1. Nivelakselit Nivelakselin valinta 29-39

Transkriptio

1

2 Nivelakselit Sisällys Aihe Sivu 1. Nivelakselit /.20 / Mechanics 2C - 10C Vastalaipat 26 Laippakiinnityspultit Nivelakselin valinta Voimien määritys 30 Nivelristin teoreettinen elinikä 32 Nivelkulmat 34 Pyörimisnopeus 36 Tasapainotus 38 Nivelakselin pituus Nivelakselin käyttö Yleistä 40 Kuljetus ja varastointi 41 Asennus 42 Laippakiinnitys 43 Huolto 44 Tämän luettelon tai sen osien kopioiminen tai muuttaminen on ehdottomasti kielletty ilman S & N Osakeyhtiön kirjallista lupaa. Kaikki oikeudet varattu.

3

4

5 DIN Laippakiinnitykset SAE Nivelakselimallit lm

6 Sarja Compact T CS 2,4 knm C2015 T K knm 1, 8 T DW knm 0, lm L c 1,79x10-4 DIN SAE T FR knm 0,9 1,5 0,9 1,5 0,8 1, 5 K mm ß A mm ,3 96,8 115,9 B ±0,1 mm 74, ,5 74, ,85 79,37 95,25 C H7 mm ,15 60,32 69,85 F mm 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 1,4 1,4 1,4 G mm H +0,2 mm 8,25 8,25 10,25 / 8,25 8,25 8,25 8,25 10,25 12,25 I M mm S mm 63,5 x 2,4 52 x 3,5 63,5 x 2,4 W 36 x 1,5 Lz min mm La mm G G kg 5,7 5, 8 G R kg 3,62 3,62 3,62 3,62 3,62 3,62 4,19 4,19 3,62 3,62 3,62 3,62 3,62 Jm G kgm 2 0,0043 0,0040 Jm R kgm 2 0,0034 0,0034 0,0034 0,0034 0,0034 0,0034 0,0025 0,0025 0,0034 0,0034 0,0034 0,0034 0,0034 C G Nm/rad. 0,26x10 5 0,28x10 5 C R Nm/rad. 0,34x10 5 0,34x10 5 0,34x10 5 0,34x10 5 0,34x10 5 0,34x10 5 0,25x10 5 0,25x10 5 0,34x10 5 0,34x10 5 0,34x10 5 0,34x10 5 0,34x10 5 Lz min mm La mm G G kg Jm G kgm 2 C G Nm/rad. Lf min mm G G kg 1,7 1, 8 Jm G kgm 2 0,0026 0,0026 C G Nm/rad. 0,47x10 5 0,47x10 5 Lf min mm 239 D mm 35 X mm 25 M1 mm 72,5 Lf min mm 270 D mm 35 X mm 25 M1 mm 72,5 Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lf mm Lf mm 155 / / Lf mm T K = Kuormitus vääntömomentti T DW = Käyttö vääntömomentti T CS = Toiminnallinen rajavääntömomentti T FR = Kiinnityslaipan kitkamomentti L C = Neulalaakerin kapasiteettikerroin W = Liukuprofiili Lz = Akselin minimipituus La = Akselin liukupituus G G = Nivelakselin paino kun akselin pituus on Lz G R = Paino / 1000mm putki 90 JM G = Nivelakselin hitausmomentti kun akselin pituus on Lz JM R =Hitausmomentti / 1000mm putki C G = Akselin vääntöjäykkyys kun akselin pituus on Lz C R = Vääntöjäykkyys / 1000mm putki Kohdassa NIVELAKSELIN VALINTA on määritelty eri momentit ja niiden laskenta. 5

