/Mitoitus_laskentakaavat

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Voimansiirtohihnojen tekniset tiedot

Tunnus ja yksikkö b = hihnan leveys (mm) T = jako C = akseliväli (mm) LR = hihnan pituus (mm) LZ = hihnan hammasluku Z1 = hammasluku, pieni pyörä Z2 = hammasluku, iso pyörä d1Y = ulkohalkaisija, pieni pyörä (mm) d1P = jakohalkaisija, pieni pyörä (mm) D2Y = ulkohalkaisija, iso pyörä (mm) D2P = jakohalkaisija, iso pyörä (mm) i = välitys n1 = kierrosluku, vetävä pyörä (rpm) n2 = kierrosluku, vedettävä pyörä (rpm) V = hihnan nopeus (m/s) Zβ = pureutuvien hampaiden lukumäärä, pieni pyörä β = kosketuskulma °(astetta) P = teho (kW) MV = vääntömomentti (Nm) α = sivukallistuskulma °(astetta) FP = kehävoima (N) S = hihnan kireys (mm) PK = laskettu teho (kW) K1 = kitkakerroin K2 = kitkakerroin K3 = kitkakerroin Km = kitkakerroin Indeksi 1 = vetävä pyörä Indeksi 2 = vedettävä pyörä

9:

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat

Voimansiirtohihnojen laskentaesimerkit

9:8

Avoimien hammashihnojen tekniset tiedot

9:10

Avoimien hammashihnojen laskentaesimerkit

9:12

Hihnojen mitoitus ja laskentakaavat

Voimansiirtohihnojen tekniset tiedot 9:4

9:

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Voimansiirtohihnojen tekniset tiedot Käytettävät kaavat Jakohalkaisija

Akselietäisyys

Välityssuhde

Kosketuskulma

Vetävien hampaiden lukumäärä

Hihnan nopeus

Hampaiden lukumäärä hihnassa

Hihnan pituus

Teho

Hihnan kireys Hammashihnan kireys pitää olla oikea, ei liian kireä eikä liian löysä. Hihna, joka asennetaan oikeaan kireyteen, kuluttaa laakereita vähemmän ja on hiljaisempi.

Mikäli vääntömomentti on poikkeuksellisen korkea, löysä hihna voi ”hypätä hampaan yli” käynnistyksessä.

Tällaisissa tapauksissa pitää jännitettä nostaa asteittain, kunnes oikea toiminta saavutetaan.

Kiristystapa Oikea hihnan kireys saadaan seuraavasti: 1 Paina hihnaa keskeltä, 1/50 jännevälistä.

2 Painamisvoima tulee olla seuraavien laskelmien mukainen:

Missä: V = hihnan nopeus (m/s)

S = hihnan kireys (mm)

Pm = nimellisteho (kW)

D = painuma (mm)

Z1 = vetävän pyörän hammasluku

T = jako

F = painamisvoima (N)

n1 = vetävän pyörän kierrosluku (rpm)

9:

Asiakaspalvelu 0207 499 499 • Fax 0207 499 456

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat

S = hihnan kireys (mm) T = jako C = akseliväli Z1 = vetävän pyörän hammasluku Z2 = vedettävän pyörän hammasluku

Kiristyspyörä 1. Jos mahdollista, ei asenneta vetävälle puolelle.

2. Sisäinen kiristyspyörä asennetaan lähemmäksi isoa pyörää.

Kohdistus Tarkka akselien yhdensuuntaisuus on erittäin tärkeää, jos se ei toteudu: - isoja kulumisia hihnan reunoilla - suuri paine laippoihin, jotka voivat toisinaan irrota - epäsäännöllinen veto hihnalla aiheuttaa lyhyemmän eliniän Sallittu poikkeama <0,4°.

Kumihihnojen pituustoleranssi

Hihnan pituus

-126 127-254 255-381 382-508 509-762 763-1016

1017-1270

1271-1524

1525-1778

1779+

3. Ulkoinen kiristyspyörä lähimpänä pientä pyörää, eikä vetävälle puolelle.

Vältä sovelluksia joissa akseliväli on kiinteä, ts. hihnan kiristys ei ole mahdollinen.

