Podręcznik inżynierski w zakresie inżynierji lądowej i wodnej. T. 4, Cz. 10, Maszyny, Elektrotechnika

CZĘŚ C D Z I E S I Ą T A :

MASZYNY — ELEKTROTECHNIKA

T R E Ś Ć Strona M aszyny w z a k r o s i o p o t r z e b

i n ż y n i o r j i l ą d o w e j i w o d n e j 2357

I . Części m a s z y n ... 2357

1. N aprężenia dopuszczalno 2357 2. Części m aszyn łącząco . . 2358

8. Części m aszyn o ruchu o b r o t o w y m ... 2364

4. Części m aszyn przenoszą­ ce ru ch obrotow y z je d ­ nego w ału n a drugi . . 2372

II. P o m p y ... .... 2380

J II. M otory w o d n e ... 2386

IV , K otły parow e. N apisał W ła­ dysław R ubczyński, Lw ów 2398 Y. Silniki parow e. N apisał inż. W ładysław Rubczyriski, L w ó w ... 2403

YI. Silnilfi spalinowe. N apisał inż-. W ładysław Rubczyriski, L w ó w ... 2409

Y II. Podnośniki. N apisał inż. W a­ cław Suchow iak, profesor politechniki, W arszaw a . . 2415

A) Części podnośników . . 2410

B) Ogólne u k ład y dźwiga- rek i w ciągarek . . . . 2423

C) S u w n ico ... 2428

D) Ż ó r a w ie ... 2430

Y in , E kskaw atory lądowo. N a­ pisał f inż. J a n K arbow ski, W arszaw a . . . 2433

IX . Maszyny budow lane. N apisał Tadeusz L ew icki, Lw ów . 2441 1. U rządzenia transportow e 2441 2. Podnośniki budowlano ręczno i mechaniczne . . 2443

Strona 3. K a f a r y ... 2445

4. Pom py wodne i pom py do b e t o n u ... 2446

5. Tłuczarki i urządzenia s o r t o w n i c z e ... 2447

0. B e t o n ia r k i... 2448

7. M aszyny drogow e . . . 2449

8. M aszyny i narzędzia z na­ pędem pneum atycznym , elektrycznym i ręcznym 2451 X , Sam ochody gospodarczo i przem ysłowe. N apisał T a ­ deusz L ew icki, Lw ów . . . 2452

E l e k t r o t e c h n i k a . P o d re d ak cją inż. M. T ożaryskiego, profesora poli­ techniki, W arszaw a . . . 2469

I . Jed n o stk i, p raw a i pom iary . 2469 1. J e d n o s tk i... 2469

2. Zasadnicze p raw a i o k re­ ślenia ... 2470

3. P om iary elektryczne . . . 2473

I I . P rąd n ice, transform atory, sil­ nik i, a k u m u la to ry ... 2476

1. Prądnice • . . 2476

2. Transform atory, przetw or­ nice i prostow niki . . . . 2478

3. S ilniki (m otory) elektryczne 2481 4. A k u m u la to ry ... 2486

m . E l e k tr o w n ie ... 2488

IY . T rak cja e le k tr y c z n a ... 2492

Y . T e le g ra fja ... .... 2497

Y I. R adjotolegraf i radjotelefon . 2499 Y I I . T eleg rafjaito lefo n ja przew odo­ wa p rądam i szybkozmien- nem i ... 2501

L i t e r a t u r a ... 2501

l i ® »

Maszyny

w zakresie potrzeb inżynierji lądow ej i w od nej.

I. Części m aszyn.

1. Naprężenia dopuszczalne.

W budowie m aszyn u ży w a się w ciąż jeszcze p o d an y ch w poniższej ta­

belce w ąrtosći naprężeń dopuszczalnych (wedle B acha).

N aprężonia dopuszczalno w kg/cm*.

Rodzaj wy trzy-, małości

7°’30 1 o O

a>

ap<

'on oN 'o*

Żelazo zlewne1) (Stal St. 37)

Stal zlewna’)

* p ,s

” <+ - t! > O

■So n CO

o

£

•N3©

Odlew

«talowy

od do od do od do

a 900 900 1200 1200 1500 300 600 900

Ciągnienie k2 h 600 600 800 800 1000

—

c 300 300 400 400 600 — 100 200 300

a 900 900 1200 1200 1500

_

b 600 600 800 800 1000 600 600 900

a 990 900 1200 1200 1500 7600

_

Zginanie k/} b 000 600 800 800 1000 5000 - 3) 500 700

c 300 300 400 400 500 250 350

,

_ _

b 480 480 640 640 800 —

_

c 240 240 320 320 400 — — 160 280

Skręcanie k^ a 360 600 840 900 1200 6000

_

b 240 400 560 600 800 4000 - ł ) 320 560

c 120 200 280 300 400

,

l) a = napr. dopuszczalne przy obciążeniach stałych, 6 = przy obc. jednostronnie zmien­

nych, c = p r z y obc. obustronnie zm iennych.

a) Wyższe w artości naprężeń m ożna Btosować jedynie d la m aterjalów bezwzględnie pewnych co do jakości i niezbyt m iękkich.

J) Naprężenia zginające w żeliw ie nlóobrobionem (z nienaruszoną pow łoką odlewniczą) m°gą w ynosić:

d la przekrojów k o ło w y c h ... Aj, = 1,70 kz ,, ,, p r o s t o k ą t n y c h ...£¿ = 1 , 4 0 ^ ,, „ dw uteow ych . . . . ^ ~ 1,20 K

żeliwa obrobionego o 20% w ięcej. D la żeliw a znakom itej jakości, w olnego od na­

prężeń odlewniczych, do 330/o w ięcej.

’) Dopuszczalne w artości naprężeń przy sk ręcaniu żeliw a m ogą w ynosić:

d» przekrojów kołow ych i eliptycznych ... ...* z

*» „ p ie rś c ie n io w y c h ... ... == 0,8 kz

»» „ prostokątnych oraz kształtów —|— ? | ? ...*^ = 1,4 kz

B ry ła , Podręcznik inżynierski. X . 152 1

2 3 5 8 Maszyny w zakresie potrzeb inżynierji lądowej i wodnej.

2 . Części maszyn łączące.

Połączenia trwałe (nierozłączne).

N i t y . P o łączen ia nitow e dzielim y n a :

1. N itow ania n a zak ład k ę (ob. fig*. 1, 2? 3, 4) i n itow ania w sty k z na­

k ład k am i (fig-. 5, 6, 7, 8, 9).

i Or

N

t ; p y V

: O O, ---1 — , . j f r O1..

'-^r-T=@ S=Ę=»-f

F ig .i. F ig . 2.

- ! * r p W g . 3.

TT o °

b ś j | j ^ £ rr.-_ "A V

—

' i! -o r^ tĘ Ę S

Fig. 4.

{Or co

<3

K P

io O

F ig . 0.

- e e.rr e,4efef e,~f e -< ei- 1 ! .J*. * i . “ ^ ! ! ->>

Q9e i 1 ; O9*

~Ą ‘

r

l 0'- 'i / fi? ) "i © | I

( <54 S>;

F ig- ' . F ig . 8. F i g . 9.

2. N itow ania jedno-, dw u- i w ięcejrzędowe, zależnie od ilości szeregów nitów w szwie nitow ym (ob. fig. 1, 5 i 6; 2, 3, 7 i 8; oraz 4 i 9). W ffl- to w an iu n a n a k ła d k ę każde połączenie sk ład a się z dw u szwów.

3. N itow ania proste czyli rów noległe (lig, 3) i nitow ania w zakosy c if przestaw ne (fig. 7), zależnie o d . rozm ieszczenia nitów przy nitow aniu drr- 1 w ięcejtaędow em .

2

Części m aszyn łącząco. 2 3 6 9

4. N itow ania jedno-, dw u - i w ielocięte (fig, 1 — 4 ; 6— 9), zależnie od tego, w ilu przekrojach u i ty m usiałyby ulec ścięciu, g d yby połączenie m iało zostać przem ocą zniszczone.

