alte cuplaje

Upload: andreibercea

Post on 29-May-2018

242 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    1/36

    5. CUPLAJE [1, 3, 5, 7, 8, 12]

    5.1. CARACTERIZARE. FUNCII NDEPLINITE. CLASIFICARE

    Cuplajele realizeaz legtura permanent sau intermitent ntre dou elemente consecutive ale

    unei transmisii, n scopul transmiterii micrii de rotaie i a momentului de torsiune, fr a

    modifica legea de micare.Din modul de definire a cuplajelor, rezultfuncia principal a acestora: transmiterea micrii

    i a momentului de torsiune. Marea diversitate a domeniilor de folosire a cuplajelor a impus

    ataarea acestora i a altor funcii suplimentare:

    compensarea abaterilor de poziie a elementelor legate prin cuplaj (axiale, radiale,unghiulare sau combinate), datorate erorilor de execuie i/sau montaj;

    protecia mpotriva ocurilori vibraiilor; ntreruperea legturiidintre cele douelemente; limitarea sarcinii transmise; limitarea turaiei; limitarea sensuluide transmiterea sarcinii.

    Plecnd de la aceste funcii, n fig.5.1 este prezentat clasificarea cuplajelor.

    Condiiile pe care trebuie s le ndeplineasc cuplajele sunt: siguran n funcionare;dimensiuni de gabarit reduse; montare i demontare uoare; s fie echilibrate static i dinamic; s

    asigure durabilitate ridicat.Pentru legarea fix a doi arbori se folosesc cuplajele permanente fixe. Aceste cuplaje transmit

    ocurile i vibraiile, montajul realizndu-se cu condiia respectrii coaxialitii arborilor.

    Pentru cuplarea arborilor care, la montaj i/sau n timpul funcionrii, prezint abateri de lacoaxialitate, se folosesc cuplaje permanente mobile rigide care transmit ocurile i vibraiile sau

    elastice care, datorit elementului elastic, amortizeazocurile i vibraile. Pe lng preluarea, n

    anumite limite, a abaterilor, cuplajele elastice modifici frecvena proprie a sistemului, aducnd

    aceast frecven n afara turaiei de regim. n acest fel se micoreaz efectul sarcinilor dinamice,energia dat de aceste sarcini fiind nmagazinat, temporar, sub forma unei energii poteniale, n

    elementul elastic, i redat, la ncetarea aciunii sarcinii dinamice, sistemului din care face parte

    cuplajul.n cazul n care este necesar cuplarea sau decuplarea , n repaus sau n micare, a celor dou

    pri ale lanului cinematic legate prin cuplaje, se folosesc cuplajele intermitente comandate

    (ambreiaje). Pentru limitarea sarcinii sau a turaiei i pentru transmiterea micrii ntr-un singur

    sens, se folosesc cuplajele intermitente automate.n situaii funcionale speciale, ca de exemplu ocurile multiple sau suprasarcini, se folosesc

    cuplaje cu funcii multiple (combinate), formate prin nserierea, ntr-o ordine, care s permit

    realizarea subansamblului funcional, a cuplajelor cu funcii simple.

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    2/36

    Organe de maini90

    Fig.5.1

    CUPLAJE

    MECANICE HIDRAU-

    LICE

    ELECTRO-

    MAGNETICE

    PERMANENTEINTERMI-

    TENTE

    Fixe

    Mobile

    Comandate

    Automate

    Rigide

    Elastice

    Comandmecanic

    Comandhidrostatic

    Comandpneumatic

    Comandelectromagnetic

    Limitatoarede sarcin

    Limitatoarede turaie

    Limitatoarede sens

    Hidrostatice Hidrodinamice

    Compensareaxial

    Compensareradial

    Compensareunghiular

    Compensarecombinat

    Cu elementelastic metalic

    Cu elementelastic nemetalic

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    3/36

    Cuplaje 91

    5.2. SARCINA DE CALCUL

    n timpul funcionrii, asupra elementelor cuplajelor acioneazi alte sarcini suplimentare, cum

    ar fi: sarcinile de inerie, care apar n regimul nestaionar de funcionare a transmisiei echipat cu

    cuplaj;

    sarcinile de oc i vibratorii, care apar att n regim nestaionar ct i n regim staionar defuncionare;

    sarcinile datorate deformrii forate a elementelor componente ale cuplajelor i aelementelor sistemului de acionare, ca urmare a necoaxialitii arborilor;

    sarcinile datorate frecrii reciproce a elementelor mobile ale cuplajelor.Mrimile sarcinilor care acioneaz asupra cuplajelor depind de: caracteristica mainii motoare;

    regimul de funcionare al mainii antrenate; influena cuplajului asupra momentului de inerie,

    rigiditii i comportrii la vibraii a lanului cinematic.Datorit faptului c nu se poate cunoate cu exactitate variaia momentului de torsiune pe

    ntreaga durat de funcionare, calculul cuplajelor se efectueaz la un moment de torsiune de calcul,

    dat de relaia

    ,tnstc MKM = (5.1)

    n careMt este momentul de torsiune, calculat n funcie de puterea motorului electric Pi turaia

    corespunztoare acesteia n, cu relaia

    [ ][ ]

    [ ] ,mmNmin/

    1055,9 6rotn

    kWPMtn = (5.2)

    n care Ks este un coeficient de siguran, determinat experimental, i care depinde de tipul mainiimotoare i al cuplajului, de tipul i regimul de funcionare al mainii antrenate, de importana

    transmisiei etc. Acest coeficient se exprim sub forma unui produs de coeficieni pariali, dai n

    standarde sau cataloage de firm.Momentele nominale de torsiune Mtn, indicate n documentaia tehnic a firmelor productoare

    de cuplaje sau n standarde, corespund valorilor maxime care pot fi preluate de cuplaj, n regim

    static de funcionare. n regim dinamic, cuplajul trebuie s preia i suprasarcinile care apar n timpuldemarajului, precum i ocurile care pot apare n timpul funcionrii sistemului echipat cu cuplaj.

    Cuplajele se aleg din standarde sau din cataloagele firmelor productoare, n funcie de

    momentul de torsiune nominalMtn, respectnd condiia

    MtnMtc, (5.3)calculul acestora reducndu-se la verificarea elementelor componente.

    5.3. CUPLAJE PERMANENTE FIXE

    Cuplajele permanente fixe realizeaz legtura permanent rigid a arborilor coaxiali, la care

    abaterile maxime de la coaxialitate nu trebuie s depeasc 0,002 0,05 mm, pentru a nu crea

    suprasolicitri n arbori i lagre. Se folosesc la arbori de transmisie lungi, formai din tronsoane, la

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    4/36

    Organe de maini92

    poduri rulante, macarale portal etc., la turaii mici (n

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    5/36

    Cuplaje 93

    n care: Mfreprezint momentul de frecare pe suprafeele de contact;Mtc - momentul de torsiune decalcul.

    Datorit dezavantajelor pe care le prezint cuplajele permanente fixe n general i adezavantajelor specifice acestui tip de cuplaj, el se folosete pe scar redus, n special la turaiimici.

    Cuplajele cu flane sunt formate din dou semicuplaje montate pe capetele arborilor deasamblat, de regul, prin pene paralele solidarizate prin uruburi, montate cu joc sau fr joc. n

    cazul montajului cu joc, momentul de torsiunese transmite prin frecarea dintre suprafeele n

    contact ale flanelor (fig.5.4, a) sau prin buce

    (fig.5.4, b), care descarc uruburile desolicitare. Cuplajele cu flane la care

    uruburile sunt montate fr joc suntstandardizate n dou variante constructive:

    pentru arbori orizontali i pentru arboriverticali; acestea transmit momentul de

    torsiune prin tija uruburilor.

    Calculul acestor cuplaje const ndimensionarea sau verificarea asamblrii prin

    uruburi montate cu sau fr joc sarcina ce

    revine unui urub determinndu-se

    corespunztor modului de transmitere a

    momentului de torsiune. n cazul montajuluicu joc, plecnd de la condiia transmiterii

    momentului de torsiune prin frecarea dintreflane

    20

    01D

    zFMM ftc = , (5.6)

    fora care soliciturubul se determin cu relaia

    a b

    Fig. 5.3

    b

    c

    Fig. 5.4

    a

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    6/36

    Organe de maini94

    001

    2

    Dz

    MF tc

    = , (5.7)

    iar la montajul fr joc, cnd momentul de torsiune se transmite prin tija urubului, fora caresoliciturubul este

    01

    2Dz

    MF tc= . (5.8)

    n relaiile (5.6) ... (5.8), s-a notat cu: z - numrul de uruburi; - coeficientul de frecare de

    alunecare pe suprafeele n contact ( = 0,20,3); D0 - diametrul de dispunere a uruburilor.uruburile montate cu joc se calculeaz la traciune, cu o for de calcul Fc=1,3F01, pentru a ine

    seama i de solicitarea la torsiune (momentul de nurubare), care apare la montaj, iar cele montatefr joc se calculeaz la forfecare i strivire, la fora F1.

    Cuplajul cu flane i uruburi montate fr joc (fig.5.4, c), datorit dimensiunilor de gabarit maimici dect n cazul cuplajului cu flane i uruburi montate cu joc i a unei sigurane n funcionareridicate, este mult mai frecvent folosit.

    Cuplajele cu dini frontali (cuplaje tipHirth) transmit momentul de torsiune prin intermediuldinilor frontali, executai, de regul, pe elementele care trebuie legate (roi dinate, arbori, flane,discuri etc.).

    n fig.5.5 se prezint exemple de folosire a cuplajului Hirth: la executarea unui tren de roidinate din mai multe elemente (fig.5.5, a); la asamblarea unei roi dinate conice pe captul unuiarbore (fig.5.5, b). Meninerea contactului dintre dinii cuplajului se realizeaz cu ajutorul urubului1 i a piuliei 2 (v. fig.5.5, a) sau cu urubul 3 (v. fig.5.5, b). Dantura cuplajului poate fi simetric(v. fig.5.5, a) sau asimetric (v. fig.5.5, b).

