Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

download Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

of 41

Transcript of Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    1/41

    Maszyna hydrauliczna do

    gicia apek sprystych

    przytwierdzenia SB-3

    Design project of a

    hydraulic machine for

    bending elastic tension rail

    clamps SB-3

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    2/41

    1

    Streszczenie

    Celem niniejszej pracy byo zaprojektowanie zestawu maszyn do produkcji apek

    sprystych mocujcych szyny do podkadw strunobetonowych, wchodzcych w skad

    sprystego przytwierdzenia SB-3. We Wstpie przytoczono krtk charakterystyk techniczn

    przytwierdzenia sprystego SB-3 i stan prawny dotyczcy jego zastosowania. Zdecydowano

    si na skonstruowanie dwch maszyn o napdzie hydraulicznym zapewniajcych optymalny

    proces produkcji apek sprystych, konstrukcj maszyn poparto stosownymi obliczeniami. Do

    pracy doczono take rysunki zoeniowe i wykonawcze.

    Summary

    The purpose of this thesis was to design a set of machines for the production of elastic

    tension rail clamps which are used to fix pre-stressed concrete railroad ties. An elastic tension

    rail clamp is a part of the SB-3 elastic rail system. An Introduction includes a brief technical

    description of the SB-3 elastic rail system and its legal status of using. The thesis contains

    design of two hydraulic bending machines assured an optimal system of elastic tension rail

    clamps production and appropriate calculations. Assembly drawings and working drawings

    were attached.

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    3/41

    2

    Spis treci

    1. Wstp .................................................................................................................................... 3

    2. Opis techniczny maszyna hydrauliczna I........................................................................... 6

    2.1 Dobr silnika hydraulicznego ...................................................................................... 11

    2.2 Dobr sprzga ............................................................................................................ 12

    2.3 Obliczenia wytrzymaociowe wau ............................................................................ 13

    2.4 Dobr oysk................................................................................................................ 16

    2.5 Dobr piercieni uszczelniajcych............................................................................... 19

    2.6 Analiza pocze wpustowych .................................................................................... 20

    3. Opis techniczny maszyna hydrauliczna II........................................................................ 23

    3.1 Dobr silnika hydraulicznego ...................................................................................... 28

    3.2 Dobr sprzga ............................................................................................................ 29

    3.3 Obliczenia wytrzymaociowe wau ............................................................................ 30

    3.4 Dobr oysk................................................................................................................ 33

    3.5 Dobr piercieni uszczelniajcych............................................................................... 35

    3.6 Analiza pocze wpustowych .................................................................................... 36

    4. Zaczniki ............................................................................................................................ 39

    5. Bibliografia.......................................................................................................................... 40

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    4/41

    3

    1.WstpSystem sprystego przytwierdzenia szyn do podkadw strunobetonowych

    oznaczany w Polsce skrtem SB jest technologicznie polskim systemem przytwierdze

    szeroko stosowanym na polskiej sieci kolejowej od lat 80. Jego zadaniem jest tumienie

    drga szyn (potwierdzono ponad 50% skutecznoci), co poprawia zarwno komfort jak

    i bezpieczestwo jazdy.

    W skad systemu sprystego przytwierdzenia szyn SB-3 wchodz:

    - kotwa

    - przekadka ksztatowa (podszynowa)

    - elektroizolacyjna wkadka dociskowa

    - sprysta apka

    Rys. 1.1Schemat realizacji sprystego przytwierdzenia SB-3

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    5/41

    4

    System sprysty w przeciwiestwie do sztywno przytwierdzajcych systemw

    dokrcajcych polega na dociskaniu szyny do podkadu z pomoc apki stale

    przytwierdzonej do kotwy. To powoduje i drgania s tumione i rozadowywane na

    wyginajcych si apkach, a nie na sztywnych rubach. Zapewnia to rwnomierny

    docisk szyn do podkadw, wymagany opr poduny szyn i izolacj elektryczn, jak

    rwnie utrzymaniewaciwej szerokoci toru.

    System ten, pomimo powszechnego zastosowania w Polsce (SB3), by do

    niedawna postrzegany przez inne kraje europejskie jako niepewny, gdy badania

    obejmoway jedynie poszczeglne elementy tego przytwierdzenia. System stosowany

    by jedynie w Polsce i niedawno wdroony na Ukrainie. Na przeomie roku 2005/2006

    przeszed pomylnie badania Centrum Naukowo-Techniczne Kolejnictwa, co zezwala

    na jego stosowanie w innych krajach Unii Europejskiej.

