Strojni elementi 2 Jermenska gonila s ploščatimi jermeniweb.fs.uni-lj.si/kserv/images/upload/2_Pedagoska... · 2016. 11. 11. · konoplja) ali sintetičnega (umetna svila, najlon,

Strojni elementi 2

Jermenska gonila s ploščatimi jermeni

Gorazd Fajdiga, Marko Nagode


Lastnosti gradiv

velik koeficient trenja velika sila trenja velik vrtilni moment

velika natezna trdnost zagotavlja velike sile prednapetja prenos velikih obremenitev

dobra elastičnost zagotavlja zelo majhne trajne raztezke jermena (odpade večkratno napenjanje

jermena) in majhne napetosti zaradi upogibanja jermena;

neobčutljivost na vplive okolja (prah, olje, razne kemikalije, temperaturne spremembe itd.)

Usnjeni jermeni

- hrbtni deli kož mladega goveda,

- glede na vsebnost maščob delimo usnjene jermene v tri kakovostne razrede:

Normalni (S) z vsebnostjo maščob 14 do 25 % (za manj zahtevna gonila z majhnimi hitrostmi)

Gibki (G) z vsebnostjo maščob 7 do 14 % (za običajna odprta in križna jermenska gonila s srednjimi

hitrostmi jermena)

Zelo gibki (HG) z vsebnostjo maščob okrog 7 % (za vse vrste gonil (majhna medosja, majhni

objemni koti, napenjalne jermenice, polkrižna gonila) z visokimi hitrostmi jermena.

- prednost: visoki koeficienti trenja

- slabosti: relativno majhna elastičnost (velik trajni raztezek jermena), majhna natezna trdnost,

neenakomerna struktura usnja ter razmeroma visoka cena.

- uporabnost: usnje se kot gradivo za ploščate jermene vedno manj uporablja, pogosto se uporablja le za

torne plasti pri večplastnih ploščatih jermenih

Ploščati

jermeni


Gumijasti jermeni

Jekleni trakovi

- so tekstilni jermeni iz bombaža, umetne svile ali umetnih vlaken

- po celotni debelini jermena impregnirani z gumo ali balato (posebna vrsta kavčuka)

- tekstilna tkanina prenaša zahtevane obremenitve, guma ščiti jermen pred zunanjimi vplivi in izboljšuje

torne lastnosti

- večji koeficient trenja (v primerjavi s tekstilnimi jermeni)

- primerni za višje obratovalne temperature

- za zelo velike moči in velika medosja

- izdelani iz hladno valjanega jekla z natezno trdnostjo 1300 do 1600 N/mm

- majhen trajni raztezek in dolgo življenjsko dobo

- slabša gibkost primerni le za večje premere jermenic

- neprimerni za polkrižna in križna jermenska gonila

- nizek koeficient trenja večje sile prednapetja večje obremenitve gredi in ležajev

Ploščati

jermeni

Tekstilni jermeni

- so vsi jermene izdelane s postopki tkanja

- niti iz katerih so jermeni stkani so lahko živalskega (ovčja volna, naravna svila), rastlinskega (bombaž, lan,

konoplja) ali sintetičnega (umetna svila, najlon, perlon) izvora.

- tkanina je impregnirana z raznimi olji, živalskimi mastmi in drugimi impregnacijskimi sredstvi izboljšajo

torne lastnosti jermenov in ščitijo jermen pred škodljivimi mehanskimi in kemičnimi vplivi

- imajo bolj enakomerno strukturo tečejo mirno in so uporabni za večje hitrosti jermena.

- so zelo gibki primerni za majhne premere jermenic.