7 DIN Laippakiinnitykset SAE KV Nivelakselimallit

8 Sarja Compact T CS 3,5 knm C2020 T K knm 2, 7 T DW knm 1 L c 5,39x10-4 DIN SAE KV T FR knm 1,5 2,7 --- K mm ß 25 A mm ,9 120 B ±0,1 mm ,5 95, C H7 mm , F mm 2,5 2,5 1,4 --- G mm H +0,2 mm 8,25 10,25 / 8,25 12,25 11 I M mm S mm 76,2 x 2,4 W 40 x 1, Lz min mm La mm G G kg G R kg 4,37 4,37 4,37 4,37 4,37 4,37 4,37 4,37 Jm G kgm 2 Jm R kgm 2 0,0059 0,0059 0,0059 0,0059 0,0059 0,0059 0,0059 0,0059 C G Nm/rad. C R Nm/rad. 0,60x10 5 0,60x10 5 0,60x10 5 0,60x10 5 0,60x10 5 0,60x10 5 0,60x10 5 0,60x Lf min mm G G kg 5, 8 Jm G kgm 2 0,0085 C G Nm/rad. 0,86x10 5 Lf min mm 460 D mm 45 X mm 36 M1 mm 90 Lf min mm 390 D mm 45 X mm 36 M1 mm 90 Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lf mm Lf Lf mm mm T K = Kuormitus vääntömomentti T DW = Käyttö vääntömomentti T CS = Toiminnallinen rajamomentti T FR = Kiinnityslaipan kitkamomentti L C = Neulalaakerin kapasiteettikerroin Lz = Nivelakselin minimipituus La = Nivelakselin liukumitta W = Liukuprofiili G G = Nivelakselin paino kun akselin pituus on Lz G R = Paino / 1000mm putki JM G = Nivelakselin hitausmomentti, kun akselin pituus on Lz JM R = Hitausmomentti / 1000mm putki C G = Nivelakselin vääntöjäykkyys kun akselin pituus on Lz C R = Vääntöjäykkyys / 1000mm putki Kohdassa NIVELAKSELIN VALINTA on määritelty eri momentit ja niiden laskenta 7

10 Sarja Compact T CS 5,0 knm C2025 T K knm 3,8 T DW knm 1,6 L c 1,79x10-3 DIN SAE KV T FR knm 3,9 3,9 4,6 --- K mm 113 ß A mm B ±0,1 mm 101, , , C H7 mm , F mm 2,5 3 2,5 3 1,6 --- G mm H +0,2 mm 10,25 12,25 10,25 12,25 14,25 11 I M mm S mm 89 x 2,4 W 45 x 1, Lz min mm La mm G G kg 12 G R kg 5,13 5,13 5,13 5,13 5,13 5,13 5,13 5,13 Jm G kgm 2 0,0144 Jm R kgm 2 0,0096 0,0096 0,0096 0,0096 0,0096 0,0096 0,0096 0,0096 C G Nm/rad. 0,71x10 5 C R Nm/rad. 0,98x10 5 0,98x10 5 0,98x10 5 0,98x10 5 0,98x10 5 0,98x10 5 0,98x10 5 0,98x Lf min mm G G kg 9,8 Jm G kgm 2 0,0129 C G Nm/rad. 1,44x10 5 Lf min mm D mm X mm M1 mm Lf min mm D mm X mm M1 mm Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lf mm Lf mm Lf mm T K = Kuormitus vääntömomentti T DW = Käyttö vänntömomentti T CS = Toiminnallinen rajamomentti T FR = Kiinnityslaipan kitkamomentti L C = Neulalaakeri kapasiteettikerroin W = Liuku-profiili Lz = Nivelakselin minimipituus La = Nivelakselin liukumitta G G = Nivelakselin paino kun akselin pituus on Lz G R = Paino / 1000mm putki JM G = Nivelakselin hitausmomentti kun akselin pituus on Lz JM R = Hitausmomentti / 1000mm putki C G = Nivelakselin vääntöjäykkyys kun akselin pituus on Lz C R = Vääntöjäykkyys / 1000mm putki Kohdassa NIVELAKSELIN VALINTA on määritelty eri momentit ja niiden laskenta. 9

