Сколько оборотов в карданным валом (8 видео)

Частота вращения
Допустимая частота оборотов карданного вала зависит от следующих параметров:

Размер карданного вала
Деформация вилок вследствие центробежной силы
Класс точности балансировки
Вращение без биения соединительных фланцев
Рабочий угол между валами
Длина карданного вала

Частота оборотов x угол между валами

Теоретические обоснования и многочисленные исследования случаев обращения показали, что для того чтобы ход карданной передачи был плавным, не должны превышаться моменты инерции средней части карданного вала.
Возможный с точки зрения механики угол между валами для каждого шарнира зависит от размера карданного вала. На практике значение угла между валами, описанного выше с помощью кинематических уравнений, должно быть ограничено в соответствии с необходимой частотой вращения.

В следующей таблице содержится информация о максимальных частотах вращения и максимально допустимых значениях комплексного параметра

для изделий различных размеров для момента инерции средней части, соответствующей длине карданного вала 1500 мм.
При приближении частоты вращения к критическому значению для соблюдения качества балансировки (см. балансировку карданных валов) может возникнуть необходимость уменьшить значение частоты вращения.

2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2047
2050
2055
2060
2065

6 000
6 000
6 000
6 000
5 600
5 000
4 700
4 500
4 500
4 500
4 100
3 900

27 000
26 000
24 000
22 000
21 000
20 000
19 000
19 000
19 000
18 000
17 000
17 000

Поскольку на практике плавный ход карданной передачи в большой степени зависит от условий монтажа, то приведённые в таблице значения n x ß могут быть приняты только в качестве ориентировочных. При оптимальных системах упругих элементов значения могут быть превышены не более чем на 50%.

Критическая частота вращения

Карданные валы это изгибно-упругие конструкции, для которых должен быть произведен расчет критическую частоту вращения.
Исходя из соображений безопасности максимально допустимая рабочая частота вращения должна быть ниже критической.

Видео:How To Know The Gear Ratio? Как Узнать Передаточное Число Редуктора?Скачать

На диаграмме ниже представлена зависимость критической частоты вращения (для различных размеров конструктивных элементов) от эксплуатационной длины и размеров труб, указанных в каталоге.

Приведённые на диаграмме значения действительны при нормальных условиях установки с расстоянием между центральной частью карданного шарнира и центром соседнего подшипника равным 3 x M.

Для обеспечения безопасного и плавного движения максимально допустимая рабочая частота вращения (80 % представленной на диаграмме критической частоты вращения) не должна быть превышена.

При превышении допустимой частоты вращения следует сократить длину карданного вала или же предусмотреть установку промежуточной опоры вала.

Следующие диаграммы применимы только для карданных валов стандартной модификации. При особых модификациях с подвижным шлицевым соединением, превышающем стандартные размеры, или других изменениях, сокращающих изгибную жёсткость, должен производиться специальный расчёт критической частоты вращения. В этом случае целесообразно получить нашу консультацию.

Критическая частота вращения карданных валов в зависимости от эксплуатационной длины

Содержание

Сколько оборотов в карданным валом
Главное меню
Расчет карданных валов
🔥 Видео

Сколько оборотов в карданным валом

Главное меню

Расчет карданных валов

Определение размеров карданного вала зависит от большого количества факторов. Нижеприведенные правила служат лишь для предварительного выбора. В исключительных случаях Вам будет необходима наша консультация.

1 Выбор валов для стационарных приводов.

Узлом, определяющим ресурс карданного вала, является, как правило, подшипник шарнира. Поэтому выбор типоразмера кардного вала целесообразно производить исходя из предаваемого крутящего момента подшипниками. В основе нижеследующего расчёта лежит обычный расчёт роликового подшипника, причём предполагается, что осциллирующее движение заменяется вращением. Характеристикой передающей способности подшипника является коэффициент грузоподъёмности шарнира T = C · R, где С — динамическая грузоподъёмность подшипника и R — расстояние центра подшипника от центра шарнира. Коэффициент грузоподъёмности шарнира указан в тех. паспорте на вал. Terf — расчетное значение — можно определить по следующей формуле. Формула предназначена для равномерного режима работы, т.е. когда крутящий момент Md сохраняется в течение ресурса Lh при числе оборотов n и угле в шарнире β

Terf = Требуемый коэффициент грузоподъемности шарнира

K = Коэффициент ударных нагрузок. См. таблицу

β = Угол в шарнире в ° (Grad). При углах

Приводной агрегат	K с демпфером	K без демпфера
Электромоторы Моторы с гидротрансформатором Дизель-моторы с 1-3 цил. 4 и больше цилиндров Оттомоторы 1-3 цилиндр. 4 и больше цилиндров Компрессоры 1-3 цил. 4 и больше цилиндров	1 1 2 1,5 1,5 1,25 1,25 1,15	1 1 2,5 2,0 2,0 1,75 1,75 1,5

Рабочая машина с малым моментом инерции масс воспринимающая при n = 1450 мин -1 крутящий момент 1000 Нм должна приводиться в действие электромотором посредством вала, который работает под углом 7 °. Срок службы должен быть 2000 час. Какой типоразмер вала необходим?