    Celem pracy dyplomowej byo zaprojektowanie zestawu maszyn hydraulicznych

    do produkcji sprystych apek mocujcych szyny kolejowe, wchodzcych w skadsprystego przytwierdzenia SB-3. Majc na uwadze zwikszajcy si popyt na ten

    system przytwierdze, ktry jest reakcj na zgod jego stosowania w granicach caej

    Unii Europejskiej i wci rosncym zainteresowaniem zagranicznych partnerw,

    zdecydowano si na wykorzystanie dwch stanowisk indywidualnie dostosowanych do

    wymaganych warunkw produkcji, mogcych pracowa niezalenie, co wyranie

    przyspieszy proces wytwarzania i pozwoli zmaksymalizowa zyski.

    Standardowo apki spryste s wykonane z prtwo rednicy 16 mm i dugoci

    400 mm ze stali sprystej gatunku 50S2. Szczegowe wymagania dotyczce apek

    sprystych SB zawieraj warunki techniczne [1]. Dopuszczono w nich m.in. moliwo

    wykonywania apek z prtw walcowanych na gorco (dotychczas apki SB-3 byy

    wykonywane z trudnodostpnych, droszych prtw cignionych).

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    6/41

    5

    Rys. 1.2 apka sprysta SB-3 [2]

    Rys. 1.3 apka sprysta w przytwierdzeniu SB-3

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    7/41

    6

    2.Opis techniczny maszyna hydrauliczna ICelem projektu hydraulicznej maszyny nazywanej w dalszej czci maszyn

    hydrauliczn I - jest zapewnienie zagicia penego prta prostego do postaci

    U-ksztatnej (zob. rys. 2.1). Proces giciana gitarce (zob. rys. 2.2) realizowany jest za

    pomoc elementu doginajcego zamocowanego w tarczy osadzonej na wale

    poczonym sprzgem z silnikiem hydraulicznym. Po odpowiednim umiejscowieniu

    prta na klapie pomidzy elementem ustalajcym a tulej i przyoeniu wymaganego

    momentu obrotowego realizowanego poprzez napd hydrauliczny nastpuje gicie

    profilu po zadanym promieniu przy jednoczesnym docisku prta elementem

    doginajcym. Zapewniono obrt tarczy o kt 180 + poprawk uwzgldniajc

    sprysty charakter materiau z ktrego wykonany jest prt.

    Rys. 2.1 Prt przed i po zagiciu

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    8/41

    7

    Rys. 2.2 Realizacja gicia prta na maszynie hydraulicznej I

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    9/41

    8

    Rys. 2.3 Maszyna hydrauliczna I widok

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    10/41

    9

    Rys. 2.4 Maszyna hydrauliczna I czciowy przekrj

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    11/41

    10

    Gwnym zaoeniem projektowym jest zapewnienie wystarczajcego

    momentu obrotowego, ktry umoliwi gicie prta. W oparciu o [1] i zaoenia

    konstrukcyjne dla apek sprystych (zob. rys. 1.2) wyliczono wg [3] minimalny

    moment gncy dla prta ze stali sprystej przy ktrym ten proces wystpi.

    Zaoono:

    materiaprta penego: stal 50S2

    rednica prta: dopuszczalne naprenia na zginanie dla 50S2po obrbce cieplnej wg [4]:

    warunek wytrzymaociowy na zginanie:

    ()gdzie:

    wskanik wytrzymaoci przekroju nazginanie dla przekroju koowego penego:

    ()Po podstawieniu i przeksztaceniu wzorw 2.1 i 2.2 otrzymano:

    ()

    Otrzymany maksymalny moment gncy jest jednoczenieminimalnym momentem obrotowym jaki naley zapewni, dodatkowo powikszonogo o 20% poprawk uwzgldniajc przecieniai przyjto do oblicze.

    ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    12/41

    11

    2.1 Dobr silnika hydraulicznegoGwnym warunkiem doboru jest spenienie wymagania na minimalny moment

    obrotowy (2.4), ktry naley zapewni do poprawnego dziaania ukadu.

