Kiilauran pituuden mitoittaminen
Siirrettäessä voima koneenosalta toiselle kiilauran välityksellä, on kiilauran pituuden määrittäminen tarpeellista. Edellinen erityisesti haluttaessa optimoida kiilauran pituus. Kiilauran pituuden määrittäminen ei ole jokapäiväinen tehtävä koneenrakennuksen suunnittelussa. Tämän vuoksi esitän suhdelaskentamenettelynä tavan määrittää kiilauran pituus. Meillä on sähkövaihdemoottori teholtaan 4 kW. Siinä on 4 cm halkaisijainen toisiakseli ja pyörimisnopeus 70 kierrosta minuutissa. Tehtävänä on määrittää kiilauran pituus, joka on riittävä erilaisissa käytöissä. Laskemme vääntömomentin newtonmetreinä, joka on yleisin tapa. Materiaalioletus vaihteen akselissa on S355 teräs ja käytettävässä liitännäisosassa S235 teräs.
P = 4 kW d = 4 cm r = 70 r /min Mv = 540 Nm Klikkaa laskennan kuvaa, josta aukeaa kiilauran mitoitus. Laskelmasta näemme t1 mitan olevan 0,5 cm ja t2 mitan 0,3 cm.
Rm yllä olevassa laskelmassa vastaa alla olevaa σM murtolujuutta kN/cm2 vedossa
SuhdelaskentanaL1 = F x 1,12 L1 = 31765 x 1,12 Rm x t1 x 1000 52 x 0,5 x 1000 (Vanhan Fe 52 merkinnän mukaan) L1 = 1,48 cm
L2 = F L2 = 25714 Rm x t2 x 1,13 x1000 37 x 0,3 x 1,13 x 1000 (Fe 37 merkinnän mukaan) L2 = 1,74 cm Pascalin kolmio1 Tunnettu tieto eli lähtöarvo t1 tai t2 1 1 Korkeuden muutos pinta-alaan delta t + tai - 1 2 1 Leveyden vaikutus pinta-alaan eli kiilan pituus (1,12) 1 3 3 1 Kuvitteellinen tilavuuden muutos delta t2 + merkkisenä (1,13)
Havaitsemme laskelmasta hankkimassamme vaihdemoottorissa olevan pitemmän kiilan, jota ei tarvitse käyttää sekundaariosan kiilan pituutena. Samalla on hyvä ottaa huomioon mahdollinen edestakainen liike kone-elimien välillä, käynnistyksien lukumäärä jne, jotka pidentävät kiilan pituutta. Delta t1 mitta laskelmassa on mitta, joka pienentää t1 mittaa akselissa. Suhdelaskenta yksinkertaistaa laskentaa ja jättää tämän huomioimatta. Vertaamalla laskentatuloksia huomaamme olevamme samassa. Kiilaurassa pintapaineen arvona voi käyttää materiaalin vetomurtokokeen antamaa arvoa. Lopuksi laskemalla saatu pituus kerrotaan kertoimella, joka vastaa käytettävää laitetta. Yleisohjeena voidaan käyttää kytkimen valmistajan suosituksia. Näistä myöhemmin. Tämä sivu on laadittu ymmärtääkseemme käsitteen momentti ja vaikutuksen mitoitukseen. Pascalin kolmio tai sanotaanko kerroin 1,1 tulee tässä ovelasti mukaan. Valitsetteko mitoitustavaksenne perinteisen lujuuslaskennan tai esittämäni suhdelaskennan; tulette samaan. Mikäli laskelmissa on pientä eroa, sillä ei ole merkitystä Lopulta joudumme kuitenkin arvioimaan käytettävän laitteen vaatiman kertoimen. Miksi tehdä tarkkoja laskelmia epätarkkaan käyttötilanteeseen. Suuruusluokan hahmottamiseksi, laskelmat ovat silti välttämättömiä. |