Polyuretaanihihnojen pituustoleranssi Toleranssi mm

±0,30 ±0,40 ±0,46 ±0,50 ±0,60 ±0,66 ±0,76 ±0,82 ±0,86 ±0,86 +0,050 jokaista ylittävää 254 mm kohti

-320 321-630 631-1000

1001-1960

1960-

OEM Automatic • www.oem.fi

Hihnan pituus

Toleranssi mm ±0,30 ±0,36 ±0,50 ±0,80 ±1,00

9:

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Leveystoleranssi, kumihihnat MXL, XL, L, H, 3M, 5M, 8M, S3M, S4,5, S5M, S8M, 2MR, 3MR, 5MR, 8M6T

Leveys mm 3-11 12-38 39-51 52-64 65-76 77-102 102-178

+0,4 +0,8 +1,2 +1,2 +1,6 +1,6 +2,4 Toleranssi mm

-0,8 -1,2 -1,2 -1,6 -1,6 -2,0 -2,8 XH, XXH, 14M, S14M, 14M6T

Leveys mm 20-120

+2,0 Toleranssi mm

-2,0

102-178 +2,4 -2,8

178< +4,8 -6,4

178< +4,8 -6,4

Leveystoleranssi, polyuretaanihihnat Tyyppi MXL, XL, L

tuuma Leveys mm

Toleranssi mm

Leveys mm

Toleranssi mm

1/8” 3,2 ±0,30

3/16” 4/8 ±0,30

1/4”-3/8” 6,4-9,5 ±0,40

1/2”-3/4” 1”-1½” 2” ja yli 12,7-19,1 25,4-38,1 50,8 ja yli ±0,50 ±0,70 ±1,0

T2,5, T2, T5,T10, AT5, AT10, Polychain 8M 3-75 ±0,50

Tarkemmat leveystoleranssit pyynnöstä.

9:

Asiakaspalvelu 0207 499 499 • Fax 0207 499 456

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Tarkan tehokertoimen laskeminen Kerroin - perusarvo K1 Esimerkkejä käyttävästä moottorista Sähkömoottori alhaisella käynn.momentilla (1,5 norm. käynn.mom.). Tasavirta- ja 2-vaihemoottorit. Polttomoottori 8 tai useampi syl. Vesi- ja höyryturbiinit.

Vaihto- ja tasavirtamoott. normaalilla käynnistysmomentilla. 1,5-2,5 x norm. käynn.mom. Eristetty oikosulku-tasavirta moottori.

4-6 syl. polttomoottorit.

Vaihto- ja tasavirtamoott. korkealla käynn.momentilla, yli 2,5 x norm. käynn.mom. 1-vaihe ja synkronm. kork. vääntömom.:lla.

Vaihtovirta, jarrumoott.

Poltto-moott. 4 syl. saakka.

Hydrauliikkamoottorit.

Käyttötunteja/päivä,h Esimerkkejä käytettävästä laitteesta Konttorikoneet: kirjoitus- ja laskukoneet Kamerat, kodinkoneet Takometrit Laskurit Puuntyöstökoneet: sorvit, höyläkoneet, pyörö- ja vannesahat Painokoneet Sellu- ja paperikoneet Tuulettimet 10 kW saakka Työstökoneet: porat, sorvit, hiomakoneet, pienet jyrsimet ja höylät Tekstiilikoneet: puolaus-, punonta-, kehruu- ja kudontakoneet Pesukoneet Lävistys- ja puristuskoneet sekä leikkurit Raskaammat sellu- ja paperikoneet: sekoittimet, holanterit

5-16

yli 16

...5

6-16

yli 16

... 5

6-16

yli 16

1,0

1,2

1,4

1,2

1,4

1,6

1,4

1,6

1,8

1,2

1,4

1,6

1,4

1,6

1,8

1,6

1,8 2,0

1,3

1,5

1,7

1,5

1,7

1,9

1,7

1,9 2,1

1,4

1,6

1,8

1,6

1,8 2,0

1,8 2,0 2,2

Kosketuskerroin Km

Kerroin - kiristyspyörä K2 Kiristyspyörän sijoitus

K2

Sisäpuolinen ei vetävällä puolella Ulkopuolinen ei vetävällä puolella Sisäpuolinen vetävällä puolella Ulkopuolinen vetävällä puolella

0,0 0,1 0,1 0,2

Kerroin - välitys K3 Välitys 1,00-1,24 1,24-1,74 1,74-2,49 2,49-3,49 >3,49

... 5

K3 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

OEM Automatic • www.oem.fi

Vetävien hampaiden lukumäärä ≥ 6 5 4 3 2

Km 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2

Tehokerroin Pk PK = PM (K1+K2+K3)/Km

9:

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Voimansiirtohihnojen laskentaesimerkit Tekniset tiedot Käyttävä moottori Käytettävä laite Sähkömoottori Keskipakotuuletin PM = 10 kW P = 10 kW n1 = 1450 (rpm) n2 = 725 (rpm) Suurin käynnistysmomentti