    W oparciu o katalog firmy Hektos [5] zdecydowano si na: silnik OMZR160 model 2AD

    Charakterystyka silnika OMZR160 model 2AD:

    Prdko obrotowa znamionowa:

    Maksymalna prdko obrotowa: Moment obrotowy znamionowy: Maksymalny moment obrotowy: Moc znamionowa: Moc maksymalna: Wa z wpustem pryzmatycznym Masa:

    Silnik hydrauliczny orbitalny (typu geroler - georotor z rolkami) serii OMZR jest

    silnikiem redniej wielkoci o lekkiej i zwartej budowie. Charakteryzuje si znacznym

    momentem obrotowym oraz niewielkimi prdkociami obrotowymi. Zawr rozrzdczy

    zintegrowany jest z waem wyjciowym. Wieniec wyposaony w rolkisprawdza si przy

    duszej pracy w warunkach podwyszonego cinienia, dlatego czsto zastpuje

    podczas modernizacji silniki bez rolek na wiecu oraz nadaje si do pracy cigej.

    Rys. 2.1.1 Silnik OMZR160[5]

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    13/41

    12

    2.2 Dobr sprzgaDoboru sprzga dokonano bazujc na zapewnionym momencie obrotowym

    (2.4), od tej pory nazywanym momentem znamionowym . (2.2.1)Schemat doboru zaczerpnito z katalogu firmy KTR Polska sp. z. o. o. [6]

    zgodnego z [7] przy uwzgldnieniunastpujcych zaoe:

    wspczynnik temperaturowy wg [6]: wspczynnik sztywnoci skrtnej wg [6]: moment znamionowy sprzga wg [6]:

    (2.2.2)Zdecydowano si na: samoobsugowe sprzgo bezluzowe, kowe skrtnie

    elastyczne ROTEX GS 55 z poliuretanowym cznikiem o twardoci 95/98 SH A-GS

    pozwalajcym na prac w zakresie temperatur od -30 do 90C i duych obcie. Na

    sprzgo skadaj si dwie stalowe piasty z otworami ,rowkiem wpustowym JS9 wg [8] i wkrtem ustalajcym wg [9]. Masa caoci to

    Rys. 2.2.1 Sprzgo bezluzowe, kowe skrtnie elastyczne ROTEX GS 55 [6]

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    14/41

    13

    2.3 Obliczenia wytrzymaociowe wauZaoono:

    materia wau: stal C45

    granica plastycznoci dla C45 wg [10]: wspczynnik bezpieczestwa: wymiary: promie dziaania siy gncej:

    Sia obciajca wa wynika z momentu obrotowego (2.4) jest to sia gncastalowy prt, dziaajca na promieniu .

    ()

    Wyznaczenie reakcji w oyskach osadzonych na wale.

    Rys. 2.3.1 Schemat obcienia wau

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    15/41

    14

    Rys. 2.3.2 Rozkad si i momentw obciajcych wa

    Rwnania rwnowagi:

    () ()

    Z powyszych rwna rwnowagi otrzymanosiy reakcji:

    () ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    16/41

    15

    Zoone obcienie wau(zginanie i skrcanie)

    Korzystajc z wytrzymaociowej hipotezy Hubera wg [3] obliczono moment

    zredukowany w miejscu najwikszego wytenia (miejsce zamocowania oyska B).

    Maksymalny moment gncy:

    ()

    Maksymalny moment skrcajcy:

    ()

    Moment zredukowany:

    ()

    Stosujc poniszy wzr, okrelono teoretycznie najmniejsz moliw rednic

    wau w miejscu zamocowania oysk, waciwa rednica wau w tym miejscuzostanie jednak okrelona po analizie i doborze oysk przy zaoeniu warunkw pracy.

    ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    17/41

    16

    2.4 Dobr oyskMajc na wzgldzie pionow orientacj ukadu napdowego hydraulicznej

    gitarki i due obcienia postanowiono zastosowa 2 identyczne oyska stokowe

    osadzone na tej samej rednicy wau co uatwi kontrol ich pracy. Obliczenia

    przeprowadzono dla bardziej obcionego oyska (oysko B), na ktre dziaa sia

    ().W naszym przypadku oyska na wale

    obracaj si z prdkoci obrotow poniej

    wic dobr przeprowadzono napodstawie nonoci spoczynkowej . Wartoci

    dopuszczalnego obcienia oyska nie

    okrela si na podstawie zmczenia

    materiau, lecz iloci trwaych odksztace

    bieni spowodowanych obcieniem.