Видео:Как узнать передаточное число редуктора?Скачать

Расчёт:
Для электромотора и рабочей машины, работающих без ударных нагрузок, К= 1. Тогда

Итак, Т = 1339 Нм. Из справочника выбирают вал с ближайшим большим типоразмером. Если, например должен применяться вал исполнения 008, то выбирают исполнение 008 195 с коэффициентом грузоподъёмности 1460 Нм.

Для этого типоразмера проверяется, выполняется ли неравенство

1000 Nm · 1,0 1,4, то его влияние учитывается коэффициентом 0,76, при этом iW = 0,76 · iWF.

3. Схема выбора валов для приводов автомобилей, эксплуатируемых в нормальных условиях.

Автомобили с колёсной формулой 4 x 2

Определение крутящего момента карданного вала A между мотором 1 и коробкой передач 2.

Определение крутящего момента карданного вала или карданной передачи B между коробкой передач 2 и задним мостом 4.

Автомобили с колёсной формулой 6 x 2

Определение крутящего момента карданного вала A между мотором 1 и коробкой передач 2.

Определение крутящего момента карданного вала или карданной линии B между коробкой 2 и средним мостом 4.

Автомобили с колёсной формулой 6x 4

и автомобили с колёсной формулой 8 x 4

Видео:балансировка карданного вала домаСкачать

Определение крутящего момента MA карданного вала A между мотором 1 и коробкой передач 2.

Определение крутящего момента MB карданного вала или карданной передачи B между коробкой передач 2 и средним мостом 4.

Определение крутящего момента MB’ карданного вала B между средним и задним мостами 4.

Полноприводные автомобили с колёсной формулой 4 x 4

Определение крутящего момента MA карданного вала A между мотором 1 и коробкой передач 2.

Определение крутящего момента MA карданного вала A’ между коробкой передач 2 и раздаточной коробкой 3.

Определение крутящего момента MB карданного вала или карданной передачи B между раздаточной коробкой 2 и задним мостом 4.

Определение крутящего момента MC карданного вала C между раздаточной коробкой 3 и передним мостом 4.

Полноприводные автомобили с колёсной формулой 6 x 6

Определение крутящего момента MA карданного вала A между мотором 1 и коробкой передач 2.

Определение крутящего момента MA карданного вала A’ между коробкой передач 2 и раздаточной коробкой 3.

Определение крутящего момента MB карданного вала или карданной линии B между раздаточной коробкой 3 и средним мостом 4.

Определение крутящего момента MB’ карданного вала B’ между средним и задним мостами 4.

Видео:Вибрация карданного вала которая связанна с подвесным.Скачать

Определение крутящего момента MC карданного вала C между раздаточной коробкой 3 и передним мостом 4.

Приведенная методика расчетов позволяет избежать грубых ошибок в выборе карданных валов. Не приняты во внимание такие важные влияния на срок службы, как угол в шарнире, частота вращения, степень загрузки, влияние загрязнений, температура, и т.д. Так, например, уменьшение угла в шарнире даёт увеличение срока службы в 2 раза.

4. Критическая частота вращения

В большинстве случаев карданные валы эксплуатируются при частоте вращения ниже критической. Критическая частота вращения для карданных валов со стальной трубой рассчитывается по формуле

при этом D = наружный диаметр трубы, d = внутренний диаметр трубы, l0 = расстояние между осями шарниров или между осью шарнира и осью промежуточной опоры (Все размеры — в мм).

Если вал изготовлен в специальном исполнении в виде стержня, то критическая частота вращения вычисляется по формуле

Указанные уравнения справедливы только для гладких труб или стержней. Из-за зазоров в подшипниках, в шлицевом соединении или дополнительных масс, карданные валы работают при 80-90% критической частоты. Т.к. эксплуатационная частота должны быть на 10-20% ниже критической, ее выбирают, исходя из неравенства

Максимальная эксплуатационная частота вращения может быть также определена из нижеследующих диаграмм

Рис 24.
Карданные валы со стальной трубой

Карданные валы со стальным стержнем

Если максимальная эксплуатационная частота вращения оказывается меньше, чем необходимо, то следует выбрать больший диаметр трубы или остановиться на карданной передаче с промежуточным опорой.

