brukes mest for større deler som blir utsatt for kraftig og støtvis påkjenning, tannhjul, kulelager etc. på en aksel

Transkript

1 PRESS- OG KRYMPERFORBINDELSER kan brukes for å feste en hylse / ring eller et nav på en aksel gir sterke forbinelser brukes mest for større eler som blir utsatt for kraftig og støtvis påkjenning, tannhjul, kulelager etc. på en aksel PRESSFORBINDELSER navet eller ringen presses på akselen me et mekanisk trykk got egnet for minre konstruksjonsetaljer KRYMPEFORBINDELSER navet eller ringen blir krympet irekte på akselen nav og aksel lages me pressmonn pasning me aksel iameter er litt større enn boringen i nav/ring ve montering varmes navet opp eller aksel avkjøles forsøk viser at me samme pressmonn kan en krympeforbinelse overføre to til tre ganger så stort vrimoment som en pressforbinelse friksjonskoeffisient mellom aksel og nav ve påpressing blir lavere enn ve påkrymping PÅPRESSINGSKRAFT, F F N pa F pl hvor: F = friksjonskraft μ = gliefriksjonskoeffisient (ynamisk friksjon) = 0,08 0,0 N = normalkraft p = flatetrykk mellom aksel og nav/hylse/ring A = innvenig areal nav/ring (πl) = felles iameter nav/ring, basisiameter L = lenge nav/ring F L F p Henning Johansen sie

2 OVERFØRT VRIMOMENT, Mv F N pl F M v p L hvor: ΣF = samlet friksjonskraft = hvilefriksjonskoeffisient (statisk friksjon) - ve pressforbinelser : = 0,0 - ve krympeforbinelser : = 0,5 0,0 M v Henning Johansen sie

3 ISO-SYSTEM FOR TOLERANSER OG PASNINGER Noen efinisjoner (NS / ISO-stanar): Pasning forskjellen mellom målene for to elementer før sammenstilling en felles veri, basismålet Minste øvre grensemålet for akselen nere klaring grensemålet for boringen Største nere grensemål for akselen - øvre klaring grensemål for boringen Minste nere grensemålet for akselen - øvre pressmonn grensemålet for boringen i en Største pressmonn presspasning øvre grensemålet for akselen - nere grensemålet for boringen i en presspasning eller mellompasning Klaringspasning Mellompasning Presspasning Henning Johansen sie 3

4 GRAFISK FREMSTILLING Basisiameter Basismål Grafisk fremstilling Forenklet skjematisk iagram Henning Johansen sie 4

5 toleransenes beliggenhet i forhol til basismålet betegnes me bokstaver store bokstaver for boringer/hull små for aksler bokstavene forteller bare om beliggenheten H og h, toleranser me ene grenseverien lik 0 Henning Johansen sie 5

6 toleransens størrelse, forskjell mellom øvre og nere grensemål, betegnes me toleransegra IT + ett tall IT, IT, IT3, IT8 tallet angir toleransens størrelse basismålene er sortert i grupper innenfor hver gruppe er et flere stanariserte toleransegraer å velge imellom toleransene angis som for eksempel h6 for aksler og H6 for nav/ring h og H angir hvor 6 angir størrelsen Henning Johansen sie 6

7 i NS / ISO er et angitt tabeller for grenseavvik for boringer og aksler eksempel boring: boring me basismål Ø5 og toleranse S7 har: - øvre toleransegrense 5mm m - nere toleransegrense 5mm 39m Toleranse for IT7 = 39 = 8m (se Tabell) Grenseavvik for boringer S, utrag eksempel aksel: aksel me basismål Ø5 og toleranse r7 har: - øvre toleransegrense 5mm + 4m - nere toleransegrense 5mm + 3m. Toleranse for IT7 = 4 3 = 8m (se Tabell) Grenseavvik for aksler r, utrag Henning Johansen sie 7

8 BEREGNING AV PRESSMONN (KRYMPEMONN) og FLATETRYKKET p Press- og krympeforbinelser (lectures notes) et nav/ring presses/krympes på en hul aksel basismålet er felles akselen har iameter +a nav/ring har iameter r pressmonnet a r a Aksel Basismål Nav/ring r Null-linje Basismål efinerer forholet mellom inre og ytre iameter, : i aksel : nav/ring: hvor: y i y i = inre iameter y = ytre iameter i y=i y Henning Johansen sie 8

9 Henning Johansen sie 9 raiell eformasjon: Nav/Ring: E p r Aksel: E p a hvor: = Poissons tall (tverrkontraksjonskoeffisient) = 0,7 0,33 for stål = 0,5 0,9 for støpejern 0,3 (benyttes generelt) = 0,33 for aluminium, Al og Al-legeringer = 0,35 for kobber og messing innsatt i pressmonnet r a m 000 E E p

10 vi setter og løser ligningen me hensyn på p m / mm E E N / mm ligningen p kan settes opp som et nomogram regner ut iameterforholene og bestemmer forholet /p fra nomogram søylene gjeler for: : aksel av stål og nav/ring av støpejern : aksel av stål og nav av stål 3: aksel av støpejern og nav av stål Estål = 0000N/mm Estøpejern = 0000N/mm Poisson tall = 0,3 kan også brukes for kobber, messing og bronse som har tilnærmet samme E og som støpejern LINEAL slik bruker u nomogrammet: regn ut og legg lineal mellom veriene for og les av forholet /p på søyle, eller 3 Henning Johansen sie 0

