KURZUS: Finommechanika és optika a járműtechnikában

MODUL: III. modul

8. lecke: Megmunkálási gondolatok, nyomatékátvitel

| A lecke tanulásának a célja: A tanulás célja a problémától a megoldásig történő mérnöki gondolat bemutatása példán szemléltetve. Az egyes nyomatékátviteli megoldások ismertetése.
Szükségesen elsajátítandó: Megmunkálási és alkalmazott mérési alapismeretek. Nyomatékátviteli megoldások.
Lecke elsajátításának időtartama: A lecke elsajátításához kb. 70 perc szükséges.
Feladat: deformált féktárcsa megmunkálása
A feladat célja szemléltetni, hogy egy deformált darab megmunkálási folyamata hogyan történhet.
Féktárcsa ismertetése:
Deformálódott féktárcsa
1. ábra
A féktárcsára jellemző a nagy átmérő vékony vastagsággal. A féktárcsa rögzítése az agyhoz nagyságrenddel kisebb átmérőn történik, mint amekkora a féktárcsa átmérője.
Féktárcsa egyenességének vizsgálata élvonalzó segítségével
2. ábra
A 2. ábra által szemléltetett vizsgálati mód után egyértelművé vált, hogy a féktárcsa deformálódott. További mérőórás vizsgálatra került sor.
A mérés előtti teendőek az alábbiak mérőóra alkalmazása esetén:
Mérőóra mérési tartományának vizsgálata: 0-3 mm, 0-10 mm, 0-50 mm, stb. Mérőóra mérési pontosságának vizsgálata (0,01 mm a jellemző). Mérőóra cserélhető tapintócsúcs rögzítésének vizsgálata. Mérőóra működési finomságának ellenőrzése.
A vizsgálat elvégzése után állványba történt a mérőóra befogása.
Síklapuság vizsgálata mérőóra segítségével
3. ábra
A 3. ábra alapján szemléltetett mérés információkat nyújt, azonban nem felejthető el, hogy a féktárcsának van két bázisfelülete, mely segítségével kapcsolódik a kerékagyhoz.
Mérőóra alkalmazása a helyzettűrés vizsgálatára
4. ábra
A mérés lépései:
1. | kerékagy tokmányba fogása,
2. | kerékagy helyzettűrésének vizsgálata/állítása,
3. | féktárcsa felhelyezése és rögzítése,
4. | mérőóra tartójába történő rögzítése,
5. | mérőóra ráhelyezése a féktárcsára,
6. | féktárcsa forgatása (tokmány),
7. | féktárcsa alaktűrésének vizsgálata.
A megmunkálási lehetőségek:
esztergálás, sík köszörülés, palást-homlok köszörülés.
Esztergálás
Esztergagép
5. ábra
Forrás: www.protosim.hu
Forgácsoláskor keletkező erők
6. ábra
F - fő forgácsolóerő, az Fc, Fp és Ff eredője [N], Fc - forgácsolóerő [N], Ff - előtolóerő [N], Fp - passzív erő [N], vc - forgácsolási sebesség, m/min.
A munkadarabra ható erők pozitív előjelűek.
A kis vastagsággal rendelkező nagy átmérőjű, sík tárcsák megmunkálása kritikus is lehet, hiszen az Ff erő a munkadarabot elnyomja, ezáltal "tányér" alakú darab készül, melynek alaktűrése egyértelműen nem lesz megfelelő.
A megmunkáláshoz más módot kell keresni.
További lehetséges megoldásként a síkköszörűgép jött számításba. Ebben az esetben a munkadarab áll, jellemzően mágnes asztalhoz kerül rögzítésre és a megmunkáló szerszám - köszörűkorong - pedig forgó mozgást végez. Esetünkben ez a megmunkálás megfelelőnek bizonyulhat, azonban a további vizsgálatok arra adtak következtetést, hogy ezt az eljárást nem lehet alkalmazni a görbe féktárcsa miatt.
Féktárcsa rögzítése mágnes asztalhoz síkköszörűgépen
7. ábra
A féktárcsa rögzítésre került a síkköszörűgép asztalára mágnes segítségével (7. ábra). Az ilyen jellegű rögzítésnél a féktárcsa vékonysága miatt az egyenességi hiba kiegyenlítődik, hiszen a mágnes levonzza a sík asztalhoz. A probléma az, hogy megmunkálás után a mágnesasztalról történő felengedés után a féktárcsa újra visszarugózik a deformálódott állapotba, tehát hiába a pontos és megfelelő megmunkálás, a végeredmény nem lesz jó.
A megmunkálási mód elvetésre került, újabb megmunkálási irányt kell definiálni.
Az első gondolat alapján (8. ábra) a féktárcsát esztergagépbe fogjuk. A megfogás során bebizonyosodott, hogy az esztergagépen rendelkezésre álló tokmány geometriai méretei nem megfelelőek a féktárcsa megfogására.