    Dantura cuplajului este solicitat la strivire, ncovoiere i forfecare, calculul efectundu-se doarla ncovoiere, considernd dintele o grind ncastrat, ncrcat cu fora tangenial, aplicat pediametrul mediu, la jumtatea nlimii dintelui.

    Aceste cuplaje se folosesc pe scar larg, datorit faptului c transmit momente de torsiunemari, n ambele sensuri, au dimensiuni de gabarit reduse, prezint siguran mare n funcionare,asigur o precizie mare la coaxialitatea arborilor, iar montarea i demontarea se realizeaz uor.

    a bFig. 5.5

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    7/36

    Cuplaje 95

    5.4. CUPLAJE PERMANENTE MOBILE RIGIDE

    Aceste cuplaje permit legarea arborilor a cror coaxialitate nu poate fi riguros respectat la

    montaj i a celor a cror poziie relativ se modific n timpulfuncionrii.Fa de o poziie de referin a doi arbori (fig.5.6, a), n

    funcie de abaterile pe care le pot compensa, cuplajelepermanente mobile cu elemente intermediare rigide seclasific n cuplaje pentru compensarea abaterilor: axiale(fig.5.6, b); radiale (transversale, fig.5.6, c); unghiulare(fig.5.6, d); combinate (fig.5.6, e).

    5.4.1. Cuplaje pentru compensarea abaterilor axiale

    Se folosesc pentru transmiterea momentului de torsiune ntre arbori coaxiali, a cror poziie relativ axial estevariabil. Un exemplu de astfel de cuplaj este prezentat nfig.5.7 cuplajul cu tift transversal. Acest tip de cuplaj seexecut n mai multe variante, fiind folosit pentru diametre dearbori d 30 mm, pentru transmiterea momentelor de torsiunemici. Abaterile axiale pe care le pot compensa aceste tipuri decuplaje se datoresc deformaiilor termice. Calculul acestorcuplaje const n verificarea tiftului transversal la forfecare istrivire.

    5.4.2. Cuplaje pentru compensarea abaterilor radiale

    Aceste cuplaje leag arbori cu axele paralele, varianta ceamai rspndit, datorit simplitii constructive i structurale,constituind-o cuplajul Oldham. Diversele variante alecuplajului Oldham se difereniaz dup forma cuplelor dintreelementul intermediar i semicuplaje. La cuplajul prezentat nfig.5.8, cele dou semicuplaje sunt prevzute, pe feelelaterale, cu cte un canal diametral, de seciunedreptunghiular, n care ptrund nervurile decalate la 90o ale

    discului intermediar. Cuplajul permite compensarea abaterilorradiale i a unor mici abateri axiale. Valorile maxime aleabaterilor radiale se limiteaz la 0,04D, D fiind diametrulexterior al cuplajului; funcionarea cu excentriciti mai mari,datorit alunecrilor mari, produce uzuri importante alesuprafeelor n contact.

    Fig. 5.6

    Fig. 5.7

    a

    e

    d

    c

    b

    a

    b

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    8/36

    Organe de maini96

    n timpul funcionrii, discul intermediar execut o micare planetar, centrul su deplasndu-se

    pe un cerc cu diametrul egal cu excentricitatea e a arborilor (e = R).

    Suprafeele funcionale suntsolicitate la strivire, calcululefecutndu-se n ipoteza repartiieitriunghiulare a presiunilor, n situaia

    compensrii abaterii axiale maxime, cnd lungimea de contact este minim (fig.5.9). n aceastsituaie, tensiunea de strivire se determin cu relaia

    ( )( ) astc

    s edDedDh

    M

    += 22

    12

    , (5.9)pentru tensiunea admisibil la strivire adoptndu-se urmtoarele valori: as=15 ... 30 MPa pentru

    cazul cnd elementul intermediar este executat din oel; as=7,5 ... 10 MPa pentru cazul cndelementul intermediar este executat din font, bronz sau textolit.

    5.4.3. Cuplaje pentru compensarea abaterilor unghiulare

    Aceste cuplaje realizeaz legtura dintre doi arbori concureni, a cror poziie n timpulfuncionrii poate fi variabil.

    Sub diverse forme constructive, aceste cuplaje se folosesc n transmisiile autovehiculelor, latransmisiile mainilor unelte, a mainilor agricole, a mainilor de ridicat i transportat etc.

    Cuplajul cardanic din fig.5.10 se compune dintr-un element conductor 1, un element condus 2 care au, n general, forma unor furci i un element intermediar 3, de forma unei cruci.

    Acest cuplaj este un mecanism heterocinetic, legtura dintre vitezele unghiulare ale elementelor

    conductor i condus fiind funcie de unghiul de rotire 1 al elementului conductor i de unghiul dintre axele celor doi arbori. Heterocinetismul este exprimat prin parametrul

    cos

    cossin1 122

    2

    1 ==i , (5.10)

    Fig. 5.9

    Fig. 5.8

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    9/36

    Cuplaje 97

    considerndu-se =const.Legea de variaie a momentului la

    arborele condus, pentru un moment laarborele conductor Mt1 = const. i unghiul

    =const., este de forma

    cos

    cossin1 122

    12

    = tt MM . (5.11)

    Pentru realizarea homocinetismului

    (egalitatea dintre vitezele unghiulare ale

    arborelui conductor i condus), se folosetesoluia cu dou cuplaje cardanice

    (bicardanic) i arbore intermediar

    (fig.5.11). Transmisia bicardanic este homocinetic dac sunt ndeplinite dou condiii: axele

    furcilor de pe arborele intermediar

    sunt paralele i unghiul 1 dintre axelearborelui conductor i cel intermediar

    este egal cu unghiul 2 dintre axele

    arborelui intermediar i cel condus.

    Pe lng legarea a doi arbori

    concureni, transmisiile cardanicepermit i compensarea abaterilor

    axiale ce apar n timpul funcionrii;

    deplasarea relativ dintre cuplajele

    transmisiei bicardanice este posibil caurmare a existenei unei cuple de

    translaie (n general o asamblare prin caneluri fig.5.12).

    Pe lng soluiile clasice de cuplaje cardanice, mai existi alte soluii de cuplaje care permitcompensarea abaterilor unghiulare: cuplaje podomorfe, WeissiRzeppa.

    5.4.4. Cuplaje pentru compensarea abaterilor combinate

    Aceste cuplaje pot compensa abateri axiale, radiale (transversale) sau unghiulare ale arborilor

    cuplai sau combinaii ale acestor abateri.

    Fig. 5.10

    Fig. 5.11

    Fig. 5.12

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    10/36

    Organe de maini98

    Din aceast categorie fac parte cuplajele dinate, care pot compensa, concomitent, toate tipurilede abateri. Se folosesc pe scar larg n construcia de maini grele (laminoare, utilaje siderurgice,

    utilaje miniere, pompe,

    compresoare etc.), datorit

    capacitii de a transmitemomente de torsiune mari, la

    dimensiuni de gabarit reduse, i

    a funcionrii sigure, la vitezemari de rotaie.

    Cuplajul prezentat n

    fig.5.13 este format din doibutuci 1, cu dantur exterioar,

    montai pe capetele celor doi

    arbori, i din dou manoane 2,

    cu dantur interioar, solidari-zate prin uruburile 3, centrarea

    manoanelor realizndu-se cu

    ajutorul inelului 4. Deoarece

    cuplajul funcioneaz cuungere, pentru micorarea

    uzurii, sunt prevzute etanri cu inele O.

    Momentul de torsiune se transmite de la butuc la manon (sau invers) prin intermediul danturii(prin contact direct fr frecare), forma acesteia influennd

    att capacitatea de transmitere ct i pe cea de compensare a

    abaterilor.

    Profilul dinilor se execut n evolvent, avnd,

    de regul, unghiul profilului de referin=20o; se

    ntlnesc i cazuri cu =25o i chiar cu =30o,putndu-se folosi i dantura modificat.

    n plan axial, forma dinilor poate fi dreapt saucurb (fig.5.14, a, respectiv b), iar linia flancului

    dintelui, pe lungime, poate fi dreapt sau bombat

    (fig.5.15, a, respectiv b). Din figurile 5.14 i 5.15,

    rezult c dantura curb i bombat este soluiaoptim, deoarece, n comparaie cu celelalte danturi, prezint o serie de avantaje: crete capacitatea

    Fig. 5.13

    a b

    Fig. 5.14

    a b

    Fig. 5.15

    Prag decentrareEtanare(inel O)

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    11/36

    Cuplaje 99

    cuplajului de a compensa abateri unghiulare; se uniformizeaz repartiia sarcinii pe dinii cuplajului,datorit contactului mai corect dintre acetia, ceea ce duce la micorarea uzurilor; condiiile de

    ungere sunt superioare; se pot alege jocuri minime ntre flancuri, reducndu-se astfel ocurile i

    zgomotul.

    Pentru funcionarea corespunztoare a acestor cuplaje, este necesar o bun ungere, folosindu-seurmtoarele sisteme de ungere:

    ungere cu unsoare consistent, la turaii joase i momente de torsiune mari; se asigur obun ungere la pornire, deoarece unsoarea se menine uor ntre dini i schimbarea ei seface cu uurin;

    ungere cu ulei staionar, la temperaturi mici, turaii sub 5500 rot/min i diametre alecuplajului sub 300 mm; uleiul, introdus iniial n carcasa cuplajului dinat, este centrifugat,

    n funcionare, ntre dinii n contact, asigurnd o ungere corespunztoare;

    ungere cu circulaie de ulei, la temperaturi i turaii mari, acestea mrind foarte multpresiunea de centrifugare a uleiului.

    Un calcul exact al danturii acestor cuplaje nu se poate face, datorit imposibilitii lurii nconsiderare, cu precizie i n totalitate, a condiiilor reale de funcionare, fenomenele care intervin

    fiind multiple i complexe. Printre altele, capacitatea portant a danturii este influenat sensibil de

    nclinarea arborilor i de precizia de execuie.