11 BEREGNING AV PASSENDE TOLERANSE eksempel måler iameteren på mange aksler me gitt toleranse 50 4 m 6m får stor sprening av målene se normalforelingskurve arealet uner kurven mellom øvre og nere avvik, representerer sannsynligheten for at en måling skal falle innenfor isse grensene 5 m et antall nav/ringer me toleranse 50 0m gir tilsvarene kurve parer akslene tilfelig me nav/ringene i en krympeforbinelse teoretisk mulig å få største pressmonn = 4μm og minste = μm i praksis er sannsynligheten for ette velig liten, kan se bort ifra DET SANNSYNLIGE PRESSMONN (nominelt pressmonn) G0 b a a hvor: a = halve toleranseområet til aksel (= 6/ = 8μm) a = halve toleranseområet til nav/ring (= 5/ =,5μm) b = avstanen mellom toleranseområenes mitpunkter (= 4 a a = 4 8,5 = 4 0,5 =,5μm) aksel nav/ ring G0,5 8,5,5 4,9m største pressmonn G0maks =,5 + 4,9 = 36,4μm gir størst flatetrykk pmaks minste pressmonn: G0min =,5 4,9 = 6,6μm gir MVmin Henning Johansen sie

12 ve påpressing vil toppene på overflaten trykkes noe sammen overflateruhet kan uttrykkes ve profilyben H regner me at overflaten glattes ca. 60% fra HA/HR til Ha/Hr akselens virkelige iameter blir a Ha ring/navets virkelige iameter blir r + Hr HR Hr Ha HA r a DET EFFEKTIVE PRESSMONN G G H 0 a Hr a r G b a a H H bearbeiingsmåte Ha og Hr finsliping,5 to gangers brotsjing,5-3 maskinbrotsjing 5 - finreiing ve høy hastighet 3-7 finreiing ve lav hastighet - 4 Henning Johansen sie

13 BEREGNING AV SPENNINGER Navet/ringen: betraktes som et tykkvegget rør me innvenig overtrykk blir utsatt for tangentielle spenninger σt og raielle spenninger σr setter σr og σt sammen til en jevnførene eller resulterene spenning j res y y 3 y r a r a maksimal resulterene spenning nav/ring: res p 3 4 Spenninger i nav/ring Akselen: kraftig flatetrykk, regner raiell sammentrykning og raielle spenninger σr i aksiell retning blir spenningene lik null p maksimal resulterene spenning i inre nav/ring, aksel: res for aksler me velige små hull 0 blir p res Spenninger i aksel resulterene spenning for MASSIV aksel: res p tangentiell spenning p og raiell spenning p opptrer over hele tverrsnittet t r Spenningsforelingen i en krympeforbinelse Henning Johansen sie 3

14 FORMFORANDRINGER. DEFORMASJONER eformasjonene som opptrer ofte små og har liten betyning i enkelte tilfeller må vi ta hensyn til em eksempel ve påpressing/påkrymping av en ring me lagermetall på en aksel eller i et lagerhus. Lagerklaringen påvirkes av lagerringens enree imensjoner.. y p ytre iameter nav/ring øker me y y E y inre iameter aksel minsker me i i p E i i y i y=i p E for MASSIV aksel Raielle eformasjoner i aksel og nav/ring Henning Johansen sie 4

15 TEMPERATUR VED KRYMPING ve oppvarming / nekjøling av aksel ELLER nav/ring vil iameteren enre seg me hvor: = nominell iameter = temperaturenringen [ 0 C] = temperatur i aksel [ 0 C] = temperatur i ring [ 0 C] α = lengeutvielseskoeffisient [mm/(mm 0 C)] ( theta) materiale α 0-6 [mm/(mm 0 C)] stål,5 støpejern,0 bronse 7 8 Kobber 7 messing 8 9 ve oppvarming / nekjøling av BÅDE aksel og nav/ring vil iameteren enre seg me hvor: = temperaturenring i aksel [ 0 C] = temperaturenring i ring [ 0 C] Henning Johansen sie 5

16 eksempel Et tannhjul av støpejern skal overføre en effekt på 50kW ve et turtall på 00r/min. Tannhjulet skal krympes på en 00mm massiv stålaksel. Navets ytteriameter er 00mm og navlengen er 00mm. Sikkerheten mot at navet skal slure på akselen settes lik. Friksjonskoeffisienten er lik 0,. a) Beregn nøvenig iameterforskjell mellom nav og aksel i μm. Δ =? fra nomogram hvor p p =? vrimoment M v p l n effekt P M v M v 60 overført vrimoment 3 P M v Nmm n 00 nøvenig flatetrykk 3 M v p 7,6N / mm l 0, flatetrykk me sikkerhet mot sluring lik p 7,6 5,N / mm Henning Johansen sie 6

17 Regner ut forholene: i y i y 0,5 m / mm Fra nomogram 0,0 p N / mm p 0,05, 0,39m / mm p Diameterforskjell nav og aksel 0,3900 3m alternativt: 000 p E E 0, , 0,3 0, , ,m søylene gjeler for: : aksel av stål og nav/ring av støpejern : aksel av stål og nav av stål 3: aksel av støpejern og nav av stål Henning Johansen sie 7

18 b) Beregn resulterene spenning i navet ve enne iameterforskjellen. Kommenter resultatet. resulterene spenning i navet (ve minimum pressmonn) 5, 4 res 3 0,5 0,5 Lav spenning. OK! 35,5N / mm res p i 3 4 Henning Johansen sie 8

19 c) Bestem akselens toleranse og toleranseområets beliggenhet når vi har boring Ø00H7 og akselen skal bearbeies til IT6. Sett Ha = Hr = 3,6m. Tegner Pasningsiagram: Press- og krympeforbinelser (lectures notes) minste effektive pressmonn G min b a a H H b a a H a a Hr b 3, 7,5 3,6 3,6 67,3m minste grensemål aksel b a 7,5 67,3 73,8 m a t6 3 9 r Henning Johansen sie 9