Loeng 11

1. Loeng 11 Võllid ja teljed. Võllid ja teljed, materjalide valik ja tappide kujundamine. Projektarvutus, väsimus- ja jäikuskontroll. Kontroll kriitilisele pöörlemissagedusele. Võllide ja telgede väsimistugevust tõstvad meetmed.

2. Võllid ja teljed kasutatakse põõrlevate detailide kandmiseks. Lisaks sellele võllid edastavad pöördemomendi. Enamik võlle ja telgi on sirged. Masinates kasutatakse ka murtud geomeetrilise teljega väntvõlle. sile sirge võll astmeline sirge võll paindvõll väntvõll Võllide konstruktsioon

3. Teljed on kas liikumatud või koos neile kinnituvate detailidega pöörlevad. telg mittepöörlev plokiratta telg F F pöörlev vagunitelg F F Telgede konstruktsioon

4. Võlli või telje osa, mis toetub laagrile, nimetatakse tapiks. Olenevalt toele ülekantava koormuse suunast jagunevad tapid radiaal- ja aksiaaltappideks. Radiaaltapid on enamasti silindrilised, harvem koonilised. Võlli keskosas asuvat tappi nimetatakse vahetapiks ehk kaelaks. F F a) b) c) e) d) a) – silindriline, b) – kooniline,c) – kael, d) – aksiaaltapp, e) - rõngastapp. Tapid

5. Võllide ja telgede materjalid Sirgete võllide ja telgede materjaliks sobib enamikel juhtudel keskmise süsiniksisaldusega (0,35…0,60 %C) konstruktsioonteras, vastutusrikastel juhtudeleelistatakse termotöödeldud (parendatud) legeerteraseid. DIN normidele vastavaistterasemarkidest on tüüpilisemad St42, St50 ja St60 (süsinikterased) ja 40Mn4,34Cr4, 41Cr4, 18CrNi8 ja 20MnCr5 (legeerterased). Tuleb arvestada, etlegeerterased on pingekontsentratsioonile tundlikumad.

6. Kuna teljed töötavad ainult paindele, siis neid arvutatakse tugevustingimusest paindele Kuna ringi telg-tugevusmoment siis telje minimaalne läbimõõt Lubatav paindepinge võetakse 0,19Rmmittepöörlevale ja 0,09Rmpöörlevale teljele Telgede tugevusarvutus

7. Võllide tugevusarvutus Võlli arvutust viiakse kahes etappis: projekt- ja kontrollarvutus Projektarvutus Arvutus viiakse väändele: Kuna võllile mõjub nii väändemoment kui ka paindemoment, arvutusvalem aga painet ei arvesta, siis vähendatakse lubatav pinge ning valitakse MPa. Teades, et polaarvastupanumoment leiame võlli minimaalne läbimõõt

8. Siin ja Kasutades ekvivalentmomendi võime leida pinge järgmiselt kus ja Siin d1 on võlli läbimõõt vaatlevas lõiges. Ekvivalentpinge Peale võlli geomeetria moodustamist kontrollitatakse ekvivalentpinge. Kuna üldjuhul võllile mõjub väändemoment ja kahes tasandites paindemomendid, siis ekvivalentpingete leidmiseks kasutatakse energeetilist ehk neljandat tugevusteooriat:

9. Leitakse üldvarutegur väsimusele kus - varutegur paindele ja - varutegur väändele. Varutegurid väändele ja paindele ja kus -1 ja -1 on materjali väsimuspiir vahelduv-sümmeetrilisel tsüklil, m ja m - tsükli keskmised pinged, a ja a - arvutuslik pingeamplituud, Kja K - efektiivne pingekontsentratsiooni tegur, KF – pinnatöötlustegur  0,1 empiiriline tegur, mis iseloomustab materjali tundlikkust tsükli assümmeetria suhtes. Mastaabitegurid Kd ja Kd on legeeritud teraste korral võrdsed, süsinikterastel Kd > Kd. Kontrollarvutus

10. Konstruktsioonilised meetodid on suunatud pingete kontsentratsiooni vähendamisele. Pingekontsentratoriks võllil tavaliselt on liistupesa või ülemineku aste võlli ühest läbimõõdust teisse. Suurendates üleminekuraadiuse saab vähendada pingete kontsentratsioon. R R (0,75 ... 1,0)d R R Väsimustugevust tõstvad meetmed

11. a) b) c) d) • võlli läbimõõtu suurendamisega • rummu servade ümardamine • kooniline rumm • süvised rummul Väsimustugevust tõstvad meetmed võllide istekohtatdes

12. c) d) a) b) e) f) Detailide telgkinnitamine võllidel a) Pingist b) Toe võlli kraele c) Muttriga d) Koonilise tihvtiga e) Stopperseibidega f) Seadekruviga