    Zaoono:

    obcienie statyczne oyska: statyczny wspczynnik bezpieczestwa wg [11]:

    Wymagan nono statyczn

    wg [10] mona okreli na podstawie rwnania:

    ()Korzystajc z katalogu firmy SKF [11], znajc warunek na nono dynamiczn

    (2.4.1) i warunek wytrzymaociowy na minimaln rednic wau (2.3.9) dobrano

    oyska stokowe, jednorzdowe 32307 BJ2/Q i zdecydowano si na osadzenie ich w

    ukadzie X (zob. rys. 2.4.3).

    Rys. 2.4.1 oysko stokowejednorzdowe 32307 BJ2/Q [11]

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    18/41

    17

    Rys. 2.4.2 Specyfikacja oyska stokowegojednorzdowego 32307 BJ2/Q [11]

    Rys. 2.4.3 Sposb osadzenia oysk stokowych w ukadzie X

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    19/41

    18

    oyska zabezpieczono piercieniami osadczymi, do uszczelnienia wau

    zdecydowano si zastosowapiercienie do uszczelnienia promieniowego.

    Rys. 2.4.4 Sposb zabudowy oysk

    Rys. 2.4.5Piercie uszczelniajcy, tuleja osadcza, piercie osadczy, tuleja dystansowa.

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    20/41

    19

    2.5 Dobr piercieni uszczelniajcychPiercienie do promieniowego uszczelnieniawau dobrano w oparciu o katalog

    firmy SKF [11]. Zdecydowano si na produkt o sygnaturze CR 28X47X7 HMS5 RG.

    Rys. 2.5.1 Specyfikacja piercienia do promieniowego uszczelnia 28X47X7 HMS5 RG [11]

    Uszczelnienia promieniowe waw s stosowane midzy obracajcymi si i

    nieobracajcymi si elementami maszyny. Uszczelnienia te maj cylindryczne pokrycie

    zewntrzne z elastomeru, ktre daje uszczelnienie statyczne wzgldem otworu oprawy

    i zapewnia uzyskanie wymaganego pasowania ciasnego uszczelnienia w otworze

    oprawy, jak rwnie uatwia poprawny monta. Maj take warg uszczelniajc z

    elastomeru, ktra zapewnia dynamiczne i statyczne uszczelnienie wzgldem wau.

    Krawd uszczelniajca wargi i wsppracujca z ni powierzchnia na wale tworz

    najwaniejsze funkcjonalne powierzchnie uszczelnienia promieniowegowau.

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    21/41

    20

    2.6 Analiza pocze wpustowych

    Rys. 2.6.1 Naciski powierzchniowe w poczeniach wpustowych

    Przy zastosowaniu wpustw znormalizowanych naciski powierzchniowe

    decyduj o wytrzymaoci zcza, dlatego obliczenia na cinanie s pomijane.

    Sprawdzenie poprawnoci doboru wpustu w poczeniu czcym sprzgo z waem

    ze wzgldu na naciski powierzchniowe.

    W poczeniu zdecydowano si na wpust pryzmatyczny A 8x7x50 wg [12] i

    uwzgldniono ten fakt przy specyfikacji piasty zamawianego sprzga.

    gdzie:

    dugo czci pryzmatycznej wpustu: rednica wau:

    dopuszczalne naciski dla C45 po ulepszeniu cieplnym wg [10] i [11]: () ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    22/41

    21

    Sprawdzenie poprawnoci doboru wpustw w poczeniu czcym wa z tarcz ze

    wzgldu na naciski powierzchniowe.

    W poczeniu wau z tarcz (zob. rys. 2.6.2) w ktrej zamocowany jest element

    doginajcy zdecydowano si zastosowa dwa wpusty pryzmatyczne A 8x7x40 wg [12]

    gdzie:

    dugo czci pryzmatycznej wpustu: rednica wau:

    dopuszczalne naciski dla C45 po ulepszeniu cieplnym wg [10] i [11]: () ()

    Sprawdzenie poprawnoci doboru wpustw zastosowanych w osadzeniu elementu

    doginajcego w tarczy ze wzgldu na naciski powierzchniowe.

