Sicherheit für die Kraftübertragung S [ - ] 1,0 Safety for the force transmision 9

Transkript

1 Belasungsüberragung an einem Kegelpressverband Formelzeichen Axialkraf Fax [N] Axial force 3 Tangenialkraf F [N] Tangenial force 4 Abriebskraf am Kegels Fk [N] Slope force 5 Resulierende Kraf ohne Berücksichigung der Sicherheien u. ohne Fk F [N] Resuling force wihou safey S and Fk 6 Effekive resulierende Kraf R [N] Effecive resuling force 7 Sicherhei für die Krafüberragung S [ - ],0 Safey for he force ransmision 9 Milere Pressung pm [Nmm²] Mean pressure 0 Erforderliche Pressung perf [Nmm - ] Required pressure Kleiner Fugendurchmesser (Kegeldurchmesser) dmin [mm] Minimum diameer 3 Milerer Fugendurchmesser (Kegeldurchmesser) dm =DS[mm] Mean diameer 4 Großer Fugendurchmesser (Kegeldurchmesser dmax [mm] Maximum diameer 5 Effekive Pressungsfläche für Krafüberragung A [mm²] Effecive pressure area 7 Länge der Pressungsfläche / effekive Länge lf = L [mm] 8 Effekiviä der Pressungsfläche (Reduzierung durch Fasen, Nuen usw.) [ - ],0 Effeciviy of he pressure area 9 Kegelwinkel [rad] 0,0 Cone angle 0 Reibungsbeiwer µ [ - ] > 0,0 Fricion coefficien Leisung P [KW] Power 3 Drehmomen M [Nm] Torque 4 Drehzahl n [min - ] Number of revoluions 5 Winkelgeschwindigkei [ s - ] Angular velociy 6 7 a b c 8 M = P [knm = ω 03 Nm = 0 6 Nmm] F = M 4 M = [N] Mi p d m d max + d erf = p m : S R = (S F ax + F k ) + (S ) = p erf μ A 9 min ω = π n 60 [s ] F ax [N] Mi p erf = S R : p μ A erf = (S F ax+f k ) +(S F ) μ A d min = d max a n α l F [mm] F k = p erf A an α [N] Mi H = anα an α = d max d min [ ] α [rad] l F A = π d max + d min η l F [mm ] μ S <,0 p erf = [ H F μ A ( H ) ax + F ax + F ( H ) ] 3 0,06 < μ < 0,35 (S S : μ 0,08 0, 0,5 ), an α = 0. /40, S =,0 3,0, η = 0,90...0,95 3 Zylindrische Pressfuge / cylindrical join : α = 0 H = 0 bzw. d max = d min www. jblad.jimdo.com / 5 Klaus-Jürgen Blad :6..03 required_pressure_0.docx prined:

2 Wie ha es er GL gemach? Germanischer Lloyd Is hier der Reibwer nochmal abgesicher mi der Sicherhei S. GL (006)-Gleichung θ T + f(q + T ) + θ T A f f = ( μ S ) θ = ( μ S ) (an α ) Diese Vorgehensweise führ zu wesenlich höheren erforderlichen Pressung R = p GL μ A = (S F ax + S F K ) + S F K = p GL A an α p GL μ A = (S F ax + S p GL A an α ) + S p GL μ A S = (F ax + p GL A an α ) + S p GL μ A S F ax p GL F ax A an α p GL A an α F p GL ( μ A A an α ) p S GL F ax A F ax F ax p GL p GL F ax A anα μ A S A an α F ax A μ A S A an α F ax +F μ A S A an α F + ax A an α ( μ A S A an α ) + F ax +F μ A S A an α p = F ax A anα μ A S A an α A (( μ S ) an α ) F + ax A an α ( μ A S A an α ) + F ax +F μ A S A an α [F ax an α + μ A F ax an α + (F ax + F ) S A an α ] A A (( μ S ) an α ) [an α F ax + an α F ax + ü ( μ S an α ) (F ax + F ) ] A (( μ S ) θ ) [θ F ax + θ F ax + ( μ S θ ) (F ax + F ) ] www. jblad.jimdo.com / 5 Klaus-Jürgen Blad :6..03 required_pressure_0.docx prined:

