Kap. Dimensjonering a aksler Innhold Spenningsanalyse Kap. Dimensjonering a aksler Begreper Bæreaksel ( Axle ) Bærer roterende deler Normalt skal ikke oerføre torsjonsmoment Kan ære roterende eller stillestående Deformasjonsanalyse Bøyningskritisk turtall Driaksel el. transmisjonsaksel ( Shaft ) Bærer stillestående eller roterende maskindeler Oerfører torsjonsmoment orutsetninger mht dimensjonering Rette aksler Roterende aksler har sirkulært terrsnitt Bæreaksler har symmetrisk terrsnitt Dimensjoneringen kan omfatte 1. Styrkeanalyse åde statiske og dynamiske. Deformasjon og stihet øyning, ridning, helning ed opplagring, o.l.. Kritisk omdreiingstall Deformasjon kan ikke estemmes før geometrien er kjent dimensjon elges først fra en oerslageregning a spenninger og styrker, og deformasjon estemmes etterpå SK10 askinkonstruksjon 1 SK10 askinkonstruksjon
Kap. Dimensjonering a aksler Eksempler på standardiserte kiletyper An introduction to shaft design [Shigely and ischke] Et eksempel på en aksel og sammenføyningselementer NS 81/8: Kiletyper med radiell kileirkning Dimensjoneringen må gi plassehoet for andre maskindeler som monteres på akselen, f. eks. tannhjul, reimskier, lagre og andre sammenføyningselementer Ulemper: - Stor kra til naets styrke - Eksentrisitet kan oppstå Noen forindelseselementer på akselen 1. Press- og krympeforindelser. Skruer. Kileforindelser (ofte erstattes a krympeforin.) 4. Spennering ( Snap ring ) 5. Kileformet eller koniske pinne ( Tapered pin ) NS 8: Passkile - Vanlig rukt i dag - trang pasning i tangentialretning - Klaring i radialretning SK10 askinkonstruksjon SK10 askinkonstruksjon 4
Kap. Spenningsanalyse aksel d der for en rund massi Aksel utsatt for et øyemoment Aksel utsatt for et rimoment der d 16 e for en 4 W rund Aksel utsatt for et kominert og massi aksel Krefter som ligger i forskjellige plan Kreftene dekomponeres i akseretningene og momentet for et kritisk område eregnes fra y z Tegn skjærkraft- og momentdiagram i to plan for denne akselen SK10 askinkonstruksjon 5 SK10 askinkonstruksjon 6
Kap. Spenningsanalyse Kap. Spenningsanalyse Eksempel.1 Driaksel utsatt for rimoment irker som en torsjonssta I max P SK10 askinkonstruksjon r der I P Vridningen pga polart GI treghetsmo ment P 7 or der Akselen (a seigherdet stål (NS 14-05)) er utsatt for en aksialtrykk på P = 80 Pa, et øyemoment på = 0 knmm og en skjærspenning på = 10 Pa, pga et ridmomentet. Vi il ruke en sikkerhet mot flyting på n f = og estemme det minste akseldiameteret som kan anendes. å ek unngå n SK10 askinkonstruksjon a n flyting : ( p) d ek flyt d till n n flyt f d = 17,8 mm, i elger d = 0 mm flyt 80 10 10100 80 flyt a ( 80) 18,1 80 8
Kap.. Deformasjonsanalyse ha krumningsflatemetode Kap.. Deformasjonsanalyse ha krumningsflatemetode x for ( x) x forx maks 4 Komplisert for manuell eregning Godt egnet for datamaskin d dx, R d men EI dx 1 R EI SK10 askinkonstruksjon 9 SK10 askinkonstruksjon 10
Kap.. Deformasjonsanalyse ha krumningsflatemetode Krumningsflateteorem - Arealsenter or kjent arealsenter C til en krumningsflate lir tangentasette x x - astanden fra punkt B til arealsenteret (punkt C). der SK10 askinkonstruksjon 11 SK10 askinkonstruksjon 1
Eksempeloppgae - Eksempeloppgae - SK10 askinkonstruksjon 1 SK10 askinkonstruksjon 14
A Kap. 4.4 Kritisk turtall a aksler Rotasjonsakse e B Kap. 4.4 Kritisk turtall a aksler A () Stillestående m e B (a) Senter for tyngdepunkt A () Stillestående m e B y 48 EI k ky c m ( y e) ( ky) y m ( y e) k y k m e k Utøyningen er kritisk når 0 m SK10 askinkonstruksjon 15 SK10 askinkonstruksjon 16
Kap. 4.4 Kritisk turtall a aksler Utalansering Kritisk turtall, uten demping kr k m ed utalansering forsøkes å påirke rotorens massefordeling slik at rotoren går mest mulig jent. To måter å gjøre den på: a) Bore ort materiale eller ) Anringe elastningsekter To former for utalansering: Kjøring i dette området ør unngås a) Statisk utalansering - (eldste og enkleste formen) med akselen på friksjonsfrie lager i horisontalposisjon, legges til eller tas ort materiale til rotoren/akselen står i en ilkårlig inkelposisjon. ) Dynamisk utalansering - ualansen registreres ha utalanseringsmaskiner mens rotoren roterer - ruker dierse teknikker, l.a. måle retningen a reaksjonskreftene - man prøer å få rotorens hoedtreghetsakse til å sammenfalle med rotasjonsaksen Eksempel.4 SK10 askinkonstruksjon 17 SK10 askinkonstruksjon 18