    W poczeniu tarczy i elementu doginajcego (zob. rys. 2.6.3) take

    zdecydowano si zastosowa dwa wpusty pryzmatyczne A 8x7x40 wg [12]

    gdzie:

    dugo czci pryzmatycznej wpustu: rednica wau: dopuszczalne naciski dla C45 po ulepszeniu cieplnym wg [10] i [11]: ()

    ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    23/41

    22

    Rys. 2.6.2 Poczenia wpustowe pomidzy waem a tarcz

    Rys. 2.6.3 Poczenia wpustowe pomidzy tarcz a elementem doginajcy

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    24/41

    23

    3.Opis techniczny maszyna hydrauliczna IICelem projektu hydraulicznej maszyny nazywanej w dalszej czci maszyn

    hydrauliczn II - jest zapewnienie zagicia otrzymanego wczeniej profilu

    U-ksztatnego (zob. rys. 3.1) do finalnego ksztatu apki sprystej (zob. rys. 1.3). Proces

    gicia na gitarce (zob. rys. 3.2) realizowany jest za pomoc elementu doginajcego

    zamocowanego w tarczy osadzonej na wale poczonym sprzgem z silnikiem

    hydraulicznym. Po odpowiednim umiejscowieniu prta na klapie pomidzy elementem

    ustalajcym a elementem krzywkowym i przyoeniu wymaganego momentu

    obrotowego realizowanego poprzez napd hydrauliczny nastpuje gicie profilu po

    zadanym promieniu przy jednoczesnym docisku prta elementem doginajcym.

    Zapewniono obrt tarczy o kt 180 + poprawk uwzgldniajc sprysty charakter

    materiau z ktrego wykonany jest prt.

    Rys. 3.1 Profil U-ksztatnyprzed i po zagiciudo apki sprystej

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    25/41

    24

    Rys. 3.2 Realizacja gicia apki sprystej na maszynie hydraulicznej II

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    26/41

    25

    Rys. 3.3 Maszyna hydrauliczna II widok

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    27/41

    26

    Rys. 3.4 Maszyna hydrauliczna II czciowy przekrj

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    28/41

    27

    Podobnie jak poprzednio gwnym zaoeniem projektowym jest zapewnienie

    wystarczajcego momentu obrotowego, ktry umoliwi gicie prta. W oparciu o [1] i

    zaoenia konstrukcyjne dla apek sprystych (zob. rys. 1.2) wyliczono wg [3]

    minimalny moment gncy dla profilu U-ksztatnego.

    Zaoono:

    materia prta penego: stal 50S2

    rednica prta: dopuszczalne naprenia na zginanie dla 50S2 po obrbce cieplnej wg [4]:

    warunek wytrzymaociowy na zginanie:

    ()gdzie:

    wskanik wytrzymaoci przekroju na zginanie dla przekroju koowego penego:

    ()Po podstawieniu i przeksztaceniu wzorw 2.1 i 2.2 otrzymano:

    ()W tym przypadku jednoczesnemu zginaniu bd poddawane oba ramiona

    profilu U-ksztatnego, co prowadzi do prostego rachunku i dwukrotnego pomnoenia

    otrzymanego momentu gncego. Podwojony maksymalny moment gncy jest jednoczenie minimalnym momentem obrotowym jaki naley zapewni,dodatkowo powikszono go o 20% poprawk uwzgldniajcprzecienia.

    ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    29/41

    28

    3.1 Dobr silnika hydraulicznegoWarunkiem doboru jest spenienie wymagania na minimalny moment

    obrotowy (3.4), ktry naley zapewni do poprawnego dziaania ukadu.

    W oparciu o katalog firmy Hektos [5] zdecydowano si na: silnik OMZT315 model 4MD

    Charakterystyka silnika OMZT315 model 4MD:

    Prdko obrotowa znamionowa:

    Maksymalna prdko obrotowa: Moment obrotowy znamionowy: Maksymalny moment obrotowy: Moc znamionowa: Moc maksymalna: Wa z wpustem pryzmatycznym Masa:

    Silniki hydrauliczne orbitalne (typu geroler - gerotor z rolkami) serii OMZT s

    solidnymi silnikami o zwartej budowie i znacznych momentach obrotowych. Zawr

    rozrzdczy ma konstrukcj tarczow z automatyczn kompensacj cinienia. Wieniec

    wyposaony w rolki sprawdza si przy duszej pracy w warunkach podwyszonego

    cinienia, przy rzadkim oleju i w warunkach czstych obcie wstecznych. oyska

    rolkowe wau przystosowane s do przenoszenia si promieniowych.