- slabosti: imajo občutljive robove in so neodporni proti drgnjenju (niso uporabni za polkrižna in križna

jermenska gonila)


Večplastni jermeni

- iz več (običajno treh) plasti različnih gradiv (med seboj lepljene ali vulkanizirane)

- torna plast iz elastomera ali kromovega usnja zagotavlja visoke koeficiente trenja

- vlečna plast iz poliamidnega traku ali poliestrske kordne vrvice (dobre trdnostne lastnost prenos velikih

obremenitev)

- krovna plast je običajno iz tekstilne tkanine in ščiti jermen pred škodljivimi vplivi iz okolice

a) b)

1

1- krovna plast, 2- vlečna plast, 3- torna plast

2

3

2

3

1

a) vlečna plast iz poliamidnega traku b) vlečna plast iz poliestrske kordne vrvice

Vir: Ren / Glodež Strojni elementi: Uvod v gonila, torna, jermenska in verižna

Večplastni ploščati jermeni niso standardizirani prepoznavni predvsem po blagovnih znamkah

proizvajalcev Extremultus (Hannover) in Habasit (Urberach)

Ploščati

jermeni

Sile na jermenskem gonilu s ploščatimi jermeni

n = 0

Ft = 0

a)

FG0

F0

F0

dFN

F0

F0

FG0

/2

n

b)

FG

F2

F1

dFN

F1 F2

FG

Ft

jalova

veja

delovna

veja

0

r


Ploščati

jermeni

Stopnja izkoriščenosti jermenskega gonila


60 100 140 180 220

Objemni kot []

15

10

7

5

4

3

2

1

1,5

0,93

0,90

0,86

0,80

0,75

0,67

0,50

0,33

0

Raz

mer

je s

il m

Sto

pn

ja i

zko

rišč

eno

sti k

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

= 0,8

Ploščati

jermeni

Stopnja sojemanja jermenskega gonila


90 100 120 150 180 210 240 270

Objemni kot []

0,1

Sto

pn

ja s

oje

man

ja

0

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

=1,0

0,8 0,9

Ploščati

jermeni

Elastično polzenje in zdrs jermena


l1 B2

A2

n2

področje

krčenja

jermena

področje

raztezanja

jermena

v2

delovna veja

jalova veja l2

n1

gonilna

jermenica

d1 d2

gnana

jermenica

A1

B1

v1

Ploščati

jermeni

Napetosti v jermenu


max

n1

1

t

2

c

2

c u1 u2 d1

n2

d2

delovna veja

jalova veja

Ploščati

jermeni

Prenosna moč in optimalna hitrost jermena


Sp

ecif

ičn

a m

oč

P*

Hitrost jermena v

vopt

*maxP

P* → 0

dP*/dv = 0

3

10 dop3

uoptv

Ploščati

jermeni

Prednapetje jermena


23210 10

1

1

22vA

m

mFF

FFF tnc

Prednapetje jermena in posledično potrebno silo v vejah jermena pri mirovanju F0 lahko dosežemo:

z lastno težo jermena,

z elastično raztegnitvijo jermena,

z napenjalno jermenico in

s samodejnim napenjanjem jermena.

a = konst

v

delovna veja

jalova veja

Fg Fg'

Fg'

n = 0

Ft = 0

a)

FG0

F0

F0

dFN

F0

F0

FG0

/2

n

b)

FG

F2

F1

dFN

F1 F2

FG

Ft

jalova

veja

delovna

veja

0

r

Ploščati

jermeni


l

a konst

a) b)

pomični

vodili

kontrolni črti

a = konst

delovna veja

utež

napenjalna

jermenica

F2

F2

F3

F2

F2 F3

3 /2

3

a) b)

a'

dm

dv

d3

Prednapetje jermena Ploščati

jermeni

delovna veja

a) b)

nihalka

motor

O

z1

z2

O1

O2

gonilna

jermenica

motor

Jermenice za ploščata jermena

standardizirane po DIN 111, premeri jermenic d so stopnjevani po osnovnem zaporedju R20

zaradi relativnega gibanja po obodu jermenice (elastično polzenje) obraba jermenice po obodu

gladke (hrapavost površine Ra 6,3 mm) boljši oprijem jermenice višji koeficient trenja

enakomeren tek jermenice statično (v 25 m/s) oziroma dinamično (v > 25 m/s) uravnotežene

po obodu so valjaste ali izbočene (bombirane),

material: siva ali nodularna litina, za velike obremenitve in velike hitrosti jermenov pa jeklo ali jeklene litine,

za majhne obremenitve so tudi iz aluminijevih ali magnezijevih zlitin

jermenice manjših premerov stružene, večje jermenice lite oziroma varjene.