Féktárcsa befogási lehetőségének vizsgálata az esztergagépbe
8. ábra
Következőre egy kisebb geometriai méretekkel rendelkező tokmányba (9. ábra) került megfogásra a féktárcsa, azonban ez a megfogási lehetőség elvetésre került.
Tokmány a tokmányban rögzítési megoldás
9. ábra
A lehetőségeket megvizsgálva a tokmányba a kerékagy került megfogásra, mely visszaadja a valós körülményt (10. ábra).
Féktárcsa tokmányba történő rögzítése kerékagy segítségével
10. ábra
A rögzítés után következett a helyzettűrés vizsgálata, melyhez mérőórás mérés került alkalmazásra (11. ábra).
Mérőóra alkalmazása a helyzettűrés vizsgálatára
11. ábra
A fent leírt esztergáláskor keletkező erők miatt a féktárcsa megmunkálása nem célszerű. A megoldáshoz köszörülési megmunkálást kellett alkalmazni, melyet sarokcsiszoló segítségével valósítottunk meg (12. ábra, 13. ábra).
Féktárcsa köszörülési folyamata
12. ábra
Féktárcsa köszörülési folyamata oldalnézetből
13. ábra
A köszörülési megmunkálás eredményeképpen elkészült féktárcsa megmunkálása (13. ábra.), mely felszerelés után további ellenőrzést fog kapni.
A megmunkálás után alaktűrést kell alkalmazni mérőóra és tolómérő alkalmazása segítségével.
Fogaskerék
Fogaskerék méreteti
14. ábra
osztás | p=m*?
modul | m=p/?
osztókör | d=m*z
fejkör | da=d+2m=m(z+2)
lábkör | df=d-2(m+c)
fogmagasság | h=2m+c
fejmagasság | ha=m
lábmagasság | hf=m+c
fejhézag | c=(0,1...0,3)m
Fogaskerekek esetén a tengelytávolság számítása a következő alapján lehetséges:
a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2
Fogaskerék kapcsolat
15. ábra
A fogaskerék kapcsolatkor csak azonos modullal rendelkező fogaskerékpárok alkalmazhatók.
Az áttétel számítása fogszámok vagy átmérők alapján történik.
Modul meghatározása
Feladat: tolómérő segítségével modul meghatározása.
Önindító motor
16. ábra
Az alábbi adatokat kapjuk:
fogszám=9, fejkör (külső átmérő)= ∅9,8mm.
A fejkör képlete alapján kiszámolhatjuk a modult.
da=d+2m=m(z+2)
m=da/(z+2)=9,8/(9+2)=9,8/11=0,891
A kapott számítás alapján a modul értéke 0,891-re jön ki. Ilyen értékű modul nincs, tehát a modul:
m=0,9
Fogaskerék áttételek
Gyorsító áttétel
17. ábra
Gyorsító áttétel jellemzői:
{0}fogaskerékpárok közül mindig a nagy hajtja a kicsit, {0}gyorsítás történik, {0}a forgatónyomaték csökken, {0}a forgatónyomaték csökkenésével az alkalmazott modul csökkenthető.
Lassító áttétel
18. ábra
Lassító áttétel jellemzői:
fogaskerékpárok közül mindig a kicsi hajtja a nagyot, lassítás történik, a forgatónyomaték növekszik, a forgatónyomaték csökkenésével az alkalmazott modult növelni kell.
Visszahajtó hajtóműlánc
Lassító visszahajtó hajtóműlánc
19. ábra
A hajtóműlánc alapján a z1-es és a z'2 fogaskerék egy tengelyen helyezkedik el, azonban a z'2 elfordulhat rajta. A z'1 és z2 fogaskerék egy tengelyen helyezkednek el és egymáshoz képest nem fordulhatnak el. A működés alapján a z1 fogaskerékről megy át a forgatónyomaték a z'1 fogaskerékre, mely összeköttetésben áll a z2 fogaskerékkel. A z2-es fogaskerék a forgatónyomatékot továbbadja a z'2 fogaskeréknek.
Visszahajtó hajtóműlánc jellemzői:
lassító és gyorsító áttételhez, 2-2 pár fogaskerék, egyező modul vagy a tengelytáv függvényében modult lehet váltani, az egyik tengelyen a fogaskerekek egymáshoz képest a fogaskerék csapágyazás miatt elfordulhatnak (z'2).
Önellenőrző kérdések
1. Milyen fő szempontot tart mágnesasztalon történő rögzítés esetén (deformálódott alkatrész esetén)?
2. Tudunk-e alumíniumot rögzíteni mágnesasztalhoz?
3. Esztergagépen történő megmunkálás során deformálódhat-e az alkatrész a megmunkáló szerszám miatt?
4. Lehetséges fogaskeréken modult tolómérő használatával meghatározni?
5. Lassító áttételnél a fogaskerékpároknál jó-e az ha mindenhol ugyan azt a modult alkalmazzuk?