5. N itow ania n a gorąco, i nito w an ia n a zim no, zależnie od tego, czy liity wbija się w otw ory b la c h w stan ie rozżarzonym czy nierozgrzane.

6. N itow ania szczelne (zbiorniki), n ito w an ia m ocne (konstrukcje że­

lazne) i nitoW ania szczelno-m ocne (kotły parow e) zależnie od celu, jak iem u nitowanie służy.

Nit sk ład a się z szyjki i dw u głów ek, z których jed n ą, w yrobioną podczas przebiegu nito w an ia, nazy w am y naków ką, K ształt głów ek nitow ych zależy od p rzeznaczenia n ita . K ształt głów ki szczelnej i szczelno-m ocnej (fig. 10) pozw ala n a uszczelnienie jej kraw ędzi. F ig . 11 p rzedstaw ia główkę nita m ocnego. W p ołączeniach szczelnych m uszą i kraw ędzie b lac h być doszczelnione, co u skutecznia sie przy pom ocy w ąskiego d łu tk a (do- szczelniaka) i m łotka. Aby um ożliwić doszczelnianie, m usi kraw ędź b lach y być ścięta pochyło pod kątem ro 18° (fig. 12). B la c h y cieńsze n iż 5 m m nie powinny b y ć doszczelniane w ten sposób, a szczolnośc po łączen ia n a ­ leży osiągnąć przez zastosow anie szczeliw a (taśm a uszczeln ia ją ca ; p apier itp.). Kąt a d la w szystkich odm ian nitów w ynosi 40° (ob. fig. 10, 11).

---1 l5d-

K T ? t * «

R __ __ __ _ i;

W ¡n

W / / A ~ \ w s , i— m m

F ig . 11. F ig . 12.

Sposób ob liczan ia połączeń n ito w an y c h w budowie m aszyn odbiega od zasad przyjętych w budow nictw ie Żelaznem. P rzy jęcie, że n ity m ają p r a ­ cować n a ścinanie, p o ciąg a z a sobą możliwość przesunięcia się zn itow anych części względem siebie aż do zetknięcia n ita ze śc ian k ą otw oru. T akie przesunięcie, dopuszczalne w budow nictw ie Żelaznem, nie je s t dopuszczalne w budowie m aszyn, któ ra w ym aga, ab y n it ściskając b lach y (skurcz n ita po ostygnięciu) pow odow ał m iędzy niem i tarcie, w y starczające d la zrów no­

ważenia sił. d ążących do przesunięcia b lac h w zględem siebie. Ton stan rzeczy osiągamy, jeśli najw iększe obciążenie poprzeczne n a 1 cm2 p rz ek ro ju mta nie przekroczy n astęp u jący ch w a rtości:

Nitowanie jednorzędow e n a zak ład k ę . . . . dw urzędow e „ „ . . . . trójrzędow e

jednorzędow e dwurzędowe trójrzędow e

z dw iem a n a k ład k am i

600— 700 k g SCO— 650 k g 500— 600 k g

1 0 0 0 - 1 2 0 0 k g 950— 1150 k g 900— 1100 k g tru b o śc i b lac h n ależy przyjm ow ać takie, ab y naprężenie ciągnące w naj- Mabszem m iejscu b la c h y nie przekraczało 0 , 2 2 w ytrzym ałości m a te rja łu n a ciągaienio (przy n ito w an ia z n a k ła d k a m i 0,25).

„ Przy w yznaczaniu po d ziału nitów może być pom ocnem zap a try w an ie ochwedlera, w m yśl którego w yobrażam y sobie, że k ażd y n it je s t niejako okolony taśm ą b lac h y (ob. fig. 2, 3, 4, 7), p rzy jm u jąc przytem rów ną w y- .jzymałość b lach y n a rozerw anie, a połączenia n a przesunięcie. W edle acha należy w po łączen iach n itow ych stosow ać n astę p u jąc e zależności między średnicą n ita d a g rubością b lac h n ito w an y ch s:

162*

2 3 6 0 Mtwzyny w zakresie potrzeb inzynierji lądowej i wodnej.

w p o łączen iach szczelno-m ocnych jed n o cięty ch . . . d — V 5s — 0,4 ca

„ „ „ „ dw ucięt. jeduorzęd. a! = V 5s — 0,5 cm

„ „ „ „ „ dwurzędów , d = V 5* — 0,6 cm

„ „ „ „ „ trój rzędów, d = V5S — 0,7 cm

„ n m o c n y c h ...d — — 0 , 2 cm

„ „ s z c z e l n y c h ... d — V5s — 0,4 cm N iem ieckie norm y przem ysłow e (DIN) przepisują następ u jące normalne średnice n itów :

no m in aln a śred n ica n ita : 10 13 16 19 22 26 28 31 34 37 40 43 rach u n k o w a śred n ica n ita

średnica otworu n ito w eg o ): 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 P oniższe zestaw ienie p o d aje używ ane w y m iary szwów- nitow ych, a mia­

now icie odległości nitów od kraw ędzi blach, odległości m iędzy rzędami nitów i m iędzy ni tam i tego sam ego rzędu (podział nitów ) dla różnych po­

łączeń nitow ych. Z nakow anie objaśnione n a figurach.

Rodzaj połączenia nitow ego F ig. e t Si 9!

Jednocięte, jednorzędow e. 1 1,5 d _ _ 2 ,d 0,8 cm ^{1 ,2} s o,5-:

Jednoeięto, dw urzędowe w j

z a k o s y ... ! o 1,5 d 0,6 ł __ 2,0.cZ —J— 1,5 cm 1,2 s 0,70 J ednocięte, dw urzędow e, j

p r o s t e ... | 3 1,5 d 0,8 t _ 2 , 0 . / i + l cm 1,2 s _ Jed n o cięte, tró jrz ę d o w e .... 4 1,5 d 0,6J __ 3 .d -{- 2,2 cm 1,2 5 - D w ucięte, jed n o rzęd o w e.. J 0 1,5 d ^— 0,9 e 2 ,6 .d -Ą- 1 cm - D wucięte, dw urzędow e... 7 1,5 d 0,5-0,0 Z 0,9 e 3,5 .iZ -}- 1,5 cm ł/3- 3/ ^ Dwucięte, tró jrz ęd o w e... 9 1,5 d 3U t 0,3 t O .d - f 2 cm 7 s - 3/ ^ 0,Si

P rz y o b liczeniach w ytrzym ałości zbiorników , kotłów itp. nie możemy brać całkow itego przekroju b lac h y za podstaw ę obliczenia, lecz musimy uw zględnić osłabienie je j przez otw ory nitow e. Stosunkiem użyteczności szwa nitow ego nazyw am y w yrażeniem :

t — d

r — •

O statnia k o lu m n a tabeli w ym iarów szwów nitow ych podaje przecietne war*

tosci cp dla niektórych połączeń nitow ych.

F ig . 13.

gwint Gtf/y

• t i y i - o i

F ig . 16. F ig . 14.

P o ł ą c z e n i a s k u r c z o w e słu żą do trw ałego sp o jen ia najczęściej takieŁ przedm iotów , które ze w zględów technologicznych lub in n y ch zostały ff)' 4

Cząści m aszyn łącząco. 2361

konane (odlane) w dw u lub w ięcej częściach, j a k np. ciężkie k o la zam achow e, płyty fundam entow e itp. E lem en t łącząc y , który, założony w stan ie rozgrza­

nym, k urcząc się przy ostyganiu z acisk a p ołączenie, m a najczęściej k ształt pierścienia lub t. z w. kotw y (ob. fig. 13 i 14). M aterjałem ty ch pierścieni wzgl. kotw jes t m iękkie żelazo kow alne. W y d łu żen ie części łąc z ą c y ch po ostygnięciu powinno w ynosić około 0,2°/o, nie pow inuo zaś przekroczyc w żadnym w y padku 1% .

Połączenia rozłączne.