12 Sarja Compact T CS 6,5 - knm C2030 T K knm 5,0 T DW knm 1,9 L c 2,59x10-3 DIN SAE KV T FR knm 3,9 3,9 4,6 4, K mm 127 ß A mm B ±0,1 mm 101, , ,65 120, C H7 mm ,25 95, F mm 2,5 3 2,5 3 1,6 1, G mm H +0,2 mm 10,25 12,25 10,25 12,25 14,25 14, I M mm , ,5 65 S mm 90 x 3 80 x 3,5 90 x 3 80 x 3,5 90 x 3 80 x 3,5 W 48 x 1, Lz min mm La mm G G kg 14,2 G R kg 6,44 6,6 6,6 6,44 6,6 6,44 6,44 6,6 6,6 Jm G kgm 2 0,0245 Jm R kgm 2 0,0122 0,0222 0,0222 0,0122 0,0222 0,0122 0,0122 0,0222 0,0222 C G Nm/rad. 0,71x10 5 C R Nm/rad. 1,25x10 5 0,98x10 5 0,98x10 5 1,25x10 5 0,98x10 5 1,25x10 5 1,25x10 5 0,98x10 5 0,98x T K = Kuormitus vääntömomentti T DW = Käyttö vääntömomentti T CS = Toiminnallinen rajamomentti T FR = Kiinnityslaipan kitkamomentti L C = Neulalaakerin kapasiteettikerroin Lf min mm G G kg 9,8 Jm G kgm 2 0,0238 C G Nm/rad. 1,74x10 5 Lf min mm D mm X mm M1 mm Lf min mm D mm X mm M1 mm Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lf mm Lf mm Lf mm Lz = Nivelakselin minimipituus La = Nivelakselin liukumitta W = Liukuprofiili G G = Nivelakselin paino kun akselin pituus on Lz G R = Paino / 1000mm putki JM G = Nivelakselin hitausmomentti kun akselin pituus on Lz JM R = Hitausmomentti / 1000 mm putki C G = Nivelakselin vääntöjäykkyys kun akselin pituus on Lz C R = Vääntöjäykkyys / 1000mm putki Kohdassa NIVELAKSELIN VALINTA on määritelty eri momentit ja niiden laskenta. 11

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23 DIN Laippakiinnitykset Nivelakselimallit lm

24 Sarja /20/ T CS Nm T K Nm T CS Nm L c 1,0x10-7 1,4x10-6 4,4x10-6 T FR Nm DIN DIN DIN K mm ß A mm B ±0,1 mm C H7 mm F mm 1,5 1,7 1,7 2 2 G mm 3,5 4,5 4,5 6 6 H +0,2 mm 5,1 6,1 6,1 6,1 6,1 I M mm S mm 28 x 1,5 36 x 1,5 40 x 2 W 22 x x x 22 ( x 27 ) lm Lz min mm La mm G G kg 1,29 2,07 2,1 2,8 G R kg 0,98 1,27 1,27 1,87 1,87 Jm G kgm 2 3,41x10-4 8,56x10-4 8,56x10-4 1,12x10-3 Jm R kgm 2 1,7x10-4 3,8x10-4 3,8x10-4 6,8x10-4 6,8x10-4 C G Nm/rad. 0,13x10 4 0,19x10 4 0,19x10 4 0,41x10 4 C R Nm/rad. 0,17x10 4 0,38x10 4 0,38x10 4 0,7x10 4 0,7x10 4 Lz min mm La mm G G kg Jm G kgm 2 C G Nm/rad. Lf min mm G G kg 0,83 0,83 0,9 1,49 Jm G kgm 2 2,86x10-4 2,86x10-4 2,86x10-4 5,35x10-4 C G Nm/rad. Lz mm La mm Lz mm La mm T K =Kuormitus vääntömomentti T CS = Toiminnallinen rajamomentti T FR = Kitkamomentti Lz max mm La max mm Lz min mm La min mm Lf mm L C = Neulalaakerin kapasiteettikerroin Lf mm Lf mm W = Liukuprofiili Lz = Akselin minimipituus La = Akselin liuku-pituus G G = Nivelakselin paino, kun akselin pituus on Lz min G R = Paino / 1000mm putki lm = Erikoisliuku JM G = Nivelakselin hitausmomentti, kun akselin pituus on Lz JM R = Hitausmomentti / 1000mm putki C G = Akselin vääntöjäykkyys kun akselin pituus Lz C R = Vääntöjäykkyys / 1000mm putki Kohdassa NIVELAKSELIN VALINTA on määritelty eri momentit ja niiden laskenta 23

25

26

27

28 Sarja 473 / 687 Laippakiinnitys-pultit Hexagon pultti: Lyhyt malli / vastaavuus DIN 931 / 10.9 Hexagon mutteri: Vastaavuus DIN 980 / 10 Itse-lukittuva DIN A mm Ta Nm 8, d M 5 M 6 M 6 M 8 M 8 M 10 M 12 M 16 M 14 M 16 M 16 M 18 L mm V mm S mm I SAE A mm 87,3 96,8 115, ,6 203,2 203,2 Ta Nm d M 8 M 10 M 12 M 14 M 10 M10 M 11 L mm V mm S mm I KV A Nm Ta mm d mm M 10 M 12 M 14 L mm V mm S mm I A = Laippa-Ø Ta = Kiristys momentti I = Pulttien lkm 27

29 Nivelakselin valinta Nivelakselin valinta Nivelakselin valintaan vaikuttavat seuraavat asiat: Akseliin kohdistuvat voimat Akselin pyörimisnopeus Nivelkulmat Käyttökohde Seuraavat asiat tulee aina määrittää / huomioida valittaessa uutta nivelakselia: 1. Voimien määritys 2. Nivelristin teoreettinen elinikä 3. Nivelkulmat 4. Pyörimisnopeus 5. Pituusmuutokset Seuraavissa kappaleissa on selvitetty edellä mainitut asiat yleisellä tasolla. Lopullisessa valinnassa konsultoi teknisen palvelumme kanssa. 29

30 Nivelakselin valinta 1. Voimien määritys Jotta oikea nivelakseli saadaan määritettyä, tulee selvittää nivelakseliin kohdistuvat voimat. Nivelakselin käyttövääntömomentti Nivelakselin Max.vääntömomentti Kun on tiedossa käyttölaitteen teho ja pyörimisnopeus, saadaan vääntömomentti (nimellismomentti) laskettua kaavasta: P (kw) T n (Nm) = 9551 n (rpm) T n = nimellismomentti. Nimellismomentista saadaan tarkempi kuormitusmomentti ottamalla huomioon käyttökerroin, joka riippuu akselin käyttökohteesta. Akselin nimellismomentti kerrotaan käyttökertoimella, jolloin saadaan vertailtavaksi kuormitusmomentti. Eri käyttökertoimet on esitelty taulukossa Käyttökertoimet sivu 31. Saadun kuormitusmomentin tulee olla pienempi kuin akselitaulukoissa olevan kuormitusmomentin T K. Akselitaulukoissa esiintyvät momentit : T K = Kuormitusmomentti Kuormitusvääntömomentti on määritelty nivelristin kapasiteetin mukaan. T CS = Toiminnallinen rajamomentti Maksimi sallittu vääntömomentti, joka voidaan välittää rajoitetun ajan ilman vaurioita. T CS 1, 3 T K T DW = Käyttömomentti Jatkuva sallittu vääntömomentti. Laskettu akselin nimellismomentti T n tulee olla pienempi kuin käyttömomentti T DW. 30

31 Nivelakselin valinta L C = Neulalaakeri kapasiteetti-kerroin Laakeri L C - kerroin huomioi nivelristin laakereiden dynaamisen toiminta-ajan (teoreettinen elin-ikä) (DIN/ISO 281) ja nivelen geometriikan. L C - arvot eri akseleille on esitetty akselimittataulukoissa. Nivelakselia valittaessa tulee akseliin kohdistuvat voimat ja elinikä tarkistaa erikseen. Myöskin laipan kitkamomentti tulee tarkistaa. Taulukko Käyttökertoimet Kuormitus Kerroin Kevyt iskukuorma K=1,1-1,5 Keski iskukuorma K=1,5-2 Raskas iskukuorma K= 2-3 Erikoisraskas K= 3-6 Yliraskas K= 6-10 Käyttökerroin K=1,1-1,5 Kevyt iskukuorma Pumput, Generaattorit (jatkuva kuormitus) Kuljettimet (jatkuva kuormitus),tuulettimet (pieni) Työstökoneet, painokoneet Käyttökerroin K=1,5-2 Keski iskukuorma Pumput, generaattorit (vaihteleva kuormitus) kuljettimet (vaihteleva kuormitus) tuulettimet (keskikoko), puun käsittelykoneet pienet paperi- ja tekstiilikoneet kompressorit, veturin ensiö-käytöt Käyttökerroin K =2-3 Raskas iskukuorma Suuret tuulettimet, meri-käytöt, kalenteri-käytöt puristus-valssaimet (pieni), putki-valssaimet (pieni), raskaat paperi- ja tekstiilikoneet kompressorit (1-syl.), pumput (1-syl.), sekoittimet nostin-käytöt, prässi-käytöt, taivutus-käytöt veturi toisio-käytöt, siipiratas-käytöt Käyttökerroin K=3-6 Erikoisraskas iskukuorma Keskikokoiset valssaimet, raskaat putkivalssaimet, oikaisu-laitteistot, kylmä- valssaimet, jatkuvat levy- ja esivalssaimet, kivi-rouhimet, konerullaus-käytöt, Käyttökerroin K= 6-10 Yliraskas iskukuorma Rinta-tela käytöt, levy-leikkuu laitteistot, 31

32 Nivelakselin valinta 2. Nivelristin teoreettinen elinikä Nivelakselin (-ristin) teoreettinen elinikä L h perustuu laakerin L C -kertoimeen ja voidaan määrittää alla olevan kaavan mukaisesti: L h = L C / 3 n ß T K 1 Jos haluttu elinikä L h on tiedossa, voidaan oikea nivelkoko laskea laakerin kertoimen L C mukaan. L C = L n ß T 10 / 3 K h L C -arvot saadaan nivelakselin mittataulukoista. n = Akselin pyörimisnopeus (rpm) β = Nivelkulma ( ) T = Vääntömomentti (knm) Jos nivelakselin käyttösykli (aika/voima) on tiedossa, voidaan elinikä laskea siihen perustuen. Tässä tapauksessa ota yhteys tekniseen palveluumme. Joissakin tapauksissa moottori saattaa aiheuttaa ylikuormituksia akselille, jotka tulee ottaa huomioon iskukertoimella K 1. Sähkömoott. K 1 =1,0 Bens.moott. 4 syl. tai > K 1 =1,1 Dieselmoott. 4 syl. tai > K 1 =1,2 Arvot taulukossa ovat yleisiä arvoja. Jos käytetään joustavia kytkimiä, iskukerroin on pienempi. Moottorin ja kytkimen valmistajien ilmoittamat arvot on tarkistettava. 32

33

34

35

36

37

38

39

40 Nivelakselin käyttö Yleistä Seuraavassa on esitetty perusasioita nivelakselin asennuksesta, käytöstä ja huollosta. Kaikki nivelakselin asennukseen ja käyttöön liittyvät asiat ovat aina asiakkaan vastuulla. Jos pyörivästä nivelakselista saattaa aiheutua vaaraa materiaaleille tai ihmisille, on tarvittavat suojaukset tehtävä käyttäjän toimesta. Tarkista EU-säännökset koneiden käytöstä! Nivelakseleiden toiminnalliset raja-arvot eivät saa koskaan ylittyä; Maks. vääntömomentti, pyörintänopeus, nivelkulma, pituus. Nivelakselin huolto/korjaus/muutos tulee aina suorittaa GKN - nivelakselikorjaamossa. 40

41 Nivelakselin käyttö Kuljetus ja Varastointi Jotta ihmisille, materiaaleille ja nivelakseleille ei aiheudu tarpeetonta vahinkoa, huolehdi aina että nivelakselit kuljetetaan ja säilytetään oikein Huolehdi seuraavista asioista Nivelakselit tulee aina kuljettaa vaaka-asennossa. Jos akseleita kuljetetaan pystyasennossa, tulee varmistaa että liukuosat eivät pääse irtoamaan toisistaan. Kun akselia nostetaan tai lasketaan tulee erityisesti varoa liikkuvia osia (laippahaarukka, nivelristi) jotka liikkuessaan saattavat aiheuttaa vaurioita. Vältä iskuja ja äkillisiä liikkeitä kuljetettaessa nivelakselia. Käsiteltäessä akselia tulee varoa asettamasta liukuosalle ja tiivisteelle minkäänlaista painoa. Käytä sopivia alustoja nivelakseleiden varastoimiseen. Käytä kiiloja tai esteitä nivelakselin pyörimisen estämiseksi. Jos varastoidaan pystyasennossa, varmista että ei ole kaatumisen mahdollisuutta. Varastoi nivelakselit kuivassa paikassa 41