    Rys. 3.1.1 Silnik OMZT315 [5]

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    30/41

    29

    3.2 Dobr sprzgaDoboru sprzga dokonano tak jak poprzednio bazujc na zapewnionym

    momencie obrotowym (3.4), od tej pory nazywanym momentem znamionowym . (3.2.1)Schemat doboru zaczerpnito z katalogu firmy KTR Polska sp. z. o. o. [6]

    zgodnego z [7] przy uwzgldnieniu nastpujcych zaoe:

    wspczynnik temperaturowy wg [6]: wspczynnik sztywnoci skrtnej wg [6]: moment znamionowy sprzga wg [6]:

    (3.2.1)Zdecydowano si na: samoobsugowe sprzgo bezluzowe, kowe skrtnie

    elastyczne ROTEX GS 75 z poliuretanowym cznikiem o twardoci 95/98 SH A-GS

    pozwalajcym na prac w zakresie temperatur od -30 do 90C i duych obcie. Na

    sprzgo skadaj si dwie stalowe piasty z otworami , rowkiemwpustowym JS9 wg [8] i wkrtem ustalajcym wg [9]. Masa caoci to

    Rys. 2.2.1 Sprzgo bezluzowe, kowe skrtnie elastyczne ROTEX GS 75 [6]

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    31/41

    30

    3.3 Obliczenia wytrzymaociowe wauZaoono:

    materiawau: stal C45

    granica plastycznoci dla C45 wg [10]: wspczynnik bezpieczestwa: wymiary: promie dziaania siy gncej:

    Sia obciajca wa wynika z momentu obrotowego (3.4) jest to sia gncaprofil U-ksztatny, dziaajca na promieniu .

    ()

    Wyznaczenie reakcji w oyskach osadzonych na wale.

    Rys. 3.3.1 Schemat obcienia wau

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    32/41

    31

    Rys. 3.3.2 Rozkad si i momentw obciajcych wa

    Rwnania rwnowagi:

    () ()

    Z powyszych rwna rwnowagi otrzymano siy reakcji:

    () ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    33/41

    32

    Zoone obcienie wau(zginanie i skrcanie)

    Korzystajc z wytrzymaociowej hipotezy Hubera wg [3] obliczono moment

    zredukowany w miejscu najwikszego wytenia (miejsce zamocowania oyska B).

    Maksymalny moment gncy:

    ()

    Maksymalny moment skrcajcy:

    ()

    Moment zredukowany:

    ()

    Stosujc poniszy wzr, okrelono teoretycznie najmniejsz moliw rednic

    wau w miejscu zamocowania oysk, waciwa rednica wau w tym miejscuzostanie jednak okrelona po analizie i doborze oysk przy zaoeniu warunkw pracy.

    ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    34/41

    33

    3.4 Dobr oyskMajc na wzgldzie pionow orientacj ukadu napdowego hydraulicznej

    gitarki i due obcienia postanowiono zastosowa 2 identyczne oyska stokowe

    osadzone na tej samej rednicy wau co uatwi kontrol ich pracy. Obliczenia

    przeprowadzono dla bardziej obcionego oyska (oysko B), na ktre dziaa sia

    ().W naszym przypadku oyska na wale

    ponownie obracaj si z prdkoci obrotow

    poniej wic dobr przeprowadzonona podstawie nonoci spoczynkowej.

    Wartoci dopuszczalnego obcienia oyska

    nie okrela si na podstawie zmczenia

    materiau, lecz iloci trwaych odksztace

    bieni spowodowanych obcieniem.

    Zaoono:

    obcienie statyczne oyska: statyczny wspczynnik bezpieczestwa wg [11]:

    Wymagan nono statyczn wg [10] mona okreli na podstawie rwnania:

    ()

    Korzystajc z katalogu firmy SKF [11], znajc warunek na nono dynamiczn

    (3.4.1) i warunek wytrzymaociowy na minimaln rednic wau (3.3.9) dobrano

    oyska stokowe, jednorzdowe 33010/Q i zdecydowano si na montowanie ich w

    ukadzie X (zob. rys. 3.4.3).