Ś r u b y . R ozróżniam y śruby praw oskrętne i lew oskrętne. Ażeby śrubę lewoskrętną w kręcić w nagw in to w an y otwór, lub aby n ak ręcić n a nią naśrubek, m usimy głow ę śruby wzgl. n aśru b ek o b racać w k ieru n k u w ska­

zówek zegara. Istn ieją śru b y w ielozwojowe, pow stałe przez ow inięcie kilku rów noległych zwojów d o k o ła tego sam ego w alca. Śrub ty c h nie używa się jak o elem entów łąc zą c y c h , lecz z n ajd u ją one w yłączue za-

F i g . 10. F ig . 17. F ig . i s .

i* m W m m

F i g . 19.

J |

3

Fig. 20. F ig . 21.

>d*QScm

F ig . 22. F ig . 23.

stosowanie w m echanizm ach. O dległość dw u sąsiednich naw inięć zwojo­

wych śruby, m ierzoną w k ieru n k u rów noległym do osi śruby, nazy- wamyjfjej podziałem i oznaczam y literą h. D ługość m ierzoną w kieru n k u osi, o którą się posuw a śru b a w zgl. jej n a k rętk a za jednym obrotem śruby, nazywamy skokiem śru b y S . D la śrub jednozw ojow ych skok rów ny jes t podziałowi śruby S = h ; d la śru b y n-zw ojow ej S — n . h .

Nieodzownem w p rak ty czn em zastosow aniu uzupełnieniem śru b y jest nakrętka czyli n aśru b ek (m utra). J e s t to b r y ła z otw orem , posiadającym wgłębiony g w int ty ch sam y ch w ym iarów co odpow iednia śruba. T eo rja działania śruby sprow adza się do z ag a d n ie n ia rów ni p ochyłej.

Stosownie do p rzezn aczen ia śrub, dzielim y je n a śru b y napędow e i śru b y zlaezue. Śruby napędow e otrzym ują zazw y czaj g w int p łas k i albo sznurkow y (półokrągły) (ob. fig. 15). Z aletą g w in tu sznurkow ego jest to, że n am arzn ięty na nim lód łatw o o d p a d a ; dlatego u ży w a się go n a sp rzęg łach w agonow ych.

Śruby złączne m a ją zaw sze g w in t o stry jednego z p rz y ję ty c h ogólnie sy ste­

mów (syst. W h itw ortha, Sellersa, m etry czn y i i.). T abele p o d ające w ym iary wub, ob. w części o m a te rja ła c h , str. 2031.

N aprężenie dopuszczalne dla śrub złączn y ch z ż elaza zlew nego p rzy j­

muje się przy obciążeniu jedn o stro n n ie zm iennem 480— 600 kg/cm *, zależnie 5

2 3 6 2 Maszyny w znkrcsio potrzeb inżynlorji lądow ej i wodnej.

od staran n o sći w ykonania śruby i jak o ści m a te rja łu . P o n iew aż w drobnych śru b a ch ju ż przy' ręcznem do k ręcan iu m ogą w ystąpić wysokie naprężenia, n ależy n ap rężen ia dopuszczalno d la ta k ic h śrub p rzyjm ow ać odpowiednio niższe.

Śruby złączne nie powinno pracow ać n a ścinanie. O ile istn ieją siły prostopadle do osi śruby, n ależy śrubę odciążyć przez zastosow anie w danern złączu klinów , kołków , lub pierścieni od ciążający ch (fig. 16, 17, 18).

F ig . 1 9 —23 ilu stru ją rozm aite p o łączen ia śrubow e, zaś fig. 24 podaje sposoby zabezpieczenia śrub przed obluźnianiem się n ak rętek .

K l i n y . F ig . 25 p rzedstaw ia sposób d z ia ła n ia k lin a i odnośny rozkład sil. Stosunek — nazy w am y zbieżnością klina. N ajczęściej spotykam y kliny h

i

tępe (fig. 26) o zb ieżn o ści: V

F ig . 25. F ig . 28.

Je śli pominiemy' działanie tarc ia , s iła p o trzeb n a do w ciśnięcia klina w yrazi się w zorem : P = W ■ y wzgL I J =■-W lub też, o z n a c z a ją c

* l

k ąt zbieżności k lin a przez a ,

P = = W . tg a.

U w zględniając tarcie, które w urządzeniu przedstaw ionem n a fig. 25 w ystępuje w trzech p łaszczyznach, otrzym am y, przy założeniu jednakowego spółczynnika ta rc ia w e w szystkich trzech p łaszczy zn ach , wzór n a silę po­

trzebna do w ciśnięcia k lin a :

P — I F . tg (a + 2q) (q = k ą t t a r c ia ; tg q — |i = spółczynnik tarcia).

D o zluźnienia k lin a obciążonego potrzebna jes t s iła P j, w ynosząca:

Pi — W . tg (2 o — a).

Jeżeli a < 2 q, wartość n a P j w y p ad a d o d a tn ia ; k lin je s t w tedy samo*

ham ow ny.

K l i n y p o p r z e c z n e . Oś klin a poprzecznego (fig. 27) m a kierunek prostopadły do osi części łączo n y c h . Siły d z ia ła ja n a klin w płaszczyznach 6

Części m aszyn łączące. 2 3 6 3

prostopadłych (poprzecznie) do jego osi. Jeżeli klin m a b y ć często ob- luźniany, dajem y m u zbieżność 1 : 1 0 — 1 :1 5 . O ile połączenie m a b y ć stałe i chcemy przeszkodzić sam oczynnem u obluźnianiu się k lina, dajem y zbieżność 1 :2 5 —1 :1 0 0 . K raw ędzie k lin a są zaokrąglone.

O bliczając połączenie z klinem poprzecznym n a le ży b ra ć pod uw agę nietylko siły w y stęp u jące w m echanizm ie, którego częścią jes t dane po­

łączenie, ale tak że nap rężen ia początkow e, które istn ieją n a w e t w spoczynku maszyny a w ystępują w skutek z aciąg n ięc ia k lin a. T e nap rężen ia początkow e mogą być nieznaczne jeżeli połączonie m a pozostaw ać pod obciążeuiem stałem, nato m iast b ęd ą one znaczne jeśli obciążenie p o łączen ia m a być obustronnie zm ienne.

Połączenie cięg ieł przy pom ocy pochw y i k lin ó w : (fig. 28). O bieram y grubość klin a Sj = 0,25 D . Ze w zględu n a osłabienie cię g ła otw orem n a

Fig. 28. F ig . 29.

klin, pogrubiam y koniec cię g ła tak . iż D = */s d . N acisk dopuszczalny miedzy cięgłem a klinem k ^ 7/i gdzie k z je s t naprężeniem dopuszczal- nem m aterjału cięg ła n a ciągnienie. Z a k ła d a ją c ta k i sam n acisk dopusz­

czalny między klinem a pochw ą, otrzym am y grubość ścianek pochw y 5 = 0 , 5 B . D la lekkości pochw y z odlew u stalow ego otrzy m u ją k ształt wskazany przez fig. 29. ś re d n ia w ysokość k lin a h w y n ik a z obliczenia n a fcginanie^siłą S ja k p o n iże j:

2 2

+

) =

b h 2

S ^ J C :

skąd

i-

3 K k .

przyjąwszy d la cię g ła z żel. zlew nego k , — 900 kg /cm2 zaś d la stalow ego Wina k b = 1350 k g \c m 2, otrzym am y *

/ - 7 , ^ _ h = d y i ^ - j d ^ Y D - W ymiar h 1 pow inien w ynosić od — do —- h.

2 3 6 4 Maszyny w zakresie potrzeb inzyniorji lądow ej i wodnej.

K l i n y p o d ł u ż n e słu ż ą do u tw ierdzania n a w a łac h i osiach części m aszyn m ający ch w ykonyw ać ru c h obrotow y, a" więc kół, korb, tarc z itp.