Toimintaolosuhteet Kytkentäaika 24 h/vuorokausi 7 päivää viikossa Akseliväli 600 mm ±40 mm Max. ulkohalkaisija 200 mm

Käytettävät kaavat ja kommentit

Laskenta esimerkit

Määritä laskentateho PK = PMx (K1+K2+K3))/km Kertoimet K1, K2, K3 taulukoista, kts. edell. sivu, kerroin Km lisätään 1:een. Tarkistuslaskenta myöhemmin jotta vähintään 6 pureutuvaa hammasta.

PK = 10 x (2,0+0+0)/1 = 20(kW)

Valitse hammasprofiili ja jako ottaen huomioon tehonsiirtokyvyn, ympäristön ym. (Kts sivukohtaiset hammasjaot).

Valittu hihnatyyppi Tyyppi HTD jako 8 mm.

Välitys

Hammasluku Z, kts. edell. sivun taulukko.

Max.∅ = 200 mm = > Sopiva vakiopyörä Z = 72.

Hihnan pituuden määrittäminen

C = 600±40 mm, valitse lähin vakiopituus, 1600 8M, kts. edellinen sivu Akselivälin määrittäminen

9:

Asiakaspalvelu 0207 499 499 • Fax 0207 499 456

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Käytettävät kaavat ja kommentit

Laskenta esimerkit

Pureutuvien hampaiden lukumäärän tarkistus

Ellei hampaiden kosketuspinta ole riittävä, pitää ottaa huomioon kosketuskerroin Km. Kts. sivu 9:7.

= 17 pureutuvaa hammasta.

Hihnan leveyden määrittäminen Kts. esim. tehotaulukko sivu 5:19 Katso tehotaulukosta kierrosluvun 1600 kohdalta pieni pyörä Z1 = 36.

Lue arvo leikkauspisteestä.

PK = 30 (kW) Kerro leveyskertoimella jotta tarvittava teho saavutetaan. n1 = 1600 (rpm) Z1 = 36 20,9 x 1,48 = 30,98 (kW) valitse hihnanleveys 85 mm =>PK

siirto = 30,98 (kW)

Valittu voimansiirto HTD 36 8M 85 hammaspyörä HTD 72 8M 85 hammaspyörä HTD 1600 8M 85 hammashihna

Hammaspyörät saatavana esiporattuina tai kartioholkeille.

Valitse sopivin.

C = 582,2 mm LR = 1600 mm PK siirto = 24,7 (kW) Max. ulkohalkaisija = 183,35 mm

Hihnan kireys

PM = 10 (kW), T = 8 Z1 = 36, Z2 = 72 C = 582,2 (mm)

OEM Automatic • www.oem.fi

Hihna painetaan alaspäin 11,6 mm kunnes voima 36 N-71 N saavutetaan.

9:

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Avoimien hammashihnojen tekniset tiedot

Tunnus ja yksikkö C = akseliväli (mm) MV = vääntömomentti (Nm) Ma(B) = kiihtyvyys-/hidastusmomentti (Nm) dY = ulkohalkaisija (mm) dP = jakohalkaisija (mm) di = akselihalkaisija (mm) a = kiihdytys (m/s2) B = hidastus (m/s2) mR = hihnan paino (kg) mL = kuorman paino (kg) mZ = hammaspyörän paino (kg) g = putoamiskiihtyvyys (9,81) (m/s2)

= tiiviys (kg/dm3) µ = kitkakerroin FP = kehävoima (N) Fa = kiihdytysvoima (N) FB = hidastuvoima (N) Ftill = hihnan sallittu vetovoima (N) FV = esijännitysvoima (N)

Fµ FZ V n J Fvarmuus max.

MK bK Fkatk.

Skatk.