    Cuplajele dinate se execut ntr-o mare varietate de forme constructive, putnd fi adaptatetuturor cerinelor impuse transmisiei din care fac parte.

    5.5. CUPLAJE PERMANENTE MOBILE ELASTICE

    Aceste cuplaje, denumite n mod curent cuplaje elastice, se caracterizeaz prin existena unui

    element elastic (metalic sau nemetalic) ntre semicuplaje, care particip la transmiterea momentuluide torsiune i determin proprietile cuplajului: amortizareaocurilori vibraiilor torsionale, prin

    acumularea temporar a lucrului mecanic i redarea acestuia sistemului pe care l echipeaz, printr-o

    revenire treptat a elementului elastic la forma i poziia sa iniial; limitarea vibraiilor de

    rezonan, prin schimbarea frecvenei proprii a sistemului mecanic; compensarea elastic aabaterilorde poziie a arborilor, datorate impreciziilor de execuie i montaj.

    Cuplajele elastice sunt caracterizate prin rigiditatei prin capacitatea de amortizare.

    Caracteristica elastic a cuplajelorreprezint dependena dintre unghiul de

    rotire relativ a celor dou semicuplaje i

    momentul de torsiune transmis de cuplaj;cuplajele pot fi cu rigiditate constant,

    caracteristica acestora fiind liniar, i curigiditate variabil, caracteristica, n acest

    caz, fiind neliniar (v. fig.5.16, a).

    Capacitatea de amortizare a ocurilorde torsiune este caracteristica cuplajelor

    elastice de a transforma n cldur o parte a

    Fr amortizare Cu amortizare

    a b

    Fig. 5.16

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    12/36

    Organe de maini100

    energiei acestora, restul fiind transformat n energie de deformaie, care este redat sistemului nurma ncetrii aciunii ocului. La cuplajele elastice cu elemente intermediare metalice, frecarea are

    loc ntre elementele elastice (frecare exterioar), iar la cele cu elemente intermediare nemetalice,

    frecarea are loc n interiorul elementului elastic (frecare interioar); lucrul mecanic de frecare este

    definit de suprafaa cuprins ntre caracteristica de ncrcare i cea de descrcare (fig.5.16, b).Existena cuplajelor elastice n sistemele mecanice influeneaz favorabil comportarea acestora

    la solicitri oscilatorii, frecvent ntlnite n exploatare, valori mari ale gradului de amortizare

    ducnd la o funcionare mai linitit a sistemelor mecanice echipate cu astfel de cuplaje.

    5.5.1. Cuplaje elastice cu elemente intermediare nemetalice

    Elementul intermediar elastic se execut, n cele mai multe cazuri, din cauciuc (mai rar se

    utilizeaz pielea, esturile cauciucate sau masele plastice), datorit avantajelor pe care le prezint, n comparaie cu elementele intermediare metalice: elasticitate mare; capacitate mare de

    amortizare; simplitate constructiv; cost redus. Fa de cuplajele elastice cu elemente intermediare

    metalice, au durabilitate i capacitate de ncrcare mai reduse, fapt pentru care se recomand la

    transmiterea de momente de torsiune mici medii. Aceste cuplaje asigur i izolarea electric aarborilor cuplai.

    Cuplaje elastice cu boluri. Se execut ntr-o mare varietate de soluii constructive, care se

    deosebesc, n principal, prin forma elementului elastic. Dou din aceste variante sunt standardizate:

    varianta N normal (fig.5.17, a) i varianta B cu buce distaniere (fig.5.17, b).Cuplajele elastice cu boluri se compun din dou semicuplaje identice dac bolurile sunt

    montate alternativ (v. fig.5.17) sau diferite dac bolurile sunt montate doar pe un semicuplaj

    legate elastic prin intermediul bolurilor, pe care sunt montate manoane (sau inele din cauciuc), de

    diferite forme. La toate variantele, trebuie s se asigure posibilitatea de deformare a elementului

    elastic.

    a b

    Fig. 5.17

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    13/36

    Cuplaje 101

    Aceste cuplaje permit compensarea abaterilor radiale, n limitele R=0,3 ... 0,6 mm, unghiulare

    1oi a unor abateri axiale, n limitele meninerii contactului dintre elementul elastic i alezajul

    n care acesta este montat, pe o lungime suficient de mare.Cuplajele se aleg din standarde sau din cataloagele firmelor productoare n funcie de

    momentul de torsiune de calcul Mtc calculul acestora reducndu-se la verificarea elementelorcomponente. n ipoteza repartiiei uniforme a sarcinii pe cele z boluri, fora care revine unui bol

    este

    ,2

    11

    Dz

    MF

    tc= (5.12)

    undeD1 este diametrul de dispunere a bolurilor.Elementul elastic este solicitat la strivire, tensiunea maxim lund natere pe suprafaa de

    contact cu bolul i se calculeaz cu relaia

    ,1 asbb

    sld

    F = (5.13)

    n care as este rezistena admisibil la strivire a cauciucului, cu valori n intervalul 5 ... 7 MPa.

    Bolurile se verific la ncovoiere considerndu-se ca fiind grinzi ncastrate, cu sarcina aplicatla braul maxim lb, pentru a compensa eventualele abateri cu relaia

    ai

    b

    b

    id

    lF

    =

    32

    3

    '1 , (5.14)

    n care ai este rezistena admisibil la ncovoiere, care se recomand s se aleag n limitele ai =

    (0,25 ... 0,4) 02.

    Cuplajul cu boluri i disc elastic (tip Hardy). Este format din dou semicuplaje, legate prin

    intermediul unui disc elastic, de cauciuc,cu ajutorul unor boluri, montate alternativ

    n cele dou semicuplaje (fig.5.18). Pentrumrirea capacitii portante i a

    durabilitii cuplajului, se folosesc armturi

    metalice pentru gurile prin care se

    introduc bolurile. Cuplajul secaracterizeaz prin elasticitate torsionali

    deformabilitate mari. La transmiterea

    momentului de torsiune, poriunile dindiscul elastic dispuse n faa bolurilor de

    pe semicuplajul conductor sunt supuse la

    compresiune, iar cele din spatele acestor

    boluri la traciune.Cuplaje elastice de tip Periflex. Aceste tipuri de cuplaje se execut ntr-o mare varietate de

    forme constructive, care se deosebesc, n principal, prin forma elementului elastic, care impune i

    forma semicuplajelor.

    Fig.5.18

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    14/36

    Organe de maini102

    Cuplajul Periflex se compune din bandajul de cauciuc 3 cu inserii textile montat pesemicuplajele 1i 2, prin intermediul discurilor 4, strnse cu uruburile 5 (fig.5.19); bandajul poate

    fi continuu sau format din mai multe segmente.

    Aceste cuplaje asigur o bun amortizare a ocurilor i vibraiilor, avnd o mare capacitate de

    acumulare a energiei de oc, datoritvolumului mare al elementului elastic. De

    asemenea, aceste cuplaje pot compensa

    abateri axiale l=3 ... 6 mm, radiale R=2

    ... 6 mm, i unghiulare =2 ... 6o.

    Momentul de torsiune se transmite prin

    frecarea dintre bandaj, pe de o parte, isemicuplaje i discuri, pe de alt parte,

    fora de apsare fiind creat prin strngerea

    uruburilor la montaj. Fora necesar de

    prestrngere a unuia din cele z uruburi(montate pe un semicuplaj) se determin

    din condiia ca ntregul moment de torsiune

    s se transmit prin frecare

    ,4

    2101 i

    DDFzMM ftc

    += (5.15)

    rezultnd

    ( ),

    4

    2101

    iDDz

    MF tc

    +

    (5.16)

    unde: este coeficientul de frecare dintre bandaj i semicuplaj sau disc (=0,2 ... 0,5);D1iD2

    diametrele, minim i maxim, ale suprafeelor de frecare; i numrul perechilor de suprafee de

    frecare (pentru cuplajul din fig.5.19, i=2).De regul, uruburile se adopt constructiv att numrul ct i diametrul acestora i se

    verific la solicitarea de traciune, produs de fora F01, i la cea de torsiune, produs de momentul

    de nurubare; de regul, calculul se efectueaz numai la traciune, cu o for de calcul Fc=1,3F01.Bandajul se verific la strivire, cu relaia

    ( )ass

    DD

    Fz

    =21

    22

    01

    4

    (5.17)

    i la forfecare, n seciunea dispus la diametrulD2, cu relaia

    ;2

    22

    af

    tc

    fhD

    M

    = (5.18)

    rezistena admisibil la strivire as=5 ... 7 MPa, iar rezistena admisibil la forfecare af=0,3 ... 0,5

    MPa.Bandajul din cauciuc este solicitat suplimentar la traciune, de ctre forele centrifuge,

    solicitarea la traciune devenind periculoas la viteze periferice mari. Din acest motiv, se limiteaz

    Fig.5.19

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    15/36

    Cuplaje 103

    viteza periferic a bandajului la valori va=17,5 ... 20 m/s, pentru care tensiunea efectiv de traciune

    nu depete rezistena admisibil la traciune a cauciucului at=0,5 MPa.

    O alt variant a cuplajului cu bandaj de

    cauciuc este prezentat n fig.5.20 (cuplajul

    Vulkan). La acest cuplaj, bandajul estesecionat, execuia sa fiind mai uoari, deci,costul acestuia este mai sczut. Momentul de

    torsiune se repartizeaz uniform pe cele dou

    jumti ale bandajului, montate n paralel,

    forele centrifuge fiind preluate de prindereasuperioar a acestora. Cuplajul transmite

    momente de torsiune mai mari dect cuplajul

    Periflex, la aceleai dimensiuni de gabarit.Ca i la cuplajul Periflex, momentul de

    torsiune se transmite prin frecare i prinurmare uruburile de strngere i bandajul se

    calculeaz n mod similar, calculul efectundu-se pentru o jumtate de bandaj, prin care se transmitejumtate din momentul de torsiune.

    Cuplajul Vulkan, ca i unele variante ale

    cuplajului Periflex, se poate utiliza i lalegarea arborilor de flane sau volani, forma

    unuia din semicuplaje fiind adaptat acestui

    scop.

    Cuplajul Holset face parte din categoria

    cuplajelor elastice cu gheare i blocuri decauciuc pe mai multe rnduri (fig.5.21). ntre

    ghiarele radiale a celor dou semicuplaje semonteaz blocuri de cauciuc de form

    prismatic, solicitate, n timpul transmiterii

    momentului de torsiune, la compresiune.

    Blocurile se monteaz cu precomprimare, pentru a permitecuplajului transmiterea momentului de torsiune n ambele

    sensuri, frocuri.

    Cuplajul Vibrostop este un cuplaj elastic cu element de

    cauciuc solicitat la torsiune (fig.5.22). Este alctuit dinelementul elastic 3, vulcanizat pe inelele metalice tronconice

    4 i 5, asigurndu-se, astfel, o stare tensional uniform acauciucului. Legarea elementului elastic de cele dou

    semicuplaje identice 1 i 2 se face prin intermediul

    uruburilor 6.

    Fig.5.20

    Fig.5.21

    Fig.5.22

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    16/36

    Organe de maini104

    5.5.2. Cuplaje elastice cu elemente intermediare metalice

    Elementul intermediar elastic se execut din oel de arc, n diverse forme constructive, ca: arcuri

    bar, arcuri n foi (lamelare), arcuri elicoidale, arcuri manon.

    Aceste cuplaje se folosesc pentru transmiterea de momente de torsiune mari, la dimensiuni degabarit reduse, de regul n medii i condiii de funcionare incompatibile cu elementele nemetalice

    (de cauciuc). Comparativ cu cuplajele elastice cu elemente nemetalice, au o durabilitate mai mare,

    n schimb gradul de amortizare al elementului elastic este mai redus. Se recomand s se utilizeze ntransmisiile de puteri mari ale utilajelor tehnologice (laminoare) etc.

    Cuplajul cu arc erpuit (de tip Bibby). Este format din dou semicuplaje identice 1i 2, cudantur exterioar, de profil special, montate pe capetele celor doi arbori (fig.5.23). n goluriledintre dinii celor dou semicuplaje, plasate fa n fa, este montat arcul erpuit 3, de forma unei

    benzi cu seciune dreptunghiular. Carcasele 4i 5 au rol de protecie a prii active a cuplajului, n

    interiorul acestora introducndu-se unsoare consistent, pentru reducerea uzurii dinilor i a

    elementului elastic i a micorrii zgomotului. Etanarea carcasei se face fr contact (cu fant,fig.5.23, a) sau cu contact (cu element din cauciuc, fig.5.23, b).

    Cuplajul permite compensarea abaterilor combinate: axiale l=4 ... 20 mm, radiale R=0,5 ... 3

    mm i unghiulare max=1,15o.

    Cuplajele cu arc erpuit pot avea caracteristic neliniar sau liniar, n funcie de forma dinilor

    pe lungime. Pentru varianta la care flancurile dinilor sunt curbilinii pe lungime, caracteristica este

    neliniar, datorit modificrii distanei dintre punctele de contact ale arcului cu dinii semicuplajelor

    (fig.5.24). Pentru varianta la care flancurile dinilor sunt rectilinii pe lungime, caracteristica este

    liniar, deoarece distana dintre punctele de contact ale arcului cu dinii semicuplajelor esteconstant, nedepinznd de valoarea momentului de torsiune transmis (fig.5.25, a).

    a b

    Fig. 5.23

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    17/36

    Cuplaje 105

    n timpul funcionrii cuplajului, sarcina preluat de elementul elastic este variabil, cu posibileocuri. Poziia benzii de oel (a arcului erpuit), la diferite ncrcri ale cuplajului din fig.5.23, este

    prezentat n fig.5.24. Se observ c odat cu creterea sarcinii arcul se aeaz pe flancurile dinilor

    celor dou semicuplaje, lund

    forma acestora i punctele deaplicaie ale forelor tangeniale

    se apropie.

    La preluarea ocurilor mari,distanaa dintre punctele de

    aplicaie ale forelor tangeniale,

    corespunztoare acestor sarcini,este egal cu distana a (v.

    fig.5.24 i fig.5.25, c) dintre

    cele dou semicuplaje situaie n

    care rigiditatea cuplajului estemaxim (poriunea cuprins

    ntre 1i max din caracteristica

    prezentat n fig.5.25, d).

    La varianta cu caracteristic

    liniar, arcul se comport ca ogrind ncastrat, punctele de

    ncastrare fiind punctele de

    contact ale arcului cu dinii (v.

    fig.5.25, a i b), iar fora tangenial acioneaz la mijlocul grinzii; sub aceast for, arcul se

    deformeaz liber pn la apariia unor ocuri mari, cnd punctele de aplicaie ale forelor se afl la odistan egal cu distana a dintre cele dou semicuplaje (v. fig.5.25, c).

    Calculul cuplajelor de tip Bibbycu caracteristic liniar se bazeaz pe cunoaterea momentuluide torsiune de calculMtc. De asemenea, se aleg: numrul de dini,z; diametrul mediu al dinilorD0.

    Limea b a arcului se determin din condiia de rezisten la ncovoiere, cu relaia

    ai

    t

    h

    lFb

    23

    = , (5.19)

    n care, expresia forei tangeniale este

    0

    2

    zD

    MF tct = , (5.20)

    iar parametrii li h iau valorile:

    z

    Dl 05,2

    = i, respectiv, (5.21)

    ( )z

    Dh 025,0...16,0

    = . (5.22)

    Valorile rezistenei admisibile la ncovoiere se consider n intervalul ai=(0,5 ... 0,7) 02.

    Grosimea dinteluiB se determin tot din condiia de rezisten la ncovoiere, cu relaia

    Fig. 5.24

    a b

    d

    c

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    18/36

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    19/36

    Cuplaje 107

    Caracteristica cuplajelor cu arcuri elicoidale depinde de caracteristica arcurilor utilizate, n cazularcurilor elicoidale cilindrice de compresiune fiind liniar. n funcionarea unui cuplaj Cardeflex, se

    ntlnesc urmtoarele etape (fig.5.27, c): o prim etap (I) fig.5.27, b), n care funcioneaz toate

    arcurile, arcurile din faa segmenilor de pe semicuplajul conductor (n sensul micrii)

    comprimndu-se, iar cele din spate destinzndu-se; etapa se ncheie atunci cnd aceste arcuri s-au

    destins complet, n cea de a doua etap (II) funcionnd numai arcurile dispuse n faa segmenilorde pe semicuplajul conductor; etapa se ncheie atunci cnd tifturile pe care sunt centrate arcurile

    respective vin n contact, moment din care cuplajul devine rigid. Cnd nu se transmite moment(fig.5.27, a), pentru 1= 2, Fa1=Fa2, respectiv Ft1=Ft2.

    Stabilirea rigiditilor cuplajului, pentru cele dou etape de funcionare, pe baza schemei de

    calcul din fig.5.27, b, este prezentat n continuare.

    Momentul de torsiune transmis de cuplaj are expresia

    a b

    Fig.5.26

    a b c

    Fig.5.27

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    20/36

    Organe de maini108

    ( )22110 coscos

    2

    aat FFD

    zM = , (5.29)

    n care:z reprezint numrul segmenilor de pe un semicuplaj; Fa1,2 forele corespunztoare

    arcurilor 1i, respectiv, 2; 1,2 unghiurile dintre direcia forelor Fa1,2i direcia componentelor

    tangeniale Ft1,2 ale acestor fore;D0 diametrul cercului pe care sunt dispuse axele bolurilor.Fora uni arc, n funcie de deformaia i de rigidiatea acestuia ca, se exprim prin relaia

    aa cF 2,12,1 = , (5.30)

    iar sgeile arcurilor, n funcie de sgeata de montaj 0i de sgeata datorat rotirii relative a celor

    dou semicuplaje D0/2, au expresiile

    20

    01

    D += i

    20

    02

    D = . (5.31)

    Considernd cos1= cos2= cos, pentru unghiuri de rotaie mici, din relaiile (5.29) ...

    (5.31), rezult

    cos2120DzcM at = ; (5.32)

    relaia este valabil pentru unghiuri de rotire relativ a celor dou semicuplaje cuprinse n intervalul

    0

    01

    20

    D

    =< . (5.33)

    La =1, arcurile 2 sunt destinse complet, momentul transmis de cuplaj fiind

    cos001 DzcMM att == , (5.34)

    iar rigiditatea corespunztoare primei etape de lucru a cuplajului (k1=Mt/) are expresia

    cos

    2

    1 201 Dzck a= . (5.35)

    Pentru Mt>Mt1, deci pentru >1, rmn n funciunore numai arcurile 1, momentul transmis

    de cuplaj, n aceast etap, avnd n vedere relaiile (5.29) ... (5.31), este

    ( ) cos24

    1000 DDzcM at += ; (5.36)

    faza se ncheie la valoarea maxim a unghiului de rotire relativ a semicuplajelor

    02max /2 D== , (5.37)

    fiind jocul minim dintre tifturi (v.fig.5.26). n aceast faz, rigiditatea cuplajului (k2=Mt/max) are

    expresia

    cos14

    1 0202

    += Dzck a . (5.38)

    Momentul transmis de cuplaj, n situaia n care tifturile vin n contact (situaie n care cuplajul

    devine rigid), are valoare maxim, determinat de relaia (5.36), n care se nlocuiete prin max,

    ( ) cos2

    1002max +== DzcMM att . (5.39)

    Calculul de rezisten se reduce la dimensionarea arcurilor i verificarea bolurilor, acceptnd

    valoarea momentului de calculMtc=Mtmax. Din relaia (5.39), rezult rigiditatea necesar a unui arc

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    21/36

    Cuplaje 109

    ( ) cos

    2

    00 +=

    zD

    Mc tca , (5.40)

    iar din relaia (5.29), pentru Fa2=0 (corespunztor fazei a doua de funcionare, >1), rezult fora

    pe un arc

    cos20

    1zD

    MF tca = . (5.41)

    Cu fora Fa1 se calculeaz arcurile. Bolurile se verific la ncovoiere, n situaia limit cndfora este aplicat la braul l2 (v. fig.5.26), cu relaia

    ai

    tc

    id

    zD

    lM

    =

    32

    231

    0

    2 (5.42)

    i la forfecare, cu relaia

    af

    tc

    f

    dzD

    M

    =

    4

    22

    10

    , (5.43)

    n care: d1 este diametrul bolurilor; ai=(0,5 ... 0,7) 02; af=(0,2 ... 0,3) 02.

    5.6. CUPLAJE INTERMITENTE

    Cuplajele intermitente realizeaz o legtur nepermanent ntre dou elemente succesive ale

    lanurilor cinematice n care sunt nglobate. Aceste cuplaje trebuie s ndeplineasc unele cerinefuncionale i constructive, printre care: capacitate de transmitere a momentului de torsiune;

    realizarea cuplrii/decuplrii sigure, la comanda exterioar sau la atingerea valorii corespunztoare

    a parametrului decizional; dimensiuni, greutate i moment de inerie minime; durabilitatecorespunztoare; construcie simpl, ntreinere uoar, cost redus etc.

    5.6.1. Cuplaje intermitente comandate

    Aceste cuplaje se folosesc mult n sistemele de acionare care necesit cuplri i decuplri

    repetate, modificarea regimurilor de funcionare, schimbarea sensului de micare etc.Cuplajele cu friciune intermitente comandate pot fi clasificate dup:

    forma suprafeelor de frecare: plane, conice; natura frecrii: uscat sau cu ungere; numrul suprafeelor de frecare: o suprafa sau mai multe.n ceea ce privete natura frecrii, ea este determinat de condiiile de funcionare (mediu,

    sistem de comand etc.) i determin, la rndul ei, natura materialelor de friciune utilizate. La

    frecarea n condiii de ungere, dei coeficientul de frecare i n consecin momentul de torsiunecapabil al cuplajului este mai mic, condiiile de evacuare a cldurii rezultate n procesul de

    cuplare sunt favorabile, ceea ce este foarte important n cazul cuplajelor cu frecven mare de lucru.

    Numrul suprafeelor de frecare influeneaz direct capacitatea de transmitere a momentului de

    torsiune al cuplajelor cu friciune, utilizarea suprafeelor multiple ducnd la reducerea gabarituluidiametral deci a momentului de inerie i, indirect, la reducerea costului cuplajului.

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    22/36

    Organe de maini110

    Fig.5.28

    Asupra performanelor cuplajelor cu friciune influeneaz mult att calitatea materialelorutilizate pentru materializarea suprafeelor de frecare, prin care se transmite momentul de torsiune,

    ct i geometria acestor suprafee.

    Materialele folosite pentru realizarea suprafeelor de frecare trebuie s rspund unor cerine

    speciale: coeficient de frecare ct mai mare valoarea coeficientului de frecare depinde de cuplul de

    materiale n contact, micro i macrogeometria suprafeelor, starea de micare relativ a

    suprafeelor n contact i, eventual, calitile uleiului dintre suprafeele care funcioneaz cuungere;

    caracteristici stabile, n domenii largi de variaie a condiiilor de lucru coeficientul defrecare variaz n funcie de unii parametrii funcionali (viteza relativ, temperatura ipresiunea pe suprafeele de contact); se recomand, pentru o bun funcionare, utilizarea de

    materiale cu variaii minime ale coeficientului de frecare;

    durabilitate ridicat uzare redus, la un numr mare de cicluri de funcionare imeninerea caracteristicilor funcionale iniiale;

    adaptare pe suprafaa suport i compatibilitate reciproc asamblarea garnitur defriciune-pies suport trebuie s reziste att la solicitrile mecanice ct i la cele termice iar

    materialele aflate n contact nu trebuie s prezinte agresivitate chimic reciproc sau cu

    mediul ambiant; conductibilitate termicridicat n special pentru cuplajele care funcioneaz n regim de

    cuplri frecvente sau de patinare continu;

    greutate ct mai redusi cost sczut.De regul, una din suprafeele de frecare se realizeaz din font sau oel, cealalt putnd fi din

    acelai material sau o garnitur special, care, de regul, se realizeaz din materiale sinterizate sau

    din materiale metalo-ceramice.n fig.5.28 se prezint un

    cuplaj cu friciune cu suprafee

    plane (multidisc), cu comand

    mecanic. Pachetul de discuriconductoare 1 i conduse 2,

    montate alternativ, avnd

    caneluri interioare, respectiv

    exterioare, este apsat axial, ntre discul de presiune 3 i

    discul de reazem 4, de ctreprghiile de comand 5 (nnumr de minim trei, dispuse

    echidistant), care pot oscila n

    jurul bolurilor 6; apsarea prghiilor se realizeaz prin deplasarea axial a mufei 7. Pentru ca ladecuplare discurile s se desprind (momentul rezidual s fie ct mai redus), se utilizeaz arcurile

    de decuplare 8. Discul de reazem 4, filetat la interior, permite reglarea jocului n pachetul de discuri,

    astfel nct s poat fi compensat uzura ce apare n exploatare.

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    23/36

    Cuplaje 111

    Fig.5.29

    Un exemplu foarte rspndit de cuplaj monodisc comandat mecanic este ambreiajul principal alautomobilului (fig.5.29). Discul de friciune 1, care constituie discul condus, este strns ntre placa

    de presiune 2 i volantul motorului 3, de ctre arcul diafragm 4, articulat la carcasa ambreiajului 5;

    discul de friciune 1, prevzut cu un amortizor pentru oscilaii torsionale 6, este legat prin caneluri

    de arborele primar al cutiei de viteze.Ambreiajul principal este un cuplaj normal cuplat, decuplarea lui

    reaalizndu-se prin apsarea i deformarea arcului diafragm 4, de

    ctre rulmentul de presiune 7, cu ajutorul unor prghii de comand,acionate de la pedala corespunztoare.

    Dimensionarea cuplajelor cu friciune const n stabilirea

    dimensiunilor principale, a numrului de discuri conductoare iconduse i a forei de cuplare necesare, din condiia transmiterii fr

    patinare a momentului de torsiune de calcul Mtc. Pentru un cuplaj

    existent sau adoptat, se determin momentul capabil, fiind necesar ca

    valoarea acestuia s fie cel puin egal cu aceea a momentului detorsiune de calcul.

    Distribuia presiunii pe suprafeele de frecare (n contact)

    esenial n calculul acestor cuplaje nu poate fi riguros evaluat,

    motiv pentru care, de obicei, aceasta se admite, pe baza unor ipoteze:ipoteza distribuiei uniforme a presiunii sau ipoteza uzrii uniforme.

    Se pot ns stabili relaii de calcul cu valabilitate general, relaii ce se

    vor particulariza atunci cnd se adopt una sau cealalt din ipotezeleamintite.

    Se consider cazul general al unei suprafee de frecare conice

    (fig.5.30). innd seama c uzura U este direct proporional cupresiunea i este dependent de vitez

    ( ) mmm KprrkpkpvU === , (5.44)

    rezult, pentru uzura n direcie axial, expresia

    sinsin max

    KprUU == . (5.45)

    n relaiile de mai sus, ki Ksunt factori de proporionalitate, iar m parametrul neuniformitii

    distribuiei presiunii.

    Impunnd condiia ca uzura axial s fie constant, rezult

    sinsinmm

    ax

    r

    c

    Kr

    Up == , (5.46)

    unde c=Uax/Kreprezint o constant de uzare.

    Presiunea are valoarea maxim la raza minim a suprafeei ri

    sinmax m

    ir

    cp = . (5.47)

    Se observ c pentru m=0 se obinep=const., regsindu-se situaia n care se consider presiunea

    uniform distribuit; pentru m=1, rezult o distribuie a presiunii conform cu ipoteza uzrii

    uniforme.

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    24/36

    Organe de maini112

    Fig.5.30

    Distribuia uniform a presiunii se apropie de realitate doar n cazul suprafeelor de frecare nstare nou sau n cazul construciilor la care exist un element elastic ce menine n tot timpul

    exploatrii presiunea uniform distribuit. Pentru cuplajele uzuale, pe msura exploatrii acestora,

    distribuia presiunii se modific, de la cea uniform ctre cea corespunztoare uzrii uniforme.

    Pentru deducerea relaiilor cu carcater general referitoare

    la capacitatea de transmitere a

    momentului de torsiune de ctrecuplajele cu suprafee de frecare

    conice sau plane, se utilizeaz

    schema de calcul din fig.5.30.Elementul de arie al

    suprafeei de frecare se poate

    scrie sub forma

    sin

    drdrdbdrdA == , (5.48)

    momentul de torsiune transmis de cuplaj fiind, dac se ine seama i de relaiile (5.46) i (5.47),

    ( )( );

    sin3

    2

    sin

    2

    sin2

    33max22

    2

    0 0

    222

    mi

    me

    mi

    r

    r

    m

    b r

    rA

    t

    rrm

    rpdrr

    c

    drprdbprddbdrprdApM

    e

    i

    e

    i

    ==

    =====

    ( ).

    sin3

    233

    max

    =

    e

    i

    m

    e

    ie

    tr

    r

    r

    r

    m

    rpM

    (5.49)

    Fora normal pe suprafeele de frecare, avnd n vedere relaiile (5.46) i (5.47), este

    ( )( );

    sin2

    2

    sin

    2

    sinsin

    22max12

    2

    0

    mi

    me

    mi

    r

    r

    m

    r

    rm

    A

    n

    rrm

    rpdrr

    c

    drr

    r

    cddbdrpdApF

    e

    i

    e

    i

    ==

    ====

    ( ).

    sin2

    222

    max

    =

    e

    i

    m

    e

    ie

    nr

    r

    r

    r

    m

    rpF

    (5.50)

    Fora de cuplare necesar se determin cu relaia

    .2

    2sin

    22max

    ==

    e

    i

    m

    e

    ie

    ncr

    r

    r

    r

    m

    rpFF

    (5.51)

    Relaiile (5.49), (5.50) i (5.51) au caracter general, iar prin particularizarea lor, pentru m=0 se

    obin relaiile ce corespund ipotezei distribuiei uniforme a presiunii (pmax=p):

    ( )33sin3

    2iet rr

    pM =

    ; (5.52)

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    25/36

    Cuplaje 113

    ( )22sin ien

    rrp

    F =

    ; (5.53)

    ( )22 iec rrpF = , (5.54)iar pentru m=1, cele valabile n cazul adoptrii ipotezei uzrii uniforme:

    ( )22maxsin ie

    i

    trr

    rpM =

    ; (5.55)

    ( )ie

    i

    nrr

    rpF =

    sin

    2 max ; (5.56)

    ( )ieic rrrpF = max2 . (5.57)

    Relaiiile de mai sus se pot aplica att pentru calculul cuplajelor cu suprafe ele de frecare conice

    ct i pentru cele cu suprafee plane, prin particularizarea =90o.

    Relaia general (5.49) permite stabilirea valorii optime a raportului ri/re, cruia i corespunde

    momentul maxim transmis.

    Notnd ri/re=x, valorile extreme ale funciei (5.49) rezult din condiia

    ( )( ) 03

    sin3

    2 323

    max =

    = met mxxm

    rp

    dx

    dM

    . (5.58)

    Se obine astfel

    m

    opte

    i

    opt

    m

    r

    rx =

    = 3

    3. (5.59)

    Prin urmare, pentru m=0 se obinexopt=0 i deci ri opt=0, iar pentru m=1 rezultxopt=0,577.

    n mod obinuit, la proiectare nu se cunoate mrimea parametrului m; se poate demonstra nsc n aceast situaie este indicat ca proiectarea s se fac n ipoteza uzrii uniforme. Pe lng faptul

    c aceast ipotez este, n general, mai apropiat de fenomenele reale, n eventualitatea c totuicuplajul ar avea o distribuie uniform a presiunii, abaterea care rezult const ntr-o

    supradimensionare n ce privete presiunea efectiv deci o uzare mai redus i osubdimensionare de valoare mic n ce privete momentul capabil, acoperit de coeficientul desiguran adoptat uzual.

    Proiectarea n ipoteza distribuiei uniforme a presiunii poate duce, n exploatare, la deteriorarearapid a suprafeelor de frecare, n cazul n care aceast ipotez nu corespunde fenomenelor reale,

    de exemplu n cazul cuplajelor cu garnituri rigide (caz cvasigeneral), deteriorarea datorndu-se

    depirii presiunii admisibile ntre suprafeele n contact.

    Ipoteza uzrii uniforme fiind acoperitoare, apare raional ca dimensionarea cuplajelor cu

    friciune s se fac pornind tocmai de la aceast ipotez.Pentru dimensionarea cuplajelor cu suprafee plane, n faza iniial sunt cunoscute: momentul de

    torsiune de calcul Mtc; coeficientul de frecare ntre suprafeele n contact ; presiunea admisibil

    ntre aceste suprafee pa. Se adopt: numrul suprafeelor de frecare i; coeficientul de lime al

    suprafeei de frecare =b/Dm.

    Cu notaiile din figura 5.31, relaiile de dimensionare se stabilesc pornind de la determinarea

    diametrului mediuDm=(De+Di)/2 al suprafeelor de frecare. Din relaia (5.55), pentru =90o, rezult

    ( )22max ieit rrrpM = , (5.60)

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    26/36

    Organe de maini114

    Fig.5.31

    relaie din care, nlocuind razele cu diametrele, presiunea maxim cu cea admisibili multiplicndcu numrul suprafeelor de frecare, se obine

    ( ) mmami

    a

    ieieia

    ieiat

    DbbDipDbD

    ip

    DDDDDip

    DDDipM

    ==

    =+

    =

    =

    21

    2

    222442

    22

    sau

    ( ) 312

    1mat DipM = . (5.61)

    n condiii limit, egalnd momentul capabil cu momentul de torsiune de calculMtc, din relaia

    (5.61) se obine valoarea diametrului mediu

    ( )3

    1

    2

    ip

    MD

    a

    tc

    m

    = . (5.62)

    Diametrele exterior i interior se calculeaz cu relaiile:( ) me DD += 1 ; ( ) mi DD = 1 . (5.63)

    Numrul de discuri conduse, respectiv conductoare, se

    determin cu relaiile:

    22i

    z = ; 121 +=zz . (5.64)

    Pentru dimensionarea sistemului de comand, fora de

    cuplare necesar se determin cu relaia

    m

    tcc

    Di

    MF

    2= . (5.65)

    Presiunea se verific att n ipoteza distribuiei uniforme

    ( ) aie

    c pDD

    Fp

    =

    22

    4

    (5.66)

    ct i n ipoteza uzrii uniforme

    a

    i

    c pbD

    Fp =

    . (5.67)

    Pentru parametrii adoptai, se consider unele recomandri:

    coeficientul de lime are o valoare optim dependent de valoarea xopt, determinat curelaia (5.59), astfel c

    ( )

    ( ) xx

    rr

    rr

    DD

    DD

    D

    b

    ie

    ie

    ie

    ie

    m +

    =

    +

    =

    +

    ==

    1

    1

    2/

    2/ , (5.68)

    iar pentruxopt=0,577, se obine opt=0,27;

    pentru numrul de suprafee de frecare se recomand i < 6 pentru funcionarea uscatii16- pentru funcionarea cu ungere; aceste limite sunt impuse de faptul c forele de frecare

    care apar ntre canelurile semicuplajelor i cele ale discurilor diminueaz fora de apsare

    ntre discuri, astfel c la un numr mai mare de discuri ultimele din ele sunt prea

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    27/36

    Cuplaje 115

    puin apsate reciproc, aportul lor la transmiterea momentului de torsiune fiind mai micdect influena lor asupra creterii greutii cuplajului, dimensiunilor, a momentului su de

    inerie etc;

    cnd numrul de suprafee de frecare se adopt mai mare dect 1, se iau valori pare pentru i.

    Datorit patinrii suprafeelor n contact n procesul de cuplare momentul de frecaregenereaz un lucru mecanic de frecare, care se transform n cldur. innd seama de acest

    considerent, pentru cuplajele care transmit sarcina prin friciune se poate face i un calcul termic.

    5.6.2 Cuplaje intermitente automate

    5.6.2.1. Cuplaje limitatoare de sarcin(de siguran)

    Aceste cuplaje ndeplinesc, pe lng funcia principal de transmitere a momentului de torsiune,

    i funcia de limitare a valorii acestuia. Se evit astfel suprasolicitarea elementelor lanuluicinematic echipat cu un astfel de cuplaj i deterioarea acestor elemente.

    Suprasarcinile care apar n transmisii pot fi dinamice (cu oc), cu aciune foarte scurt

    (suprasarcini de scurt durat), n regimurile tranzitorii de funcionare sau cvasistatice, cu aciunendelungat, ca urmare a ncrcrii prea mari a mainii antrenate. Luarea n considerare, n totalitate,a acestor suprasarcini, la proiectarea transmisiilor, ar duce la o supradimensionare a acestora, iar

    neglijarea influeneelor suprasarcinilor ar duce la scoaterea din funciune a transmisiilor. Montarea

    unor cuplaje de siguran n transmisiile mecanice ar rspunde cerinelor impuse, maina

    funcionnd n deplin siguran, elementele componenete ale transmisiei fiind dimensionate astfelnct s se utilizeze la maxim proprietile mecanice ale materialelor din care sunt executate.

    Utilizarea cuplajelor de siguran este justificat n urmtoarele situaii: n transmisiile mainilor

    la care sarcina acioneaz cu oc; n transmisiile cu mase ineriale mari; n transmisiile mainilorcare prelucreaz medii neomogene (exacavatoare, maini agricole etc.); n transmisiile mainilor

    automate; n lanurile cinematice cu mai multe ramuri etc.Condiiile pe care trebuie s le ndeplineasc cuplajele de siguran sunt: fiabilitate i

    funcionare sigur; precizie de limitare a momentului de torsiune, la o anumit valoare impus;sensibilitate la decuplare; posibilitatea reglrii momentului de torsiune transmis; posibilitatea

    restabilirii automate a fluxului cinematic, dup ncetarea aciunii suprasarcinii.

    n funcionarea cuplajelor de siguran, se deosebesc trei situaii funcionale distincte:

    situaia de funcionare complet cuplat, cnd momentul din transmisie Mt tr este mai micdect momentul de torsiune capabil a fi transmis de cuplaj:Mt =Mt tr Mt0;

    procesul de decuplare, care ncepe cnd momentul de torsiune din transmisie Mt trdepete momentul de torsiuneMt0i ntre semicuplaje apare o micare relativ; momentul

    transmis de cuplaj Mt =Mtd variaz dup o anumit lege, care depinde de tipul cuplajului,stabilizndu-se, la sfritul procesului, la o valoareMtr, numit moment de torsiune remanent;

    procesul de cuplare, care se desfoar automat, prin egalizarea vitezelor unghiulare alesemicuplajelor, ca urmare a micorrii momentului de torsiune din transmisie sau printr-o

    intervenie exterioar comand de cuplare, nlocuirea tiftului rupt etc.; la sfritul

    procesului de cuplare se obine, din nou, situaia de funcionare complet cuplat.

    n figura 5.32 se prezint variaia momentului de torsiune Mtd, n procesul decuplrii, nurmtoarele situaii posibile: cu ntreruperea transmisterii momentului de torsiune (fig.5.32, a); cu

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    28/36

    Organe de maini116

    ntreruperea temporar a transmiterii momentului de torsiune (transmitere intermitent fig.5.32,b); cu transmiterea continu a momentului de torsiune (fig.5.32, c).

    Variaia momentului de torsiune dup diagrama din fig.5.32, a (cu ntreruperea transmiterii

    momentului de torsiune) este caracteristic cuplajelor de siguran cu elemente de rupere (tifturi

    solicitate la forfecare sau traciune) sau cuplajelor echipate cu sisteme de ntrerupere a legturiicinematice n cuplaj. La momentul cnd Mtd =Mt0, se produce decuplarea legturii ntre cele dou

    semicuplaje (ruperea tifturilor), iar momentul la semicuplajul condus devineMtd =Mtr =0.

    n cazul cuplajelor de siguran cu gheare frontale, cu galei i cu bile (cu transmitereaintermitent a momentului de torsiune), legea de variaie a momentului Mtd corespunde cu cea

    prezentat n fig. 5.32, b; n zona cuprins ntre Mt0i valoarea maxim a momentului Mtd exist

    posibilitatea ca procesul de decuplare s se desfoare incomplet, fapt ce duce la o instabilitate nfuncionarea transmisiei, putnd aprea cuplri i decuplri incomplete. Dup depirea acestei

    zone, momentul de torsiune Mtd scade la valoarea Mtr, valoare care se menine pn la o noucuplare (pn cnd galeii sau bilele ptrund n locaurile active urmtoare celor din care au ieit la

    decuplare).Forma optim de variaie a momentului de torsiune, n procesul decuplrii, caracteristic

    cuplajelor de siguran cu friciune, (cu transmiterea continu a momentului de torsiune) este

    prezentat n fig.5.32, c. Valoarea mare a momentuluiMtr explic utilizarea pe scar larg a acestorcuplaje.

    Indiferent de legea de variaie a momentului de torsiune Mtd, cuplajele de siguran trebuie s

    asigure decuplarea la o anumit valoare impus momentului de torsiune. Procesul de decuplare nu

    se desfoar ns la aceleai valori ale momentelor de torsiune Mt0 i Mtd, aceste valori fiind

    cuprinse ntr-un domeniu (v. fig.5.32), datorit instabilitii coeficienilor de frecare, reducerii ntimp a forei arcului, ca urmare a obosirii materialului acestuia n cazul cuplajelor cu gheare,

    galei , bile i a celor care transmit sarcina prin frecare precum i datorit abaterilor dimensionalei/sau a variaiei caracteristicilor mecanice ale materialului tifturilor n cazul cuplajelor cu

    elemente de rupere.

    Pentru calculul cuplajelor de siguran, valoarea momentului de torsiune se stabilete innd

    seama de suprasarcinile care apar n transmisie, momentul astfel definit devenind moment detorsiune de calcul Mtc. Pentru a se evita funcionarea instabil a cuplajului n zona de valori

    a b c

    Fig.5.32

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    29/36

    Cuplaje 117

    apropiate de Mtc dimensionarea cuplajelor de siguran se face la un moment de torsiune limitMtlim, determinat cu relaia

    ( ) tct MM 25,1...15,1lim = . (5.69)

    Cuplaje de siguran cu tifturi de forfecare. Fac parte din grupa cuplajelor de siguran care

    ntrerup transmiterea momentului de torsiune (v. fig.5.32, a) i se utilizeaz cnd suprasarcinileacioneaz rar, ntmpltor, dar sunt de valori mari. Simplitatea constructivi gabaritul redus audeterminat folosirea pe scar larg a acestor cuplaje, cu toate c pentru repunerea n funciune a

    cuplajului este necesar nlocuirea tiftului forfecat.

    Soluiile constructive existente pot realiza legtura ntre capetele a doi arbori (fig.5.33, a) sau

    ntre o roat dinat, de curea sau de lan, i arborele pe care aceasta este montat (fig.5.33,b).

    tifturile, executate din oel cu coninut mediude carbon, pot fi lise (v. fig.5.33, a i b), crestate

    (fig.5.34, a) sau crestate i cu mai multe tronsoane

    (fig.5.34, b).

    tifturile sunt montate n buce clite la 50 ...60 HRC, evitndu-se astfel solicitarea

    suplimentar a acestora la ncovoiere. Se pot

    utiliza unul sau mai multe tifturi, montate axialsau radial. Precizia de decuplare se mrete prin

    utilizarea unui singur tift, dar apare dezavantajul dezechilibrrii cuplajului; de asemenea, preciziade decuplare se mrete n cazul montrii unor tifturi crestate, comparativ cu situaia montrii

    tifturilor lise.Pentru calculul acestor cuplaje de siguran, se pune condiia ca la atingerea valorii momentului

    de torsiune limitMt limtifturile s se rup prin forfecare, adic

    ,42

    210

    rf

    limt

    fdzD

    M=

    = (5.70)

    a b

    Fig.5.33

    a b

    Fig.5.34

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    30/36

    Organe de maini118

    unde: z reprezint numrul tifturilor de forfecare; D0 diametrul de dispunere a tifturilor

    (D0=(2,5, ... 3)d); rf= r tensiunea de rupere prin forfecare; - coeficientul tensiunii de rupere

    prin forfecare, valoarea acestuia depinznd de diametrul tiftului, de forma acestuia (neted sau

    crestat) i de caracteristicile materialului (=0,7 ... 0,8 pentru tifturi netede; =0,85 pentru

    tifturi crestate); r tensiunea de rupere prin traciune a materialului tiftului.Pentru dimensionare, din relaia (5.70) rezult diametrul unui tift de forfecare

    rf

    limt

    zD

    Md

    01

    8= . (5.71)

    Diametrul obinut pentru tifturile de forfecare nu se va rotunji la valori standardizate, pentru a

    nu se modifica valoarea sarcinii la care tiftul trebuie s se rup.

    Cuplaje de siguran cu galei. Aceste cuplaje fac parte din categoria cuplajelor de siguran cu transmiterea intermitent a sarcinii. n procesul decuplrii, transmit intermitent momentul detorsiune (v. fig.5.32, b) i se utilizeaz, cu precdere, la maini agricole, fiind ncorporate n

    transmisia cardanic din-tre tractor i mainileagricole.

    La aceste cuplaje,

    momentul de torsiune se

    transmite, ntre semicu-plajele 1 i 3, prin

    intermediul galeilor 2

    (fig.5.35), dispui radialsau axial, pe unul sau mai

    multe rnduri. Construciaacestor cuplaje nu permite

    reglarea continu a valoriimomentului de torsiune

    transmis, modificarea a-

    cestuia putndu-se obinedoar prin schimbarea arcurilor 4 (v. fig.5.35, a).

    Cuplaje de siguran cu friciune. Fac parte din categoria cuplajelor de siguran care transmit n mod continuu momentul de torsiune (v. fig.5.32, c). Se execut ntr-o multitudine de variante

    constructive, fiind folosite pe scar larg, datorit multiplelor avantaje pe care le au, comparativ cu

    alte tipuri de cuplaje de siguran; dintre acestea, cele mai importante sunt: transmit momente detorsiune mari, la gabarite relativ mici; au durabilitate ridicat; pot funciona uscat sau cu ungere;

    permit schimbarea garniturilor de friciune, n cazul uzrii acestora.

    Cuplajele de siguran cu friciune pot fi cu suprafee plane (cu discuri), cu suprafee conice, cusuprafee cilindrice sau cu suprafee combinate.

    Materialele folosite pentru garniturile de friciune, prin calitile pe care le posed, determin, n

    principal, dimensiunile de gabarit ale cuplajelor. Dintre aceste caliti, dou sunt importante:coeficientul de frecare static i durabilitatea.

    a b c

    Fig.5.35

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    31/36

    Cuplaje 119

    Coeficientul de frecare static trebuie s fie ct mai mare i mai stabil, n domenii largi devariaie a condiiilor de funcionare, pentru mrirea preciziei i sensibilitii la decuplare a

    cuplajului.

    Rezistena la uzur a elementelor de friciune trebuie s fie ct mai mare, asigurnd, n acest fel,

    o durabilitate ridicat i permind alegerea unor presiuni admisibile mari ntre suprafeele defrecare.

    Una din suprafeele de friciune este, de obicei, din oel clit sau font, iar cealalt poate fi de

    aceeai natur sau format dintr-o garnitur de friciune, executat din bronz sinterizat sau materialemetaloceramice.

    Cuplajele de siguran

    cu discuri de friciune suntutilizate n cazul turaiilor

    i momentelor de torsiune

    mari, n cazul acionrii

    unor suprasarcini descurt durat i frecven

    ridicat sau n cazul

    suprasarcinilor cu caracter

    de oc.n figura 5.36 se prezint un cuplaj de siguran cu discuri de friciune, compus din semicuplajul

    1, canelat la interior, semicuplajul 2, canelat la exterior, discurile de friciune 3 canelate la exterior

    i solidarizate de semicuplajul 1 i discurile de friciune 4 canelate la interior i solidarizate desemicuplajul 2. Apsarea discurilor se realizeaz cu ajutorul arcului central 5, a crui for se poate

    regla cu ajutorul piuliei secionate 6, asigurat mpotriva autodesfacerii prin urubul 7.

    Varianta reprezentat n figura 5.37 se folosete lamomente de torsiune mari, fora de apsare fiindasigurat de mai multe arcuri, dispuse periferic.

    La aceste cuplaje, momentul de torsiune se transmite

    prin frecarea dintre suprafeele discurilor, iar atunci cndmomentul de torsiune din transmisie depete valoarea

    momentului de torsiune limitMt lim, discurile patineaz,

    surplusul de moment transformndu-se prin frecareadintre discuri n cldur; se evit astfel deterioararea

    transmisiei n care este ncorporat cuplajul.