K lin ta k i pośredniczy w przenoszeniu m om entu i p ra c u je n a ścinanie. 01 p o d łu żn a k lin a je s t ró w n o leg ła do osi w alu . R ozróżniam y n astęp u jące od­

m iany klinów p o dłużnych: 1. klin y dw uw pustno (u a fig. 3 0 a, c i fi 2. klin y jednow pustue p łask ie (5), 3. k lin y jednow pustne w klęsłe (c), 4. klin;

okrągłe (d ), 5. kliny styczne (fig. 31). Zbieżność klinów podłużnych (z wy

F ig . 30. F ig . 31.

jątkiem stycznych) wynosi 1 : 100. N orm alne w y m iary klinów podłużnych podaje poniższe zestaw ienie. L ite ry o z n aczają: d — średnicę w a łu ; b — sze­

rokość ro w k a klinow ego; t — głębokość ro w k a ; s = grubość k lin a (wy­

m iary w ni?»).

¿ = 15— 19 20— 29 30— 39 4 0 —49 50— 59 60— G9 70—79 80— 89 90—99

b = 9 10 12 14 10 18 '2 0 22 24

i = 3 4 5 5 G 7 7 8 8

s — 5 G 7 8 9 10 11 12 13

d =^’100— 109 110— 119 120— 129 130— 139 140— 169 160— 179 180—199

b = 2G 28 30 32 36 40 44

t = 9 9 10 10 11 12 13

s — 14 15 IG 17 19 21 23

3 . Części maszyn o ruchu obrotowym.

C z o p y . Czopy służą do podtrzy m y w an ia części m aszyn, wykonywa- ją c y c h ru c h obrotow y lub w ahadłow y. Niezbędnem dopełnieniem każdego czopa jest łożysko, n a którem czop spoczyw a. N acisk czo p a n a łożysko

• może m ieć albo kierunek poprzeczny do osi czopa (czop leżący) (fig. 32, 3B), albo kierunek n acisk u m oże leżeć w osi czopa (czop stopow y albo sztor- cow y) (fig. 34). Czop leżący je s t końcow ym (fig. 32), lub szyjow ym (fig. 33), zależuie od tego, czy się z n ajd u je u a końcu w ału, czy n a jego długości.

"W w a łac h transm isyjnych z a czop uw aża się tę część w ału, k tó rą obejmuj®

łożysko.

O bliczając czopy m usim y b rać pod uw agę n a stęp u jące trzy względy:

1. w ytrzym ałość czopa, k tó ry p ra c u je n a zginanie, 2. n a cisk dopuszczalny m iędzy czopem a pan ew k ą łoży sk a. Z byt w ysoki n a cisk jednostkow y wy­

ciska sm ar z pom iędzy zetkniętych pow ierzchni, w skutek czego w zm ożone ta rc ie może doprow adzić do zniszczenia łoży sk a, 3. ilość c ie p ła ja k a sif w y tw arza w skutek ta rc ia , gdyż ciepło to m usi być za pośrednictw em łożyska, d rogą prom ieniow ania i przew odzenia odprow adzone i rozprószone. W razi®

potrzeby m usi się stosow ać odpow iednio skuteczue chłodzenie sztuczne.

8

Cząści maszyn o ruchu obrotow ym . 2 3 fi5

Oznaczmy przez P = n a c is k 'n a czop w k g \ d i l — średnicę i długość ' czopa w c m ; W — m om ent oporu w cm3 k i k b — dopuszczalny n acisk je ­ dnostkowy i dopuszczalne naprężenie n a z g in a n ie; n = ilość obrotów czopa w m inucie; to d la czo p a leżącego k sz ta łtu w a lc a (ob fig. 35) b ę d z ie :

...0 )

~P I = k b W = 0,1,

Biorąc pod uw agę w zgląd w ym ieniony <powyżej pod (2) i z a k ła d a jąc równomierny ro zk ład n acisk u n a pow ierzchni rzu tu czopa, otrzym ujem y:

j P = k . 1 . d ...( 2 )

- U

B -

F ig 32. ojjPa

i 3 - ł . m i i i n ___ ) F ig . 35.

\P

fCr-

F ig . 33. . F ig . 34. F ig . 30.

Z równań (1) i (2) w y n ik a :

; L __ | / < > , 2 k h d ~ V — ‘

Wybór k zależy od ro d zaju użytego sm aru, od m a te rja łu i w yko n an ia j czopa i panew ek łożyska, od tego, czy czop je s t w ru c h u sta le czy z p rze­

rwami, oraz od zabezpieczenia łoży sk a przed zanieczyszczeniam i. P rzeciętn e ( wartości z p ra k ty k i są n a s tę p u ją c e :

j dla, stali hartow nej n a b r o n z i e ...k jg 90 k g /cm 1

» zwykłej sta li n a bronzie lub n a b iały m m etalu . . , . f c g 6 0 „ „ i, żelaza zlewnego n a biały m m e t a lu ... f c g 4 0 „ „

„ żelaza zlewnego n a m iękkiem ż e l i w i e ... k< ^ 25 „ „ m względu n a dobre odprow adzenie c ie p ła w ytw orzonego, długość czopa mosi spełniać w aru n ek :

i > Ł ^ ,

= to

< gdzie dośw iadczalny sp ó łczynnik w otrzym uje n astęp u jące w artości:

dla czopów w ałów korbow ych . . . . w — 15.000— 45,000

„ czopów k o r b o w y c h ... xp — 40,000— 90,000

„ czopów w agonów kolejow ych . . . t o — 78,000—95,000 Czopy stojące (sztorcow e) oblicza się ty lk o n a n a cisk dopuszczalny wedle wzoru

P = * k -

2 3 6 6 Muszyny w zakresie potrzeb iużyniorji lądowej i w odnej.

w zględnie dla czopów pierścieniow ych (lig. 36)

oraz n a rozgrzanie w edle wzorów

P . n . , . . P . n a > ---1 w zgl. o» — (i, > --- .

= w ~ 10

N acisk dopuszczalny k p rzyjm ujem y tu

d la stali n a bronzie ... k — 0 0— T u k g lcm 1

„ żelaz a zlew nego n a b r o n z ie ...A- = 30— 40 „ „

„ żelaz a zlew nego n a ż e l i w i e ...k — 20— 25 „ „ P rz e ciętn a wartość d la w w ynosi 40,000.

Ł o ż y s k a . Ł ożyska dzielą się n a takież sam e k la sy ja k czopy, pozatetn jed n a k , zależnie od tego czy czop w sp iera się n a panew ce łożyska bet pośrednio, czy z a pośrednictw em od­

d zielający ch je ku lek lub w ałków stalow ych, rozróżniam y łoży sk a śliz­

gowo i łożyska kulow e wzgl. w ałkow e.

N ajprostszem łożyskiem ślizgow em jes t t. zw .ło ży sk o o c z k o w c (fig 37),

F ig . 38. F ig . 30.

F ig . 41. F ig . 42.

spotykane w tan ich , prostych i p ra c u ją c y c h z przerw am i m aszynach, jak up. w indach budow lanych. Lepsze łoży sk a m ają otw ór wyścielony "?

m iem alnenu panew kam i ze stosow nego m e ta lu ; łożyska tak ie m ają zazfff czaj korpus dzielony dla w ygodniejszego m ontażu (fig. 38). Ciężkie "łożyska- ł\ których panew ki szybko się zużyw ają, o trzym ują u rząd zen ia do nnsta- wian k i panew ek w m iarę zużycia, po leg ające najczęściej n a zastosowana klinów (lig. 39). D ługie czopy, np. transm isyjne, w y m ag ają p a n e w e k f datnych, ktoreby m ogły podążać z a sprężystym i w ychyleniam i w ału. Osisg*

Tc' t /n ? I5TtZ ” m‘eszcz,eil' e panew ek w korpusie łożyska n a kulistym stató (ng 40). Łożyska tak ie noszą nazw isko w y n alazcy Sellersa. P an ew k i łożyit Sellersa są żeliw ne, a w ielka ich długość jes t spow odow ana m ałym naciskies dopuszczalnym . P anew ki z bronza m ogą b y ć znacznie k ró tsze; umieszcii się je w korpusie łożyska nieruchom o; "boczne kołnierze zapobiegaj?

przesuw aniu się osiowemu panew ek, a stosow nie um ieszczony czop ruchow i w kieru n k u obrotu (fig. 38). T. zw. b iały m etal czyli „Babbitf 10

Części m aszyn o ru ch u obrotow ym . 2 3 6 7

; (85% cyny, 10% antym onu, 5 % m iedzi) jest doskonałym metalom łoży­

skowym. Ze w zględu u a w ytrzym ałość panew ki robi się jej szkielet z in ­ nego m aterjałn i w ylew a się m etalem b iałym (fig. 41).