Ft ∈ S1 S2 S3 S4 bK

= kitkavoima (N) = pyörän hitausvoima (N) = hihnan nopeus (m/s) = kierrosluku (rpm) = massahitausmomentti(kg m2) = laskettu kehävoima (N) = hihnan paino/m 10 mm leveydelle = leveyskerroin = hihnan katkeamisvoima (N) = turvakerroin katkeamista vastaan = kokonais hihnakosketus (N) = pidennys (mm) = käyttökerroin = tartuntakerroin = välityskerroin = taivutuskerroin = leveyskerroin

Käytettävät kaavat

Kehävoima

FP = Fa (FB) +Fµ + FZ

Kiihtyvyysvoima

Fa = (mR + mL) x a

Hidastusvoima

FB = (mR + mL) x B

Kitkavoima

Fµ = (mR + mL) x g x µ

Pyörän hitausvoima FZ = 2 Ma(B) x 10 dp

Jxn Kiihtyvyysmomentti Ma =

9,55 x ta

3

Jxn Hidastusmomentti M = B 9,55 x tB Kiihtyvyys a = V t

Hidastus B = V

t

Hidastusmomentti, ontto m (dy2 + di2) sylinteri J = 8 x 106

3 Kierrosluku n = 191,1 x 10 x V dt

2 2 Hammaspyörän paino mZ = (dY - di ) x π x x b 4 x 106

x 103 Vääntömomentti MV = P x 9,55 n

MV x n Teho P =

9,55 x 103 Laskettu kehävoima

Fvarma = FP x Stot

Esijännitysvoima

FV =1,2 x FP

9:10

Asiakaspalvelu 0207 499 499 • Fax 0207 499 456

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Käyttökertoimet Käyttökerroin S1

Tartuntakerroin S2

Kytkentäaika h/vrk Kuorman tyyppi 3-8 h 8-16 h 16-24 h Jatkuva käyttö ilman huippukuormia 1 Pienet huippukuormat 1,2 1,4 1,6 Korkeat huippukuormat 1,5 1,7 1,9 Äärimmäisen kork. huippukuormat 1,8 2,0 2,2

ZB > 6

5 4 3

Välityskerroin S3

Hihnanpidennys

Välityssuhde 1:1,24 1,25-1,74 1,75-2,49 2,50-3,49 3,50-

S3 0,1 0,2 0,3 0,4

S2 1,0 0,8 0,6 0,4

Käyttöaste % max. sallitusta vetovoimasta 25 50 75 100

Pidennys % Teräs/Kevlar Lasikuitu Jänne Jänne 0,112 0,15 0,225 0,30 0,337 0,45 0,45 0,60

Max. sallittu vetovoima kts. sivut 7:4-7:9 Taivutuskerroin S4 S4 = 0,2 Kokonaiskerroin Skok.

Skok. = S2 x (S1, S3, S4)

Laskentaesimerkit

V = 5 (m/s) a = 15 (m/s2) Hihnan pituus = 7,24 (m)

B = 25 (m/s2) µ = 0,10 mL= 30 (kg) dY = 75 (mm) Matala käynnistysmomentti, kytkentäaika 9 h/vrk

Käytettävät kaavat ja kommentit Tee ensin karkea arvio vaadittavasta vetovoimasta sekä sopivasta vetopyörän halkaisijasta.

F = m x a (B) johtuen siitä että hidastus on isompi valitaan se laskelmaan.

akselin halkaisija = 25 (mm) Skatk. => 3

Laskenta esimerkit F = 30 x 25 = 750N

Laske käyttökerroin kts. yllä Skok. = S2 x (S1, + S3, + S4)

S2 lisätään 1:een, tarkistuslaskelma myöhemmin

Skok. = 1 x (1,4 + 0 + 0) = 1,4 => F = 750 x 1,4 = 1050N

S1 = 1,4 S3 = S4 = 0 Valittu hihnaprofiili LLAT5 25 Fasti = 1730N Kts. sivu 7:8.

Valitut hammaspyörät 36 AT5/48 dY = 75,15

OEM Automatic • www.oem.fi

9:11

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Avoimien hammashihnojen laskentaesimerkit Käytetettävät kaavat sekä kommentit

Laskelmat

Pyörän painon laskenta

Hihnan painon määrittäminen

Voiman määrittäminen Kun hidastus on suurempi kuin kiihtyvyys käytetään sitä jatkolaskuissa.

Hidastusmomentin laskenta

Hidastusaika

Hitausmomentti

Hidastusmomentti

9:12

Asiakaspalvelu 0207 499 499 • Fax 0207 499 456

Hammashihnojen mitoitus- ja laskentakaavat Käytettävät kaavat sekä kommentit

Laskelmat

Pyörien hitausvoima

Kitkavoima

Kokonais kehävoima

Kitkakertoimen lopullinen määrittäminen

Tehokertoimen laskeminen

Varmuusvaran laskeminen

Pidennyksen laskeminen Täydellä taulukon mukaisella kuormalla (kts. sivu 9:11) on pidennys 0,4 %...Fasti. Pidennys on verrannollinen vetovoimaan.

OEM Automatic • www.oem.fi

9:13