5. Балансировка карданных валов

Карданные валы приводов автомобилей подвергаются динамической балансировке. Балансировка — это выравнивание весов эксцентрично вращающихся масс в карданном вале с целью достижения плавности его хода и снижения нагрузки в шарнирах и в опорах соединённых с ним агрегатов (Рис. 25).

Видео:Легко! Узнать передаточное число редуктора, без вскрытия!!Скачать

Определение дисбаланса:
Дисбаланс U = u · r в г·мм
где u = единичная несбалансированная масса по радиусу r
Смещение центра тяжести

где G — вес балансируемой детали

Величины допускаемого дисбаланса

Практика показывает, что увеличение числа оборотов может допускать небольшое смещение центра тяжести. Поэтому произведение числа оборотов на смещение центра тяжести целесообразно принять как меру допустимого дисбаланса. Из этого исходят также ДИН ИСО 1940 «Требования к качеству балансировки роторов». В них в одной таблице для различных деталей приведены так называемые «степени качества», причем при их определении исходят из того, что различные балансируемые тела (колёса, диски, колёсные пары, кривошипно-шатунные механизмы, валы) одной закрытой машинной группы, например, грузовых автомобилей, нецелесообразно балансировать по различным степеням качества.

В соответствии с ДИН ИСО 1940 для карданных валов должна приниматься степень качества балансировки G 40 (ε*ω = 40 mm/s), а для карданных валов с особыми требованиями — G 16 (ε*ω = 16 mm/s).

Если клиент не предъявляет других требований, валы балансируют при максимальных рабочих оборотах по степени качества G 16. Допустимый остаточный дисбаланс определяется из следующего соотношения:

в граммах на сторону

где:
u = допустимые несбалансированные единичные массы в граммах на сторону
G = вес вала в kg
nWucht = число оборотов при балансировке в min-1
d =диаметр трубы в mm
Пример: Вал весом 44 kg, nWucht = 3500 min-1
u = 99363 · 44 / ( 3500 · 90 ) = 13,8 g несбалансированные единичные массы на сторону
Так как при повторной установке вала в балансировочную установку из — за биений получают измененные данные, только 65% значений, полученных по вышеуказанному выражению, соответствуют значениям, допускаемым ДИН ИСО 1940. При повторной установке допускаются значения, составляющие 135% от значений ДИН ИСО 1940, т.е. в 2 раза больше, чем получено из уравнения.

6 Моменты инерции масс, влияние числа оборотов и угла в шарнире.

Для того, чтобы достичь необходимой плавности хода карданного вала, момент инерции масс середины между шарнирами не должен быть очень большим. Момент инерции масс зависит от момента инерции масс середины, числа оборотов n и угла в шарнире р. Допустимая величина момента инерции масс возрастает с увеличением грузоподъемности шарнира, это значит, что с возрастанием коэффициента грузоподъемности шарнира Т допустимый момент инерции масс также возрастает.

Момент инерции масс для карданных валов грузовых автомобилей является величиной специфической и составляет, в зависимости от предъявляемых требований, особенностей монтажа и подвески Mε spez. = 0,04 bis 0,06 Nm/Nm.

Если играет роль шум (автобусы), то для Mε spez. выбирают меньшие значения, если шумы имеют второстепенное значение, тоMε spez может быть больше.
Mε spez представляет собой отношение момента инерции масс середины и коэффициента грузоподъемности шарнира Т.
Mε spez. = Mε / T
причём, Mε =ε · Jm , где

в этой формуле β =угол в шарнире, α= угол поворота карданного вала (ε max при α45°) n = число оборотов в min-1 und Jm = момент инерции масс середины между шарнирами вала в Nms2
По вышеуказанным формулам рассчитаны нормативные значения max. n x β — для карданных валов со средней длиной в 1,5 м. См. таблицу.

Типоразмер вала	n_max [ min -1 ]	n x β [ min -1 · Grad ]
196 200 253 375 376 411 490 491 590 600 610 620 680 700 710	5500 5500 5000 4800 4800 4600 4400 4500 4000 4200 4000 4000 3800 3700 3600	28000 34000 24000 21000 19000 19000 17500 17500 16000 18000 17000 16000 15000 16000 14000

Насколько указанные значения могут быть превышены, зависит от требований к плавности хода и многих других граничных условий. При благоприятных условиях они могут быть увеличены до 50%.

Видео:КАРДАННЫЙ ВАЛ.ЧТОБ НЕ БЫЛО ВИБРАЦИИ!!!Скачать

7. Мероприятия для увеличения плавности хода

Для уменьшения звукового излучения (шумов от коробки передач или от осей ) карданный вал может быть исполнен с вмонтированной внутрь трубы специальной картонной трубой. Это помогает эффективно подавлять высокие частоты.

источники:

https://evakuatorinfo.ru/skolko-oborotov-v-kardannym-valom