Każde łożysko m usi być odpow iednio sm arow ane, tak , aby m iędzy ezo-

; pem a panew ka b y ła zaw sze w arstew k a sm aru. W łożysku oczkowem d la

; poprowadzenia sm aru w y starcza otw orek w idoczny n a fig. 37. O liw iarkę

1 knotową, w której k n o t ssący sm a r ze zbiorniczka doprow adza go do

6 czopa i panew ki, p rzedstaw ia fig. 38. P ozatem są w użyciu oliw iarki roz-

1 maitych systemów (kropelkow e, z ig łą etc.), najlepszem je d n a k rozw iąza- I uiem kwestji sm arow ania łożysk jest

i. smarowanie pierścieniow e. Łożysko ze

| smarowaniem pierścieniow em przedstaw ia fig. 42; luźno u a czopie zaw ieszony pier-

| ścień metalowy n u rz a się dolną częścią

| obwodu w zbiorniku sm a ru ; ru c h czopa I zmusza pierścień do toczenia się, przy- :: czem wynosi on ze zbiornika sm ar, który j ścieka na czop.

5 Łożyska k u l o w e m ają następujące zaloty w porów naniu ze ślizgow em i:

1. małe opory ta rc ia i ro z ru c h u ; 2. oszczędność m iejsc a; 3. nieczułość n a uginanie się w a łu ; 4. m ałe zużycie s m a ru ; 5. możność stosow ania wyso­

kich ilości obrotów. D o ich w ad należy zaliczy ć 1. tru d n y m o n taż; 2. czu-

; kśó na uderzenia i 3. w ysoką cenę.

F ig . 43. F ig .'4 4 .

F ig . 47. F ig . 48.

Łożysko kulow e sk ła d a się z dw u pierścieni, pew nej ilości kulek sta ­ lowych i t. zw. klatk i ro zdzielającej k u lk i. Ł ożyska kulow e dzielim y n a promieniowe (fig. 43) i osiowe (fig. 44), a to zależnie od kieru n k u dzia­

łania siły w zględem osi łożyska. Ł ożyska kulow e są znorm alizow ane i w y­

rabiane w kilku se rja c h ja k o lekkie, średnie i ciężkie, w w ielkościach od - ,n»i do 110 nim średnicy czopa. Stosowne łożysko kulow e w ybiera się Da podstawie tablic, ja k ie z n ajd u ją się w k a ta lo g a c h w y daw anych przez wytwórnie tych łożysk. O bciążenie dopuszczalne danego łoży sk a zależy w wielkiej mierze od ilości obrotów i od ro d z aju zastosow ania.

11 F ig . 45.

2368 Muszyny w zakresie potrzeb ¡nżynicrji lądow ej i wodnej.

Z ew nętrzny k sz ta łt korpusu ło ży sk a zależy od jego przeznaczenia. lx ży sk a stanow iące część ja k ie jś m aszyny są często integ raln ie złączot- z korpusem lub ram ą tej m aszyny. Szczególniej w ażne m iejsce zajm ują Ł ży śk a transm isyjńo, w śród których rozróżniam y łożyska stojące (fig. 38), ścieni (fig. 45) i w iszące czyli stropow e (fig. 46). F ig . 47 przedstaw ia łożysko d;

czopa stopowego. P ły tk a śladow a ze sta li lu b z bronzu je s t od spodl»

strony k u lista, co pozw ala n a sam oczynne ustaw ianie się. Identyczne źysko stopow e jed n a k z zastosow aniem ło ży sk a kulkow ego przedsiatti fig. 48. N a fig. 49 w idzim y łożysko kulow e prom ieniow e, zmontować w osłonie.

Istn ieje obecnie dążność do daleko idącego znorm alizow ania łożji transm isyjnych, w celu uzy sk an ia w ym ienności m iędzy w yrobam i różno

fabryk. N orm alizacji po d leg ają te m iary, od k tó ry ch wym iehność zi może, ja k o to : śred n ica czopów, odJi lenie śrub przym ocow ujących, wys łożyska, w ym iary p ły t podstaw ow ych ii

O s i e i w a ł y . Osie przeznaczone

F ig . 49. F ig . 50.

podtrzym yw ania ¡części m aszyn w ykonujących ru c h obrotow y lub wahadło^

są narażone przew ażnie lub w yłącznie n a zginanie. O zn aczając przez X m om ent z g in ający , przez lcb naprężenie dopuszczalne, a przez W moine oporu, m ożem y obliczyć średnicę D danego p rzekroju osi ze w zoru:

j/ 6 = w . v = 0 , 1 . T)3 k b

Oś w spiera się n a łożyskach z a pośrednictw em czopów. M iejsce obca żenią osi, zw ane głow icą, m usi m ieć k sz ta łt walcow y. K am iona łą c s c głow icę z czopam i m ogą b y ć w ykształcone stożkowo lu b parabolicff' (fig. 50). O ile m ożności dążym y do tego, aby n a d a ć osi k ształt t e o w ytrzym ałości rów nej w każdym przekroju. O bciążenie osi jest Jk stronnie zm ienne, o czem należy p am iętać o bierając naprężenie dopuszczali (tablica natężeń dopuszczalnych n a str. 2357, obciążenie c).

Zadaniem w ałów je s t przenoszenie momentów skręcenia, pracują jed n a k również n a zginanie. O ile w ał przenosi tylko skręcanie, moi*®!

obliczyć jego średnicę D wedle w zoru

D Y h

gdzie je s t m omentem skręcającym , zaś 7j £- je s t naprężeniem dopuszczalni n a skręcanie. Jeżeli zam iast m om entu sk ręcająceg o podano m oc prze-*

szoną A , w yrażoną w K II i ilość obrotów n a m inutę n , m ożem y obliczy1 ze w zoru

D --

Ciężkie w ały, np. korbowe, p ra cu jąc e zarów no n a zginanie ja k na ¿•'i canie, n ależy obliczać n a w ytrzym ałość złożona.

12

Części maszyn o ru ch n obrotow ym . 2 3 6 9

Obliczając zw ykłe w ały transm isyjne, które w skutek n a p ięcia pasów, ciężaru tarcz pasow ych itp. są n arażone obok skręcenia, także i n a z g i­

nanie, uw zględniam y to ostatnie przez obniżenie nap rężen ia dopuszczal­

nego do k j — 1 2 0 ległem, 'li p rz y ję cia tego w y n ik a :

Cienkie w ały transm isyjne, któ re w skutek skręcenia m ogłyby doznać znacznych odkształceń, niepożądanych ze w zględu n a d ługie row ki klinow e pod piastami kół, obliczam y tak , a b y . odkształcenie nie przenosiło ' / 4 0 n a metr bieżący w ału. T em u ż ąd a n iu czyni zadość wzór

Poniższa tab ela podaje używ ane w p ra k ty c e w ym iary w ałów transm isyjnych w zależności od przenoszonej m ocy i ilości obrotów.

Ś rednice w ałów tran sm isy jn y ch w m m .

Moc KM Ilo ść obrotów w m inucio

40 GO 80 100 120 140 100 180 200 225 250 275 300 350

1 50 45 45 40 40 35 35 35 35 35 35 30 30 30

00 55 50 50 45 45 40 40 40 40 40 35 35 35

4 70 65 00 55 55 50 50 50 50 45 45 45 45 40

6 75 70 05 60 60 55 55 55 50 50 50 50 50 45

8 85 75 70 65 65 00 60 55 55 55 55 50 50 50

10 85 80 75 70 65 65 60 60 60 55 55 55 00 50

15 95 85 80 75 75 70 70 65 G5 65 60 60 60 55

20 105 95 85 85 SO 75 75 70 70 70 65 65 65 60

25 110 100 90 85 85 SO 80 75 75 70 70 70 65 05

Odległość l ło ży sk przy w ałac h tran sm isy jn y ch pow inna w ynosić .

D wału = 30 40 60 60 70 80 ‘JO 100 120 m m

l = 160 176 190 200 210 220 230 240 250 cm.

S p r z ę g ł a . S p rzęg ła słu żą do łąc zen ia części d łu g ic h w ałów w je d n ą całość i muszą, podobnie ja k w ały, przenosić m om enty sk ręcajace. R ozróż­

niamy :

1. sprzęgła s ta łe : a) sztyw ne, i ) luźne i p o d atn e;

2. sprzęgła w y p rz ęg a ln e : a) w yprzęgalne w ru ch u , a le z a łączaln e tylko w spoczynku, b) cierne, w y p rzęg aln e i z ałączaln e w ru ch u .

Części sp rzęg ła osadza się n a k o ń c ac h w ałów p rz y pom ocy klinów uwpustnych. zew nątrz m usi każde sprzęgło być g ład k ie, bez w y­

stających śrub, nadlew ków itp., o któ re m o g ły b y sie zac ze p iać u b ra n ia robotnicze.

S p r z ę g ł a s t a ł e , s z t y w n e . N ajprostszem sprzęgiem tej g ru p y jest sprzęgło nasuw ow e (fig. 61). M a ono nasu w ę niedzieloną, p o łączo n ą z koń­

cami wałów z. p. klinów . W a d ą jego je s t to, że przy ro z b ie ran ia trzeb a wały rozsuwać o połow ę długości nasuw y. T ę niedogodność usuw a sprzęgło nbkowe (fig. 52), którego dw ie połów ki (łu b k i) zm ocow uje się śrubam i, lub

" lnny odpow iedni sposób. S przęgło Sellersa (fig. 53), chętnie używ ane

" \Ri,lsI*iisjuch, sk ła d a się z tu leji er, do której w chodzą dw a rozcięte stożki zaciskowe b, w ciąg an e śru b am i w g łą b tu le ji. Stożki ścisk ają końce w ałów , e dodatkowo ubezpiecza się klinam i. D la wałów w iększych średnic używ a

1 3

M aszyny w zakresie potrzeb inzynierji ludowej i wodnej,

się sprzęgieł tarczo w y ch (fig. 54). T a rc z e są w prasow ane n a końce wm i zaklinow ane. M ogą być one też w raz z w a ła m i z jed n e j sztuki odkuk

S p r z ę g ł a s t a ł e , l u ź n e ( p o d a t n e ) . N ależą tu : sprzęgło kłoff’

(fig. 55), któ re po zw ala końcom w ałów w ykonyw ać drobne przesunięci

__ILL

F ig . 54. F ig . 55.

osiowe, np. w skutek w ydłużenia się w ałów p rzy w zroście temperatur sprzęgło taśm ow e Zodel-Yoith’a (fig. 56), sk ła d a jąc e się z dw u tarc z z ffj' stępam i, m iedzy którym i przepleciony je s t p a s sk órzany bez k o ń c a ; sprzęg C ard an a czyli ^ przegub uniw ersalny (fig. 57), które po zw ala n a nachyleń względem siebie osi w ałów pędzącego i pędzonego, i w. i.

S p r z ę g ł a w y p r z ę g a l n e . P rzykładem g ru p y sp rzęg ieł wyprzęgalnjf- w ruchu, ale z a łac z a lu y ch tylko w spoczynku, je s t w yprzęgalne sprzęgi kłow e (fig. 58). Je d n a połow a tego sprzęgła, n a le żą c a do w a łu pędzonej jest urządzona przesuw alnie n a dw u k lin ach wypustko w y ch, a pierścień b*

łożony n a row ek piasty sprzęgła, p ołączony ze stosow nym mechaniziue£

służy do je j przesuw ania. G rupę sprzęgieł ciernych, z ała c z a lu y c h w ructe reprezentuje sprzęgło stożkowe (fig. 59). Je d n a część sprzęgła, n a w ale pęd#

nym , jes t p rzesuw alna n a k lin ac h w pustkow ych, przyczem m echanizm pr#

suw ający m usi po załąc zen iu je j w yw ierać n a cisk osiowy, konieczny ® w yw ołania ta rc ia m iędzy zetkniętem i pow ierzchniam i stożkowemi. To &

łączen iu sprzęgła, w czasie gdy w a ł pędzący je s t w ru ch u , trw a przez cbffL*

1 4

Części maszyn o ruchu obrotowym ,

okres przyśpieszania części pędzonej w ału , co je s t połączone zo ślizganiem się sprzęgła. Ś lizganie w ystępuje rów nież przy przeciążeniu sprzęgła, co stanowi urządzenie ochronne przeciw przeciążeniu m otoru. S iła d z ia łając a stycznie do obw odu pow ierzchni trą c e j, w ynosi (ob. fig. 59)

gdzie ¡X jest spółczynnikiem ta rc ia . Z w ykłe sprzęgło cierne stożkow e m a wiele wad i niedostatków . Od now oczesnych sprzęgieł ciern y ch w ym agam y,

lin x2wpusiki Fig.*69.

F ig . 80.

% siła osiowa potrzebna do w przęgnięcia b y ła m ała , aby zużyw anie się powierzchni trący ch było m inim alne, oraz aby po w przęgnięciu nie trze b a tyło stało działać n a sprzęgło siłą zew n ętrzn ą; przy k ład em sp rzęg ła cier­

nego posiadającego w ym ienione zaiety je s t sprzęgło B enn’a, w yrabiano przez firmę Vogel i S chlegel w D reźnie (fig. 60). W sprzęgle tem , n a jed n y m w ale jeat zaklinow ana osłona G — D , n a drugim ta rc z a N . P ierścien ie cierne przyciskane do osłony układem dźw igniow ym E — O — C (t. zw. dźw ignia kolankowa) przenoszą m om ent n a ta rc z ę N acisk dźw igni n a pierścienie powodują sprężyny K .

1 5

2 3 7 2 Maszyny w zakresie potrzeb itizynierji lądow ej i w odnej.

4 . Części maszyn przenoszące ruch obrotowy z jed n ego wału na drugi, N a p ę d b e z p o ś r e d n i . N apęd bezpośredni m oże się odbyw ać zapo- m o cą k ó ł ciernych lub zęb aty ch , sty k a ją c y c h się ze sobą bezpośrednio.

K o ł a ci e r 11 e toczą się po sobie a przeniesienie m om entu odbyw a się dzięki ta rc iu w ystępującem u n a obwodzie kół. P o trzeb n a siła obw odow a (w kilo­

gram ach) wynosi

gdzie v je s t prędkością obwodow ą w m /sek,, zaś N m ocą przenoszona w KM. T ej siły obwodowej dostarcza tarc ie w yw ołane naciskiem Q, ma­

jący m kierunek norm alny w punkcie zetknięcia p a ry kół.

W ad ą k ół ciernych czołow ych (fig. 61), u któ­

ry ch toczą się po sobie gład k ie pow ierzchnie w al­

cowe, jest znaczny n acisk Q, gdyż P f g Q . n,

co, przy sp ó łc z y n u iiu ta rc ia u — 0 , 1 (tarcie że­

liw a o żeliwo), d aje Q = 10 P. T a k zn aczn y n acisk niszczy łożyska i m arnotraw i energję. A by złu zapobiec, u cie­

k am y się albo do stosow ania /y m aterjałów m ają cy c h w iększy Bpółczynnik ta rc ia i okładam y czołowe pow ierzchnie kół drew ­ nom, skórą lub papierem , albo też stosujem y row ki n a obwodzie kół ciernych. P o n iż ­ sza tab lica podaje spółczynniki ta rc ia różnych m ateijałów , uży­

w an y ch w budow ie k ół cier­

n y c h :

ta rc ie żeliw a o żeliwo . .

„ żeliw a o p a p ie r . .

„ żeliw a o skórę . . .

„ żeliw a o drewno . .

„ drew na o drewno . .

F ig . o i. F ig . 62.

. . u = 0 , 1 —0,15 . . f i = 0 , 1 5 - 0 , 2 . . ¡ i = 0 , 2 — 0,3 . . ¡i — 0,3 —0,5 . n = 0 , 4 - 0 , 6 .

D zielność k ół ciernych, gdy średnice ic h nie różnią się wiele miąty sobą, w ynosi:

gdy oba k o ła ż e liw n e ... n 82°/0 jedno koło żeliwne, drugie o k ład an e papierem p d j. 9 3 °/Q.

D la k ó ł row kow anych (fig. 62) m a m iejsce zw iązek

przyczem siła Q p rzy cisk ając a koła do siebie w ynosi Q = 2 ( N . sin a -j- ¡i . N cos a),

stad P < ^{!< Q}

siu a j.i cos a dla

skąd zaś

a = 1 5 ° , ¡i = 0,1 . .w y p a d a Ui — 0,28,

P 5? 0,28 Q ...(dla k ół nierow kow anych P — 0,1 . Q) Q 2; 3,5 P ...(dla k ół nierow kow anych Q = Í 0 P).

1 6

Części m aszyn przenoszące ru c h obrotow y z jednego w ału n a drugi. 2 3 7 3

Dla walów p rzec in a jąc y ch się, k o ła tarciow e p rzy b ierają k sz ta łt stożków (fig. 63). N orm alny n acisk N w pu n k cie zetk n ięcia kół daje siłę obwodową

sin a-}~ [i cos a ’ gdzie k ąt a w y n ik a ze stosunku przeniesienia

cp =

.

>h ■Hj - t g a.

K o ł a z ę b a t e dzielim y n a czołow e i stożkowe. Czołowe k o ła stosuje się dła wałów rów noległych, stożkow e d la p rz ec in a jący ch się. N a obwodzie

r

/

7 t l

u A

A

3 -

i

)Ob*o±2Jtvn(t

Mojochiatotf,' y

fasadą lebrfu.

F ig . 03. F ig . 04.

koła zębatego z n ajd u ją się w ystępy zw ano zębam i, k tó ry ch k sz ta łt i roz­

mieszczenie są dokładnie określone. Przestrzenie m iędzy zębam i nazy w am y wrębami (fig. 64). W spółśrodkow e z d an y m i k o łam i zębatym i pom yślane koła, których toczenie się po sobie zastąp iło b y co do sto su n k u przeniesienia dane koła zębate, n azy w am y kołam i podziałow ym i. Stanow ią one podstaw ę konstrukcji kół zębatych. O dcinek obwodu k o ła podziałow ego, obejm ujący jeden ząb i jeden w rąb, nazyw am y podziałem koła zębatego i oznaczam y hterą t. W ysokość zęba wynosi zazw yczaj 0,7 t, z czego 0 , 4 1 leży we­

wnątrz, a 0,3 t n a zew nątrz k o ła podziałow ego. L u z m iędzy zębam i wyuosi przy zębach nieo b rab ian y ch — t, p rzy zębach o b rab ian y ch - - 1. S tąd w y-

^0 * 40

nika, że grubość zęba s i szerokość w rębu slt m ierzone n a kole podzia- lowem wynoszą

d la zębów n ieobrabianych s — — t, 19 s, 40

21 : 40 1

d la zębów obrabianych 39 41

S ~ 80 * - 8Ó fc

Jeżeli ilość zębów k o ła wynosi z , a prom ień k o ła podziałow ego

t0 2 r s = » ż . i .

Ptzyjąwszy t ~ n t . ;r, gdzie m je s t t. zw, niodułem podziału, otrzym am y

2 ?• = ? « . 2 = D ,

skąd czytamy, że jeżeli m o d u ł jest liczbą całkow itą, to będzie n ią średnica koła podziałow ego, k tó ra je s t śre d n icą no m in aln ą k o ła zębatego.

B ry ła , Podręcznik in ż y n ie rs k i. X . 153 1 7

2 3 7 4 M aszyny w zakresie potrzeb iużyniorji lądowej i wodnoj.

F ig . 65. F ig . 00.

P rzy jąw szy stosunek ~ — 1|), otrzym am y ostateczny w zór do oblicza­

nia kół zębatych s łu ż ąc y :

P = cij) /2, gdzie w ielkość s ta ła c wynosi

k b_

16,8

w artość zaś stosunku i|> w ah a od t|j = 2 do = ' 5.

Zazębienie kół je s t tem lepsze, im w iększa je s t liczb a zębów ua oba k o łach . N ajm niejsza ilość zębów w ynosi:

dla tan ich m aszyn, w ind, itp . . . . z min= 1 1

d la pędni b ędących stale w ra c h u . s mi n— 24.

Ilości obrotów kół zęb aty ch m ają się do siebie odw rotnie, ja k ich ir ti uice lub ilości z ęb ó w :

>h -Oi ~i Ząb k o ła n arażo n y je s t n a zginanie siłą obwodową

v ’

gdzie N = m oc w K M : v — prędkość obw odow a w w /sek.

M om ent z g in a jąc y je s t najw iększy, g d y siła z aczep ia u wierzchołka z ęb a ; wynosi on

P . 0,7 i — — k b, srdzie b — szerokość zeba,

b . t . k . stąd

Części maszyn przenoszące ru ch obrotow y z jednego w ału nu d ra g i. 2375

Im w iększy stosunek przeniesienia cp, tem m niej korzystnie zazębiają się kola. G raniczne w artości stosunku przeniesienia s ą :

d la tan ic h m aszyn o ręcznym popędzie . . tp = 1 : 1 0

d la pędni w stałym r u c h u ...cp = 1 : 6.

O ile zachodzi potrzeba znaczniejszego przeniesienia, uzyskujem y je przez zastosowanie dw u lub w ięcej p a r kół zębatych, czyli przeniesienia wielokrotnego (fig. 65). C ałkow ity stosunek przeniesienia wielokrotnego jest iloczynem przeniesień składow ych,

cp = (p, . tp2 . <p3 . . .

Dzielność przeniesienia zębatego, czyli stosunek m ocy dostarczonej kołu pędzącemu, do m ocy oddanej rów nocześnie przez koło pędzone, m a się odwrotnie do stosunku przeniesienia. W p rzeciętnych w a ru n k ac h wynosi o n a :

gd y koła są surow e (nieobrabiane) . . .1 1== 0,92 g dy koła są. obrabiane i sm arow ane . . T| — 0,95.

Prawidło zazębienia w ynika z postulatu, ab y stosunek przeniesienia b y ł w każdej chw ili stały , czyli, ab y ru c h k ó ł zębatych zapew niał toczenie się kół podziałow ych po sobie bez ślizgania się. W y n ik a stąd, że norm alna w punkcie chwilowego zetknięcia się dw u zębów, m usi przechodzić przez p u nkt zetknięcia się kół podziałow ych, gdyż w tedy tylko koło pędzone otrzym a w kierunku norm alnej P C (fig. 6 6) prędkość w ynoszącą r 2 C0j = o)j, przez co stosunek przeniesienia pozostanie stałym (podobieństw o trójkątów C 0, Arj i C O , k 2).

Powyższemu żąd an iu czynią zadość zęby, któ ry ch profile m ają k ształty zakrzywione w edług cykloid i ewolwent. Cykloidę opisuje p u n k t n a ob­

wodzie koła R , toczącego się po kole podziałow em T (ob. fig. 67). E w ol- w entę zakreśla p u nkt n a prostej, odw ijanej z ob­

w odu koła G, zw anego kołem podstawowem (fig. 6 8), które je s t różne i m niejsze od k o ła podziałow ego. W sp ó ln a styczna obu k ó ł pod­

staw ow ych pary k ó ł ewolw entow yeh, przecina prostą łą c z ą c ą ich środki w punkcie zetknięcia się kół podziałow ych, najczęściej pod kątem 75°.