3 -ohne Eisklasse-0 De Norske Verias p = ( θ μ ) F T +Fh +Fh θ μ μ π D S L ( θ μ ) 03 Tangenialkraf F [kn] Axialkraf F ax [kn] Reibwer μ [ ] Effekive Länge L [m] Kegellänge zw. D max und D min L [m] Zur Besimmung des Kegelverhälnisses Milerer Durchmesser D max D min Halbes Kegelverhälnis an α = D max D min L Effekive Kegelfläche A = π D S L Ohne Fasen, Nuen u.ä -Ice-03 Für Propeller p 0 C =,0 T peak π μ D S L 0 3 Rules for Ships, July 03 / P.5 Ch. Sec.8 Page 5 Spizenmomen T peak [knm] Rules for Ships, July 03 / P.5 Ch. Sec.8 Page 46 Reibwer μ [ ] μ = 0,4 für Sahl Sahl, μ = 0,3 für Sahl Bronze, (Glyzerin + 0,04) milererdurchmesser D S [m] Effekive Kegellänge L [m] Für Welle p =,8 T peak π μ D S L 0 3 Rules for Ships, July 03 / P.5 Ch. Sec.8 Page 54 Spizenmomen T peak [knm] Reibwer μ [ ] μ = 0,4 für Sahl Sahl (Glyzerin + 0,04) Milerer Durchmesser D S [m] = (D max + D min ) Effekive Kegellänge L [m] Ohne Fasen Effekive Kegelfläche A = π D S L Ohne Fasen, Nuen u.ä. www. jblad.jimdo.com 3 / 5 Klaus-Jürgen Blad :6..03 required_pressure_0.docx prined:

4 Belasungsüberragung an einer Kegelverbindung Welche Basis haben die Gleichungen zur Ermilung der erforderlichen Pressung? Eigene Rechnung De Norske Verias ohne Eis (für Resonanzfall zusäzliche Berechnung) mi Eisklasse für Welle mi Eisklasse für Propeller p erf = S [ ( θ μ ) + F ax + θ μ F ax] [Mpa] μ A eff ( θ μ) 03 p = ( θ μ ) F +F ax + θ μ F ax μ π D S L ( θ μ ) 03 p =,8 T peak μ π D S L 0 3 besser p = ( θ μ ) F +F ax + θ μ F ax besser p = p 0 C =,0 T peak μ π D S L 0 3 besser p = μ A eff ( θ μ ) 03,8 T peak μ A eff D S,0 T peak μ A eff D S Kegelwinkel: α [rad] Tangenialkraf: θ = an α Reibwer: μ [ ] Effekive Kegelfläche: A eff [mm ] Milerer Durchmesser: D S [mm] Effekive Kegellänge: L [mm] Tangenialkraf: F [kn] Axialkraf: F ax [kn] Spizenmomen: T peak [knm] GL Germanischer Lloyd A eff (( μ [ θ F ax + ( μ S ) θ ) 0 3 S θ ) (F ax + F ) + θ F ax ] www. jblad.jimdo.com 4 / 5 Klaus-Jürgen Blad :6..03 required_pressure_0.docx prined:

5 Bei Kegelpressverbindungen aus Maerialien mi gleichem Wärmeausdehnungskoeffizienen spiel die Beriebsemperaur keine Rolle, wenn beim Fügungsprozess die Teile (Welle, Nabe) die gleiche Temperaur haben. Bei dieser Kegelverbindungen is der Aufschubweg unabhängig von der Temperaur. Bei Kegelpressverbindungen aus Maerialien (z.b. Sahl / Bronze), die nich den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienen haben, sollen die Teile (Welle, Nabe) beim Fügen die gleiche Temperaur haben. Der Aufschubweg häng auf Grund der Unerschiedlichen Ausdehnung rozdem von der gemeinsamen Fügeemperaur ab: Die Verbindung muss die Belasung im vorgegebenen Arbeisbereich / Temperaurbereich sicher überragen aber auch den Fesigkeisansprüchen genügen. Beispiel Nabe: Bronze: α Bz = C Unere Grenzemperaur (z.b. 0 C) Aufschubweg maximal bei der Monage: Hohe Fugenpressung Relevan für Fesigkei Welle: α S = 0 6 C Obere Grenzemperaur (z.b. 35 C) Aufschubweg minimal bei der Monage: Geringe Fugenpressung Relevan für Momenüberragung Es muss immer die gleiche Endlage der Nabe auf dem Wellenkegel erreich werden, um das Momen sicher zu überragen! α Bz α S = C D = 300mm, = 35, D 0,063mm, an α = /60, a,9mm Also: Bei Kegelpressverbänden muss für die Monage der Aufschubweg in Abhängigkei von der Temperaur vorgegeben werden. Aufschubweg: z a = an α = (u + (g i R i + g a R a )) an α berechnees Übermaß Übermaßverlus durch elasische und plasische Gläung der Rauheien, führ zur Vergrößerung des Aufschubweges Gesamübermaß: z [mm] berechnees Übermaß: u [mm] (effekives Übermaß) Rauhei der Nabe: R i [mm] Rauhei der Welle: R a [mm] Gläungsfakor/Welle: g i [ ] Gläungsfakor/Nabe: g a [ ] www. jblad.jimdo.com 5 / 5 Klaus-Jürgen Blad :6..03 required_pressure_0.docx prined: