Överförbart moment kilspår

[grabbenheladagen]

Hej på er boys and girls.

Jag vill överföra 3000 Nm rent vridmoment i en solid axel som är 60mm i diameter med en (eller 2) kilar. Tittar man i Björken finns en tabell för detta. Tabellen kommer från standarden SMS 2199 (som såklart kostar multum att köpa). Här anges att största möjliga överförbara moment för sagd axel och kil (utformad enligt SMS 2305) blir 1650 Nm. Det duger såklart inte. Läser man det lilla som står framgår dock att man räknat med en skjuvspänning på 39 N/mm2 i ett material med Rm= 490 - 590.

Frågan är varför man utgått från så låg skjuvning?

Gör jag matten själv (Vridmoment / vridmotstånd) med 3000 Nm kommer jag fram till en maximal skjuvning på runt 72 Mpa. Vilket jag tycker är rätt lågt. Även om man kompenserar för vridskjuvning (den gamla multiplicera med 0,6 tumregeln) hamnar man bara på runt 120 Mpa i maxskjuvning.

Räknar jag på kilen får jag en skjuvning på 108,9 Mpa och ett yttryck i kilen på 217,9

Är det någon säkerhetsmarginal inräknad i standarden? Är det utmattning inräknat? Har jag räknat totalt fel? Vad är det jag missar?

[JengaPRO]

Jag har gjort liknande beräkningar och dragit liknande slutsatser dvs att standarden verkar väldigt konservativ.
En vanlig plattkil har 588MPa i brottgräns. 588MPa*0.6=353MPa



Formeln tar inte hänsyn till längden på kilen vilken känns lite underligt. De måste anta en killängd på ca 12mm.

Låt oss anta att kilen är 50mm lång och 18mm bred.
Det ger en skjuvarea på 50*18=900mm2
Maxmoment=900*353*0.03=9531Nm
Nu måste man ta hänsyn till avrundningen av kilen också men det blir ju inte så så stor skillnad. Likaså blir skjuvdiametern lite mindre än diametern på axeln men även det felet är litet.

Räknar man på kontakttryck istället c1+c2/2=5.7mm
50*5.7*588*0.03=5027Nm

Säg 4000Nm då. Sen kan det vara så att metoden antar att du alltid har det momentet och att det är växlande och då måste det ju till reduktionsfaktorer.
I mitt fall så är maxmomentet ett extremvärde som nästan aldrig kommer uppträda och då är det ju inte riktigt relevant att räkna med standarden om den antar att det är det den utsätts för hela tiden.

[JengaPRO]

Kan tilläggas att räkna på brottspänning i kontakttryck är ganska konservativt.

[grabbenheladagen]

Jag har gjort liknande beräkningar och dragit liknande slutsatser dvs att standarden verkar väldigt konservativ.
En vanlig plattkil har 588MPa i brottgräns. 588MPa*0.6=353MPa



Formeln tar inte hänsyn till längden på kilen vilken känns lite underligt. De måste anta en killängd på ca 12mm.

Låt oss anta att kilen är 50mm lång och 18mm bred.
Det ger en skjuvarea på 50*18=900mm2
Maxmoment=900*353*0.03=9531Nm
Nu måste man ta hänsyn till avrundningen av kilen också men det blir ju inte så så stor skillnad. Likaså blir skjuvdiametern lite mindre än diametern på axeln men även det felet är litet.

Räknar man på kontakttryck istället c1+c2/2=5.7mm
50*5.7*588*0.03=5027Nm

Säg 4000Nm då. Sen kan det vara så att metoden antar att du alltid har det momentet och att det är växlande och då måste det ju till reduktionsfaktorer.
I mitt fall så är maxmomentet ett extremvärde som nästan aldrig kommer uppträda och då är det ju inte riktigt relevant att räkna med standarden om den antar att det är det den utsätts för hela tiden.

Skummade igenom ett examensarbete med liknande lastfall fast i ett vattenkraftverk, så lite större prylar bara. Där kom dom fram till att standarden är utdaterad. Men då beträffande utformning av kilförbandet (Radier med mera och antalet kilar). Inget nämnt om den låga skjuvspänningen i axeln dock. Kan ju vara för att dom ignorerade den biten.

Jag vet att SMS2199 strävar efter att ge samma skjuvning i axeln och kilen också. Men inte mer än så.

Lutar åt att jag sätter dit en till kil och ändrar material till något lite tuffare. 3060 Nm är det testade och beräknade momentet. Kan dock vara så att jag måste upp 10-20% till i framtiden. Så jag ska räkna lite mer på det.

Är ganska jämnt moment. En hydraulcylinder trycker på en kuggstång som vrider ett kugghjul. Maskinen ska bocka en plåt runt en cyliner.

[atlashjul]

Precision på "sammanfogningen" ? Går det inte med kon/kil eller splines ev konisk klämringskoppling ?

[atlashjul]

3020×60 TAPER LOCK BUSH FOR 60MM METRIC SHAFT

[rospigg]

Eller ännu hellre, en SKF OK-koppling - då slirar det inte!

[Simon_91]

Och någonstans mellan taper lock och skf OK finns olika typer av spännellement:

https://www.ramstromtransmission.se/sv/produkter/transmission/ovrig-transmission/spannelement/spannelement-typ-1062

Ser ut som att det med 60 hål klarar strax över 3000 nm Men man ska ju ha plats i navet med. En kil behöver inte så stort nav

[JengaPRO]

Sådana här kär jag med i boggilådorna.
https://www.bearingboys.co.uk/Drivelock ... mm-40423-p

[JengaPRO]

Sen är frågan är det för hobbyverksamhet eller proffisionell verksamhet?
Om du inte har maskiner för att göra kilspår så är ju drivelock enklare. Ska du göra många blir kilspår billigare.