42 Nivelakselin käyttö Asennus Missä ihmisille tai materiaaleille voi aiheutua vahinkoa pyörivästä nivelakselista, on käyttäjän tehtävä tarvittavat suojaukset Suojien tulee estää irtoavien osien lentäminen kaikissa tapauksissa. Nivelakselit ovat elastisia ja joustavia rakenteita ja niiden kriittiset pyörimisnopeudet tulee kaikissa tapauksissa aina määrittää. Maksimi käyttönopeus tulee aina olla riittävästi alle lasketun kriittisen pyörimisnopeuden. (katso Nivelakseleiden valinta / pyörimisnopeus, sivu 36 ). Nivelakselin laippahaarukoiden kiinnityspinnat ja vastalaipat tulee olla puhdistettu liasta, rasvasta ja maalista, jotta varmistetaan turvallinen kiinnitys. Tarkista haarukoiden linjaus. Linjausnuolien tulee olla vastakkain. Käytä ainoastaan kiinnityspultteja ja muttereita, jotka täyttävät tarvittavat laatumääritykset. Kiinnityspultit tulee kiristää tarvittavaan momenttiin momenttiavaimella. Nivelosat, joissa on voitelumahdollisuus, tulee aina voidella ennen nivelakselin käyttöönottoa. Suojaa Rilsan-pinnoitetut liukuosat - Kuumuudelta - Lialta - Mekaanisilta vaurioilta Jos puhdistat nivelakselia älä käytä vahvoja kemikaaleja, painepesua tai höyrypuhdistusta, koska tiivisteet saattavat vaurioitua ja päästää nesteitä ja likaa sisään. 42

43 Nivelakselin käyttö Laippakiinnitys Suosittelemme seuraavaa pulttityyppiä käytettäväksi: Hexagon - pultti lyhyellä kierteellä normin DIN931/10,9 mukaisesti Itselukittuva - mutteri normin DIN980/10 mukaan. Kaikki pultit tulee kiristää määrättyyn momenttiin (taulukko sivu 27 ). Annetut kiristysmomentit T a perustuvat n. 90%:sti elastisuuden rajasta ja soveltuvat kevyesti öljytyille pulteille. Maksimi T a :lle sallittu toleranssi + 7%. Taulukossa sivulla 27 on esitetty pulttien mitoitus verrattuna eri laippatyyppeihin. 43

44 Nivelakselin käyttö Huolto Nivelakseleita käytetään hyvin erilaisissa käyttökohteissa ja käyttöolosuhteissa jolloin myöskin huoltotarpeet ovat hyvin erilaisia. Säännöllinen huolto ennalta ehkäisee vaurioita. Voitelu Nivelakselit tulee aina rasvata litium-pohjaisella rasvalla normin DIN KP2 K-20 mukaan. Älä käytä molybdeenipitoisia rasvoja Puhdista rasvanipat ennen voitelua. Älä käytä kovaa painetta voiteluun ( Maksimi voitelupaine 15bar (15x10 5 Pa)). Voitele nivelakseli aina ennen asennusta. Jos puhdistat nivelakselia älä käytä vahvoja kemikaaleja, painepesua tai höyrypuhdistusta, koska tiivisteet saattavat vaurioitua. Puhdistuksen jälkeen nivelakseli tulee rasvata kunnes rasvaa tulee ulos tiivisteistä. Nivelristit Nivelristit ovat voideltavia keskusvoiteluna rasvanipan kautta (DIN71412). Rasvanippa sijaitsee normaalisti nivelristin keskellä tai rungossa nivelkuppien välissä. Nivelristi tulee voidella siten, että rasvaa tulee ulos nivelkuppien tiivisteistä. Liukuosat Nivelakselisarjojen 473, voideltavat liukuosat voidellaan aina akselin ollessa kokoonpuristettuna (minimimitassaan). Turvallisuussyistä nivelakselit tulee aina huoltaa GKN- nivelakselikorjaamoissa, joissa huolto-työt tehdään ammattitaitoa, tähän tarkoitukseen suunniteltuja koneita sekä alkuperäisosia käyttäen. 44

45