    Rys. 3.4.1oysko stokowejednorzdowe 33010/Q [11]

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    35/41

    34

    Rys. 3.4.2 Specyfikacja oyska stokowego jednorzdowego 33010/Q [11]

    Rys. 3.4.3 Sposb osadzenia oysk stokowych w ukadzie X

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    36/41

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    37/41

    36

    3.6 Analiza pocze wpustowych

    Rys. 3.6.1 Naciski powierzchniowe w poczeniach wpustowych

    Przy zastosowaniu wpustw znormalizowanych naciski powierzchniowe

    decyduj ow wytrzymaoci zcza, dlatego obliczenia na cinanie s pomijane.

    Sprawdzenie poprawnoci doboru wpustu w poczeniu czcym sprzgo z waem

    ze wzgldu na naciski powierzchniowe.

    W poczeniu zdecydowano si na wpust pryzmatyczny A 12x8x70 wg [12] i

    uwzgldniono ten fakt przy specyfikacji piasty zamawianegosprzga.

    gdzie:

    dugo czci pryzmatycznej wpustu: rednica wau: dopuszczalne naciski dla C45 po ulepszeniu cieplnym wg [10] i [11]:

    () ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    38/41

    37

    Sprawdzenie poprawnoci doboru wpustw w poczeniu czcym wa z tarcz ze

    wzgldu na naciski powierzchniowe.

    W poczeniu wau z tarcz (zob. rys. 3.6.2) w ktrej zamocowany jest element

    doginajcy zdecydowano si zastosowa dwa wpusty pryzmatyczne A 12x8x50 wg [12]

    gdzie:

    dugo czci pryzmatycznej wpustu: rednica wau: dopuszczalne naciski dla C45 po ulepszeniu cieplnym wg [10] i [11]:

    () ()

    Sprawdzenie poprawnoci doboru wpustw zastosowanych w osadzeniu elementu

    doginajcego w tarczy ze wzgldu na naciski powierzchniowe.

    W poczeniu tarczy i elementu doginajcego (zob. rys. 3.6.3) take

    zdecydowano si zastosowa dwa wpusty pryzmatyczne A 12x8x50 wg [12]

    gdzie:

    dugo czci pryzmatycznej wpustu: rednica wau: dopuszczalne naciski dla C45 po ulepszeniu cieplnym wg [10] i [11]:

    () ()

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    39/41

    38

    Rys. 3.6.2 Poczenia wpustowe pomidzy waem a tarcz

    Rys. 3.6.3 Poczenia wpustowe pomidzy tarcz a elementem doginajcym

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    40/41

    39

    4.Zaczniki1. Nr rys. MH.01.00 - Maszyna hydrauliczna I2. Nr rys. MH.01.01 - Wa3. Nr rys. MH.01.02 - Korpus4. Nr rys. MH.01.08 - Obudowa rodkowa5. Nr rys. MH.02.00 - Maszyna hydrauliczna II

  • 7/23/2019 Diploma Thesis / Design project of a hydraulic machine for bending elastic tension rail clamps SB-3

    41/41

    5.Bibliografia1. Warunki techniczne wykonania i odbioru apek sprystych i spryn przytwierdzajcych

    szyny do podkadw i podrozjazdnic. Nr ILK 3D-5183/5/2007E.P. PKP, Polskie Linie

    Kolejowe S.A., Biuro Drg Kolejowych, Warszawa, 2007.

    2. Oczykowski A.: Badanie i rozwj przytwierdzenia sprystego SB, Problemy Kolejnictwazeszyt 150, Instytut Kolejnictwa, Warszawa 2010.

    3. Brzoska Z.: Wytrzymao materiaw, PWN, Warszawa 1979.4. PN-74/H-84032 Stal sprynowa (resorowa) Gatunki5. Katalog silnikw hydraulicznych Hektos[online]. [dostp: 20 stycznia 2012]. Dostpny w

    Internecie:

    6. Katalog sprzgieKTR [online]. [dostp: 20 stycznia 2012]. Dostpny w Internecie:< http://www.sprzegla.pl/Katalog_online/>7. DIN 740-1: 1986-08 Power transmission engineering; flexible shaft couplings8. DIN 6885/1 Drive Type Fastenings without Taper Action; Parallel Keys, Keyways9. DIN EN ISO 4029 Hexagon socket set screws with cup point10.EN 10025-2:200411. Interaktywny katalog techniczny[online]. [dostp: 20 stycznia 2012]. Dostpny w

    Internecie:

    12.PN-70/M-85005