Transcript ME harjutustund 14_Pidurid

MASINAELEMENDID I
Harjutustund nr 14
Pidurid
A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I
TTÜ Mehhatroonikainstituut
8.04.2015
Õppematerjali kasutamine või kopeerimine
ilma autori loata on keelatud!
MASINAELEMENDID I
Harjutustund nr 13
Tunni kava
1.
2.
3.
A. Sivitski,
Pidurite olemus, liigid ja kasutamine
Pidurite projekteerimise põhimõtted

Ülesanne 1. Klotspiduri projekteerimine
(Robert L. Mott. Machine Elements in Mechanical
Design, 2006)
Kordamisküsimused
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
1. Pidurite olemus, liigid ja kasutamine
PIDUR = seade, mis tagab lülitatava ühenduse PÖÖRLEVA
ja PAIGALSEISVA komponendi vahel.
PIDURITE ÜLESANNE:
1. Võlli piisavalt kiire peatamine – tihti kehtib nõue, et
ajam tuleb peatada ühe täispöörde vältel või kiiremini;
2. Võlli pöörlemissageduse vähendamine.
Kasutatavaimad on hõõrdpidurid, need jagunevad:
• klots-,
• lint-,
• ketas• koonuspiduriteks.
EE 7, 1994, lk. 290
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
1. Pidurite olemus, liigid ja kasutamine
Klotspiduri rakendumisel suruvad piduriklotsid vastu
pidurdataval võllil oleva piduritrumli (ehk piduritrummi)
sise- või välispinda.
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
1. Pidurite olemus, liigid ja kasutamine
Ketaspiduris surutakse kokku seisev ja pöörleval võllil
olev ketas (neid kettaid võib vaheldumisi olla mitu).
Ühekettaline hõõrd-TELGPIDUR
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
1. Pidurite olemus, liigid ja kasutamine
Koonuspidurid
Lintpidurid
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
1. Pidurite olemus, liigid ja kasutamine
Hõõrdeteguri suurendamiseks kaetakse üks piduri
hõõrdepind hõõrdkattega.
Piduriajam toimib lihaste, raskuse, vedru, elektromagneti
(magnetpidur), vedeliku või suruõhu jõul või
kombineeritult.
Piduriajam toimib lihaste jõul
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
1. Pidurite olemus, liigid ja kasutamine
Hõõrdeteguri suurendamiseks kaetakse üks piduri
hõõrdepind hõõrdkattega.
Piduriajam toimib lihaste, raskuse, vedru, elektromagneti
(magnetpidur),
vedeliku
või
suruõhu
jõul
või
kombineeritult.
Magnetpidur
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
1. Pidurite olemus, liigid ja kasutamine
Hõõrdeteguri suurendamiseks kaetakse üks piduri hõõrdepind
hõõrdkattega.
Piduriajam toimib lihaste, raskuse, vedru, elektromagneti
(magnetpidur), vedeliku või suruõhu jõul või kombineeritult.
Piduriajam toimib suruõhu jõul
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
2. Pidurite projekteerimise põhimõtted
Survejõud
Piduri
hõõrdekatte
laius w
1. Piduritrumli pidurdusmoment Tf :
Maksimaalse
pinge punkt
2. Survejõud W:
MN on normaaljõust tingitud moment:
Mf on hõõrdejõust tingitud moment:
Trummel
Pidurdamisel võtta Mf miinusmärgiga!
Kang
3. Hõõrdumise võimsus Pf:
(W), kus ω on trumli pöörlemise
nurkkiirus
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
2. Pidurite projekteerimise põhimõtted
Survejõud
Piduri
hõõrdekatte
laius w
4. Pidurduspinna arvutus (tinglik):
Maksimaalse
pinge punkt
5. Kulumistegur WR:
NB!
Piduritrumli pidurdusmoment Tf :
Trumli pöörlemise kineetiline energia =
pidurdamisele kuluv hõõrdejõudude töö!
I 2
 Tf 
2
Trummel
I
m 2
(r  R 2 )
2
Kus ω – trumli pöörlemissagedus,
I - on trumli inertsimoment, r on trumli
välisraadius, R on trumli telje raadius ja φ – trumli
pöördenurk kuni trumli peatumiseni,
Kang
  2n
Kus n – trumli pöörete arv kuni peatumiseni. See
võib olla näiteks ette antud, et nõutud on 0,2 pööret
trumli peatuseni.
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
2. Pidurite projekteerimise põhimõtted
Survejõud
Piduri
hõõrdekatte
laius w
Ülesanne 1. Projekteerida klotspidur
pidurdusmomendiga 84,75 Nm,
et peatada trummel, mis pöörleb
nurkkiirusega 12,564 rad/s.
Oletame, et
r = 101,6 mm; C = 203,2 mm;
L = 381 mm; θ1=30º ja θ2= 150 º
Maksimaalse
pinge punkt
Lahendus:
Trummel
1. Valida hõõrdekatte materjal
(Hõõrdekatte materjalide tabelist)
Kang
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
Näiteks: vormitud polümeer, mille
maksimaalne lubatav pinge
pmax = 517 kPa (kontaktpinge) ja
hõõrdetegur f =0,25
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
2. Pidurite projekteerimise põhimõtted
Pidurite hõõrdekatte materjalide hõõrdetegurite ja
piirpingete väärtused
Vormitud
polümeerid
Tekstiil, kiudaine
Paagutatud metall
Kork
Puit
Valatud teras
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
2. Pidurite projekteerimise põhimõtted
Lahendus:
2. Leitakse minimaalne lubatav hõõrdekatte laius w:
3. Valitakse w = 38,1 mm, siis
4. Arvutatakse normaaljõust tingitud moment MN
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
2. Pidurite projekteerimise põhimõtted
Lahendus:
5. Arvutatakse hõõrdejõust tingitud moment Mf
6. Arvutatakse nõutav survejõud W:
7. Arvutatakse hõõrdumise võimsus:
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut
2. Pidurite projekteerimise põhimõtted
Lahendus:
8. Arvutatakse tinglik pidurduspind A:
9. Arvutatakse hõõrdekatte materjali kulumistegur WR:
WR = 0,046 W/mm2 – soovitatav sagedaste piduri rakenduste korral;
WR = 0,116 W/mm2 - keskmine rakendus;
WR = 0,46 W/mm2 - haruldane pidurite kasutus
Pidurite geomeetria ja hõõrdekatte kulumine on lubatavates piirides.
A. Sivitski,
MHE0041 Masinaelemendid I
8.04.2015
TTÜ Mehhatroonikainstituut