Hajtómű kimeneti tengelyének radiális terhelése: fogasszíjtárcsás példa

A hajtómű tengelyére szerelt fogasszíjtárcsa nyomatékot visz át, ugyanakkor oldalirányú erőt gyakorol a tengelyre és csapágyaira. Ezért a kiválasztásnál a kimeneti nyomaték mellett a tengely terhelését is ellenőrizni kell. A következő számok szemléltető feltételezések, nem mért adatok és nem egy konkrét hajtómű névleges értékei.

Miért keletkezik radiális erő?

Egy egyszerű hajtásban a két szíjtárcsa egymás mellett, párhuzamos tengelyen helyezkedik el. A szíj mindkét ága a másik tárcsa irányába húzza az adott tárcsát. Üzemben a feszes ág feszítése általában nagyobb. A két feszítőerő különbsége adja a forgatónyomatékot; vektoriális összegük pedig a tengelyt terhelő erőhöz járul hozzá.

A kezdeti és üzemi szíjfeszítés, a tárcsa tömege és az erők iránya is számít. A radiális erő merőleges a tengelyre, az axiális erő azzal párhuzamos; szükség esetén mindkettőt ellenőrizze.

Példa: 15 Nm átvitt nyomaték

Tegyük fel, hogy a tárcsa osztóköri átmérője 60 mm, sugara 0,030 m, a feszes ág üzemi feszítése 700 N, a laza ágé 200 N.

Effektív kerületi erő = 700 − 200 = 500 N.

Átvitt nyomaték = 500 × 0,030 = 15 Nm.

Ha a két szíjág ereje közel párhuzamos és azonos irányú, a tárcsára ható szíjerő közelítőleg 700 + 200 = 900 N.

Az 500 N különbség és a közelítő 900 N tengelyterhelés más kérdésre válaszol. Utóbbi nem tartalmazza a tárcsa és más alkatrészek súlyának, illetve az átmeneti terheléseknek vektoriális hatását. Nem párhuzamos ágaknál az erőket tényleges irányuk szerint vektorként kell összegezni. A valós hajtáshoz a szíjgyártó módszerét és a mért vagy számított feszítőerőket használja.

A tárcsa helyzete is számít

A túlnyúló erő hajlítónyomatékot okoz. Ha a példabeli 900 N eredő egy kiválasztott csapágytámasz-referenciától 0,050 m merőleges távolságra hat: M ≈ 900 × 0,050 = 45 Nm.

Ez a referencia körüli hajlítónyomaték, nem 45 Nm átvitt hajtóműnyomaték, és nem helyettesíti a csapágyélettartam számítását. A tényleges csapágyreakciókat a belső és külső alátámasztás geometriája határozza meg.

A gyártó gyakran a tengely meghatározott pontjára ad meg megengedett radiális terhelést. Ellenőrizze a mérési pont definícióját, és eltérő támadáspontú értékeket csak a gyártó korrekciós módszerével hasonlítson össze.

Mit tehet túl nagy tengelyterhelés esetén?

1. Helyezze el gondosan a tárcsát. Ha a rajz és a hézag engedi, a terhelés középpontja legyen közelebb a kimeneti csapágyhoz; tartsa meg a szükséges illesztési hosszt és rögzítést.
2. Ellenőrizze a szíjat és feszítését. Kövesse a szíjgyártó szerelési és üzemi előírásait; a túlfeszítés nem helyettesíti a méretezést.
3. Szükség esetén használjon külön csapágyazott tárcsatengelyt. Külső csapágyak viselhetik a szíjerőt, megfelelő rugalmas tengelykapcsolóval a hajtómű felé. Az illesztést és terhelést ekkor is ellenőrizni kell; egy új csapágy ugyanazon merev tengelyen nem szünteti meg automatikusan a hajtómű terhelését.
4. Hasonlítsa össze a hajtóműveket. Közvetlen szerelésnél kérje ki a konkrét kivitel megengedett radiális és axiális erőit a tényleges támadáspontban. A nagyobb névleges nyomaték önmagában nem bizonyít megfelelő csapágykapacitást.

Az Oriental Motor radiális és axiális terhelési útmutatója bemutatja a terhelési hely jelentőségét, a külön csapágyas példa pedig egy lehetséges elrendezést.

Ellenőrizze a teljes hajtást

Vizsgálja a teljes üzemciklust: folyamatos és csúcsnyomaték, bemeneti fordulat, indítások és irányváltások, megengedett tengelyterhelés, élettartam, hőmérséklet, beépítési irány és motorcsatlakozás. Ellenőrizze a tárcsafuratot, tengelyillesztést, reteszt vagy szorítókötést és a tengelyvonalat is.

A nyomaték- és fordulatszám-kalkulátor becsléshez használható, a megengedett terheléshez a pontos típus dokumentációja szükséges. Kiindulópontként a PLF060 vagy a PAG060 vizsgálható; alkalmasságukat a teljes alkalmazás dönti el.

Milyen adatokat küldjön?

Az ellenőrzéshez adja meg a hajtómű- vagy motortípust, áttételt, fordulatot, üzemi és csúcsnyomatékot, tárcsaosztóátmérőt, szíjtípust és feszítést, a tárcsaközép távolságát a csapágyreferenciától, tárcsatömeget, beépítési irányt és munkaciklust. Hasznos egy rajz a két szíjág erőirányával. Küldje el az adatokat.