Vir: Roloff / Matek Maschinenelemente

Ploščati

jermeni

Preračun jermenskih gonil s ploščatimi jermeni

Izhodišče so projektni vhodni podatki:

prenosna moč P,

vrtilna frekvenca gonilne gredi n1,

vrtilna frekvenca gnane gredi n2 ali prestavno razmerje i,

karakteristike pogonskega in delovnega stroja,

obratovalni pogoji (obratovalni čas, vplivi okolja itd).

Sledi:

zasnova gonila (izbrati vrsto jermena in premere jermenic)

določitev ostalih geometrijskih veličin (medosje, dolžina jermena)

kontrola hitrosti in upogibne frekvence jermena

določitev širine jermena

določitev veličin za prednapetje jermena

Ploščati

jermeni


Zasnova gonila


- izbira vrste jermena: usnjeni, tekstilni, gumijasti, jekleni ali večplastni

(izkušnje konstrukterja, karakteristike gonila, lastnosti jermenov)

Ploščati

jermeni

- izbira premerov jermenic

- večji premeri manjše upogibne napetosti v jermenu in manjše obodne sile,

večja obodna hitrost in vgradni prostor gonila.

- premajhen premer segrevanje jermena pri natekanju na jermenico zaradi upogibanja

krajša življenjska doba

- najprej se določi premer manjše jermenice dm

- izpolnjen pogoj h/dm (h/dm)max

- lahko se izbere po priporočilu proizvajalca jermenov

- če je pogonski stroj gonila elektromotor se po DIN 111 oceni premer manjše jermenice

)mm4(6,6 gvm dCd

- praviloma se izbire standardne premere jermenic (v tabelah)


Zasnova gonila

- manjša jermenica je gonilna – redukcija (d1 = dm)

12 did

Ploščati

jermeni


Določitev ostalih geometrijskih veličin - namesto indeksov 1 (gonilni) in 2 (gnani) uporabimo indeksa m (manjša jermenica) in v (večja jermenica)

a

dm dv

v

m

v

- orientacijsko medosje a0

)(2)(7,0 0 vmvm ddadd

- kot nagiba jermenske veje

02sin

a

dd mv

- objemna kota jermenic

2180

2180

v

m

- orientacijska dolžina jermena L0

)(1802

cos2 00 mvmv ddddaL

izberemo standardno dolžino jermena L

- dejansko medosje a

8

22

11 fffa

Ploščati

jermeni


Kontrola hitrosti in upogibne frekvence jermena

- hitrost jermena v

max1131060vndv

- upogibna frekvenca jermena fu

število pregibov jermena na časovno enoto, ko jermen preide iz premočrtne v ukrivljeno obliko

max310 uu f

L

Kvf

Ploščati

jermeni


Določitev potrebne širine jermena

CF

Fb

t

t

*

- potrebna širina jermena b

- obodna sila Ft

v

KPF At

- dopustna obodna sila na mm širine jermena Ft* (v katalogih ali na osnovi dopustne napetosti v jermenu)

cuttm

mh

b

FF

dop

* 1

- koeficient obratovalnih pogojev Cm


Ploščati

jermeni


Veličine za prednapetje jermena


23210 10

1

1

22vA

m

mFF

FFF tnc

- potrebna sila v vejah jermena pri mirovanju F0

n = 0

Ft = 0

a)

FG0

F0

F0

dFN

F0

F0

FG0

/2

n

b)

FG

F2

F1

dFN

F1 F2

FG

Ft

jalova

veja

delovna

veja

0

r

Ploščati

jermeni

Documents

Strojni elementi 2 Jermenska gonila s ploščatimi jermeniweb.fs.uni-lj.si/kserv/images/upload/2_Pedagoska... · 2016. 11. 11. · konoplja) ali sintetičnega (umetna svila, najlon,