr [kW] - snaga trenja

tr tr

1P F v B q

R

gdje je

Atr [mm2] - površina trenja (tarenica)

δ [mm] - debljina istrošene površine


4. GRANICA ZAGRIJAVANJA

f

snaga trenjauvjeti hlađenja

tarna površinaq

gdje je

Ptr - snaga trenja

z - broj dodirnih površina

Atr - tarna površina tarenice (površina trenja)

v - obodna brzina tarne površine ili zraka na tarnoj površini

qf gran. - granični koeficijent zagrijavanja (tablična vrijednost)

koeficijent zagrijavanja, qf

odnosno

trf f gran.

tr

Pq q

z A v

tr 2A r B

16

PODACI ZA UPARIVANJE TARENICA

EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Proračun

Podaci za uparivanje tarenica [13]

17

MATERIJALI TARENICA

EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Materijali tarenica

Upotrebljavaju se kaljeni čelik, sivi lijev, guma ili plastični materijali

[W1]

Kod KALJENOG ČELIKA faktor trenja μ je mali, pa kontaktni pritisak mora

biti visok. Čelik se kali na tvrdoću veću od 60 HRC, brusi i radi u ulju. Iznimno ako je

rotacijsko puzanje nisko, čelične tarenice mogu raditi i na suho. Kod čeličnih tarenica

su zbog visokih kontaktnih pritisaka ležajevi jako opterećeni.

Kao materijal može se upotrijebiti i SIVI LIJEV, ako su oblici komplicirani ili

ako su dimenzije velike. Tarenice od sivog lijeva rade na suho. Kontaktni pritisci su

manji u odnosu na terenice od kaljenog čelika. Vrlo rijetko su obje tarenice izrađene

od sivog lijeva, obično se jedna tarenica oblaže.

Materijali tarenica mogu biti i PLASTIČNI MATERIJALI koji se sparuju s

tarenicama od čelika ili sivog lijeva. Faktor trenja, μ iznosi kod mekših vrsta 0,45, a

kod tvrdih 0,4. Upotrebljavaju se kao tarenice za tarne prijenosnike s konstantnim

prijenosnim omjerom, te kod nekih izvedbi prijenosnika s mogućnošću kontinuirane

promjene prijenosnog omjera.

18 EK II – Tarni (frikcijski) prijenos – Materijali tarenica

[W1]

Kod GUME, faktor trenja, μ je velik tako da su potrebni kontaktni pritisci, p

mali zbog čega su i opterećenja ležajeva relativno niska. GUMA se kao materijal dolazi

u obzir pri prijenosu malih snaga (male obodne brzine i mali okretni momenti), ali je

prikladna za velike brzine vrtnje, n. Snaga koja se prenosi je obično do 30 kW.

Zbog velike deformacije gume, dolazi do jakog zagrijavanja, pa površina gume mora

biti velika. Rotacijsko puzanje mora biti malo. Dozvoljena temperatura zagrijavanja

gume je 60-70 °C. Koristi se guma tvrdoće od 80 do 90 Shorea.

Gumom se može prenositi tek 10% od snaga koje se mogu prenositi čeličnim

tarenicama. Zbog toga se često rade kombinacije guma-čelik gdje se postiže faktor

trenja μ = 0,6 .. 0,8 pri radu na suho.

MATERIJALI TARENICA - nastavak

1. M. Opalić, Prijenosnici snage i gibanja, Sveučilište u Zagrebu, FSB, Zagreb,1998.

2. Siegling extremultus belts - Catalogue, Forbo Siegling GmbH, 2008.

3. W. Steinhilper, B. Sauer, Konstruktionselemente des Maschinenbaus 2, Springer, Berlin Heidelberg, 2008.

4. M. Ognjenović, Mašinski elementi, Naučna knjiga, Beograd, 1999.

5. K.H. Decker, K. Kabus, Maschinenelemente, 18. Auflage, Carl Hanser Verlag München, 2011.

6. K.H. Grote, E.K. Antonsson, Handbook of Mechanical Engineering, Springer, Würzburg, 2008.

7. D. Muhs, H. Wittel, D. Jannasch, J. Vossiek, Roloff / Matek Maschinenelementen, Vieweg, Wiesbaden, 2007.

8. K.H. Decker, Elementi strojeva, Tehnička knjiga, Zagreb, 1987.

9. GG 20P-26 H - The rotary belt for top performance, Siegling extremultus belts – Catal., Forbo Siegling GmbH, 2008.

10. J.E. Shigley, C.R. Mischke, Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill, New-York, 1989.

11. K.H. Grote, J. Feldhusen, Dubbel – Taschenbuch für Maschinenbau, 22. Auflage, Springer, Würzburg, 2007.

12. J . Flašker, S. Pehan, Prenosniki moči, Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo, Maribor, 2005.

13. Z. Horvat, Mala zbirka zadataka iz “Elementi strojeva II”, FSB, Zagreb, 1995.

14. Elementi strojeva, remenski prijenos, tarni prijenos – skripta, FSB, Zagreb.

19

Literatura

EK II – Tarni (frikcijski) prijenos - Literatura

Dio slika preuzet je s internetskih stranica (ili iz kataloga dostupnih na njima):

W1. http://www.abbysguide.com/ope/discussions/52178-0-1.html

20 EK II – Tarni (frikcijski) prijenos - Literatura

Documents

Tarni Prijenos EKII