Z aletą kół ew olw entow yeh je st to, że są nie­

czuło n a niedokładności m ontażu dotyczące od-

l i g ! 67. F ig . CS.

daleuia osi, oraz, że d an e koło może w spółpracow ać z w ielu innym i

0 r™ ? ch średnicach, przez co k o ła ew olw entow e n a d a ją się do norm ali­

zacji i masowej fa b ry k a c ji. Z aletą kół cykloidalnych je s t przyleganie zębów na większej pow ierzchni, co zm niejsza n a cisk jednostkow y i zużycie zębów.

Kola zębate, które p ra c u ją okresowo i to przez k rótki czas, sporządza się z żeliwa lub z odlew u stalow ego, a zęby oczyszcza się tylko, nie obra- la, celem zaś uzyskania m ożliwie jednostajnego rozkładu n a cisk u n a po-

"lerzchni zębów obiera się szerokość zębów h nie w iększą ja k 3 t.

19

2 3 7 6 Maszyny w zakresie potrzeb in /y nierji lodowej i wodnej.

K o la zębate, które m ają być w stały m ru c h u lub m ają m ieć wielką prędkość obwodow ą, pow inny m ieć zęby obrabiane. Szerokość ty ch zębów może dochodzić do 6 — 5 t, a m aterjałem je s t najczęściej stal, bronz lab n ieg arb o w an a sk ó ra (surow iec).

W k o łach odlew anych (ob. fig. 69) w ieniec łąc zy się z p iastą za po­

średnictw em ram ion, m ający ch najczęściej przekrój krzyżow y, lub też kształtu litery T albo R am iona obliczam y n a zginanie, p rzy jm u jąc, że pracuje tylko c zw a rta ich część. Ilość ram io n zazw y czaj wynosi i = ■— j D mm.

G rubość ram ion s wynosi około — ich szerokości 5

h , S ^

D o kół zębatych stożkow ych odnosi się wszystko pow iedziane powyżej, z tom uzupełnieniem , że m am y tu do czynienia z toczeniem.; się po sobie

stożek flodztah stoicy toi/pefi

F ig . 70.

dwu stożków ¿ciętych, które z astępują nam k o l i (w alce) podziałow e kit czołow ych (fig. 70). Profile zębów leżą n a t. zw. stożkach uzupełniających które przy ko n stru k cji rozw ijam y n a p łaszczyźnie ry su n k u (fig. 71).

W przenośni ślim akow ej w a ły k rzy żu ją się pod kątem prostym . Slinjai czyli śru b a je s t elem entem p ę d zą cy m ; kolo ślim akow e — pędzonym . Śli­

m ak p o siad a zwój śrubow y (lub w ięcej zwojów rów noległych) o stosowny®

profilu i stałym skoku (wzniesieniu). P rz y obrocie ślim a k a zwój śruhowj p o p y c h a zęby k o ła ślim akow ego (fig. 72), którego w ieniec zastę p u je w tyj»

w ypadku odpow iedni naśrubek. Profil zębów k o ła ślim akow ego i zwoja ślim ak a odpow iada zazębienia k o ła zębatego i zębnicy (listw y zazębionej), ktort teoretycznie odpow iada kołu zębatem u o prom ieniu nieskończenie wielkim;

D la ślim ak a o pojedyńezym zwoju p o d z ia ł zębów t je s t ró w n y skokow i śruby h. D la wielozwojowego ślim ak a h — m . t.

Stosunek przeniesienia przenośni ślim akow ej wynosi

?ł2 h

V ~ « 7 ~ 2 n R '

gdzie «! i « j są ilościam i obrotów ślim ak a i k o ła ślim akow ego, zaś R je-il prom ieniem k o ła ślim akow ego. D zielność przenośni ślim akow ej je s t nial3:

a zależy od k ą ta w zniesienia zw oju ślim a k a a i od k ą ta ta rc ia o tg a

n ---5--- tg ( a + q)‘

2 0

Części maszyn przenosząc-o ru ch obrotow y z jed n eg o w alu n a drugi. 2 3 7 7

Fig. 71* Fig. 78.

N a p ę d p o ś r e d n i . W napędzie pośrednim , ja k0 elem ent pośredni w przenoszeniu ru c h u i m ocy w ystępuje pas, lin a lub łań cu ch .

P ę d n i a p a s o w a . Przenoszona siła obwo­

dowa nie pow inna przek raczać siły tarc ia , ab y 1 % , r nie wywołać ślizg an ia się p asa. T arc ie m iędzy 's.- obwodem tarczy a pasem je s t w yw ołane napie- w ) ( H “

ciem pasa. * --- f — ^ ~ r

N azw ijm y: napięcie p a sa w części c ią g n . — Ą ,

napięcie p a sa w części c ią g n . — S 2> Fig. 7 4. przenoszoną siłę obw odow ą (fig. 74) P ,

to przyjęcie S i -j- S% — 3 P będzie dobrze odpow iadało ^p rzeciętn y m w a ru n ­ kom. Z p rzyjęcia tego w ynika, że gdy pędnia je s t w spoczynku, nap ięcia obu części p asa, które w tedy są rów ne, w ynoszą po 1,5 P.

Prędkość pasa je s t z bardzo znacznem przybliżeniem ró w n a prędkości obwodowej tarcz pasow ych. A bsolutnej rów ności nie m a z pow oda poślizgu pasa i skończonej jeg o grubości. P o ślizg pow oduje stra tę w przeniesieniu.

Wzór na obliczenie p rzeniesienia

cP = A = ^

D2 Wi

pomija wpływ poślizgu, jak o p rak ty czn ie nieznaczny.

Oznaczając przez 1V = moc w KM.

v — prędkość obw odow ą w »i/sek., znajdziemy przenoszoną siłę obw odow ą z w zoru

p .. 75 y -

V

F ig . 72.

W ielozwojowe ślim aki o strom ym kącie a d a ją dobrą dzielność, tra c ą jednak zaleto sam oham ow ności. Ś lim ak je s t sam oham ow ny, jeżeli k ą t ta rc ia jest większy od k ą ta w zniesienia q ^ a . D la ż elaz a lanego osiąg a się sam o­

hamowność, g d y a S 6°.

D la u jęcia n acisk u osiowego ślim a k a stosujem y ło ży sk a stopowe, grze­

bieniowe lub kulkowo-osiowe (fig. 73).

M aszyny w zakresie potrzeb inżynierji lądow ej i woduej,

D la obliczenia w ytrzym ałości p a s a m iarodajnym jes t nie jeg o przekrój, ale jeg o szerokość, w p ra k ty c e używ a się przeto wzoru

gdzie p s = .— je s t dopuszczalnem obciążeniem jeduego centym etra szero­

kości p asa.

P a s m oże przenosić tern większą siłę obwodow ą, im większe są średnice tarcz pasow ych i prędkość obwodow a. W y k res n a fig. 75 podaje obcią­

żenia dopuszczalne p a sa w zależności od w ym ienionych czynników .

2Q m/sak

F ig . 79. F ig . 80.

N ajw iększa szerokość pasów skórzanych wynosi 600 m m . P a s y podwoju« j (dw uw arstw ow e) przenoszą około 6 0 % większą siłę obwodow ą niż pojedyncze- Obok pasów skórzanych istn ieją też pasy tkane, gum ow e, z taśm y stalowej itf- :

W napędzie pasow ym m ożna stosow ać p asy otw arte (fig. 76) lu b skrzy­

żow ane (fig. 77) d la w ałów rów noległych, o raz p asy półskrzyżow ane (fig. 78) j d la w ałów krzyżujących się. P rz y m ały ch odstępach w ałów a z n aczn y ch | stosunkach przeniesienia stosuje się ta rc ze n a p in a jąc e p a s (fig. 79). - i

D zielność pędni pasow ej w p rzeciętnych w a ru n k ac h wynosi około 96*/«. | T arcze pasowe (fig. 80) m ają wieniec lekki (.s, = 0,005 D -f- 0,3 « 4 I k tóry może w tarc z a c h pędzonych otrzym ać lek k ą w ypukłość = — j / B )•

R am iona m ają przekrój eliptyczny ze w zględu n a opór ośrodka p rz y szybki®

3 2