    Momentul de frecare pentru i suprafee de frecare n ipotezele c presiunea p este uniform distribuit i

    coeficientul de frecare static este constant, se determin cu relaia

    iDD

    DDFM

    ie

    ie

    arcf 22

    33

    3

    1

    = . (5.72)

    Exprimnd fora de apsare Farc n funcie de presiunea admisibilpa pe suprafeele n contact

    ( )aiearc pDDF

    22

    4=

    (5.73)

    Fig.5.36

    Fig.5.37

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    32/36

    Organe de maini120

    i impunnd condiia transmiterii prin frecare a momentului de torsiune limit

    ft MM =lim , (5.74)

    rezult numrul perechilor de suprafee de frecare

    ( )33lim12

    iea

    t

    DDp

    Mi

    = . (5.75)Numrul perechilor de suprafee de frecarei se rotunjete la un numr par, rezultnd numrul

    total de discuri

    1+= iz ; (5.76)la un semicuplaj se adopt i /2 discuri, iar la cellalt (pe care este montat sistemul de apsare) se

    adopti/2+1 discuri.Cuplajele de siguran cu discuri de friciune pot funciona cu ungere sau uscat, preferndu-se

    cele cu funcionare uscat, la care coeficientul de frecare este stabil. Datorit frecrilor din

    asamblrile canelate discuri-semicuplaje, fora de apsare scade pe discurile mai ndeprtate desistemul de apsare, motiv pentru care se limiteaz numrul perechilor suprafeelor de frecare la 6

    n cazul funcionrii uscate i, respectiv, la 16 n cazul funcionrii cu ungere.

    Fora necesar de apsare Farc se determin din relaiile (5.72) i (5.74), rezultnd

    33

    22lim3

    ie

    iet

    arcDD

    DD

    i

    MF

    =

    . (5.77)

    Calculul acestor cuplaje const n alegerea dimensiunilor suprafeelor de frecare (Di i De),

    determinarea numrului perechilor de suprafee de frecare i i a numrului de discuri z,

    dimensionarea sistemului de apsare la fora Farc verificarea asamblrilor canelate.

    5.6.2.2. Cuplaje limitatoare de turaie (centrifugale)

    Aceste cuplaje fac parte din categoria cuplajelor intermitente automate, care realizeaz legtura ntre dou elemente ale unui lan cinematic n momentul n care turaia elementului conductoratinge o valoare (iniial stabilit) la care, prin frecare, turaia elementului condus, treptat i fr

    ocuri, ajunge la turaia elementului conductor, transmindu-se integral momentul de tosiune.

    Principiul de funcionare al acestor cuplaje este asemntor cuplajelor intermitente

    (ambreiajelor), fora de cuplare fiind dat de fora centrifug a elementelor centrifugate, motivpentru care se mai numesc i ambreiaje centrifugale. Se folosesc att ca ambreiaje de pornire

    situaie n care, practic, motorul este accelerat n stare nencrcat ct i ca ambreiaje de siguran,

    care protejeaz prin alunecarea celor dou semicuplaje, n condiii de suprasarcin att mainamotoare ct i cea antrenat.

    Soluiile constructive sunt multiple, elementul care, centrifugat, creeaz legtura cinematicntre cele dou semicuplaje putnd fi: element (material) de umplere, sub form de pulberi sau bile;

    saboi, n diverse forme constructive.Caracteristica principal a acestor cuplaje este turaia indicat n cataloagele firmelor la care

    cuplajul transmite o anumit valoare a momentului de torsiune, n funcie de natura elementului

    centrifugat i de masa acestuia.Una din variantele constructive de cupaj centrifugal este prezentat n fig.5.38. Varianta de

    cuplaj centrifugal cu saboi se execut ntr-o mare diversitate de soluii constructive. De regul,

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    33/36

    Cuplaje 121

    odat cu creterea forei centrifuge, saboii se rotesc n jurul unei articulaii, materializat printr-unbol sau printr-un punct de reazem

    ntre semicuplajul conductor i

    saboi (v. fig.5.38), readucerea

    saboilor n poziia decuplatputndu-se realiza prin greutatea

    proprie a acestora sau cu ajutorul

    unor arcuri elicoidale de traciune,ca n fig.5.38.

    Calculul acestor cuplaje se

    reduce la stabilirea forei cu care unsabot acioneaz asupra carcasei, n

    funcie de fora centrifug a

    acestuia i (dac este cazul) de fora

    arcurilor de readucere. Aceastfor servete la dimensionarea

    suprafeelor n contact. Arcurile se

    dimensioneaz la o for stabilit funcie de turaia la care se dorete a fi realizat cuplarea (arcuri

    moi pentru turaii mici i arcuri tari pentru turaii mari).

    La varianta de cuplaj centrifugal cu saboi, prezentat n figura 5.39, segmentele de saboi sunt

    meninute n poziia decuplat de arcuri elicoidale de traciune. La turaia de lucru impus, foracentrifug nvinge fora arcurilor, saboii deplasndu-se radial vin n contact cu semicuplajul

    condus, realizndu-se prin frecare transmiterea momentului de torsiune. Aceste cuplaje au un

    domeniu larg de utilizare.

    Fig.5.38

    Fig.5.39

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    34/36

    Organe de maini122

    5.6.2.3. Cuplaje limitatoare de sens (unisens)

    Cuplajele unisens sunt cuplaje intermitente ce transmit micarea ntr-un singur sens, intrnd n

    aciune automat, prin intermediul corpurilor de blocare, care realizeaz legtura ntre cele dou

    semicuplaje de fapt dou inele ca urmare a formei de pan a spaiului dintre acestea; n urma

    blocrii, cele dou pri ale cuplajului se rotesc sincronizat.

    Corpurile de blocare pot fi executate sub forma unor role cilindrice sau sub forma unor pieseprofilate. De regul, corpurile de blocare sunt montate n colivii, excepie fcnd corpurile de

    blocare sub forma rolelor cilindrice, care pot funciona n colivii (fig.5.40, b) sau individual

    (fig.5.40, c).

    Cel mai frecvent se folosesc cuplajele unisens cu role cilindrice (fig.5.40, a), de fapt role derulmeni, spaiul n form de pan realizndu-se prin intermediul unor suprafee profilate, executate

    pe unul din cele dou inele.

    Aceste cuplaje transmind micarea ntr-un singur sens au un domeniu de folosire limitat:transmisii ale laminoarelor; transportoare cu role; transmisii ale meselor rotitoare i instalaiilor de

    ridicat; sisteme de avans pentru presele de debitat; cutii de viteze pentru autovehicule, cnd este

    necesar cuplarea automat a unei trepte de vitez, la decuplarea alteia, ntr-o situaie cinematic ncare este satisfcut condiia intrrii n funciune a cuplajului; transmisii fa ale autovehiculelor cu

    dou puni motoare, n scopul evitrii circulaiei parazite de putere etc.

    De regul, cuplajele unisens se aleg din cataloagele firmelor productoare, verificndu-se lacontact suprafeele funcionale i la solicitri compuse inelul exterior.

    5.7. CUPLAJE COMBINATE I CU FUNCII MULTIPLE

    Rolul funcional complex impus transmisiilor a dus la realizarea de cuplaje cu funcii multiple,

    cuplaje care, constructiv, se obin prin legarea, ntr-un anumit mod, a dou sau mai multe cuplajesimple. Funciile cuplajelor combinate rezult prin reuniunea funciilor cuplajelor simple

    componente.

    a b c

    Fig. 5.40

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    35/36

    Cuplaje 123

    Legarea n serie sau n paralel a dou cuplaje de acelai tip nu duce la mrirea numrului defuncii pe care ansamblul de cuplaje, astfel obinut, le poate realiza, influennd ns caracteristicile

    transmisiei. Astfel, legarea n serie a dou

    cuplaje elastice identice duce la dublarea

    unghiului de rotire ntre arborele de intrare icel de ieire. Legarea acestora n paralel are

    drept efect dublarea momentului de torsiune

    transmis i mrirea rigiditii transmisiei; acestmod de legare poate duce la micorarea

    diametrului cuplajului.

    n practic, cel mai frecvent de ntlnetecombinaia cuplaj limitativ-elastic, cuplajul

    limitativ alegndu-se dintre un cuplaj de

    siguran cu tifturi de forfecare i unul

    intermitent cu friciune comandat sauautomat iar cuplajul elastic fiind cu elemente

    metalice sau nemetalice, alegera acestuia

    fcndu-se n funcie de mrimea momentului

    de transmis i de mrimea necesar a rigiditii;cuplajul astfel obinut cumuleaz funciile celor

    dou cuplaje componente. n acest sens, este

    prezentat cuplajul combinat din fig.5.41 la care,partea limitativ este de tip cu discuri de

    friciune i arcuri disc dispuse periferic, iar

    partea elastic este de tip Periflex.n fig.5.42 este prezentat un cuplaj elastic i de siguranta cu elemente intermediare elastice

    metalice, fr posibilitatea reglrii momentului de torsiune transmis. Cuplajul este compus din

    Fig. 5.41

    Fig. 5.42

  • 8/9/2019 alte cuplaje

    36/36

    Organe de maini124

    semicuplajele 1i 2, cama echiungiular3, montat pe semicuplajul 2, trei pachete de lamele dinoel de arc 4, trei buce 5, montate pe trei uruburi de fixare 6, dispuse la 120o, ase aibe distaniere

    7i un capac de inchidere 8, prevzut cu sistemul de etanare 9.

    Sarcina se transmite prin intermediul pachetelor de lamele 4, aflate n contact cu cama

    echiunghiular3, cu profil n arc de cerc, solidar cu semicuplajul 2. Se pot utiliza came cu maimult de trei fee i cu diferite forme ale profilului. Lamelele de arc pot avea diferite grosimi i

    limi, funcie de momentul de torsiune ce trebuie transmis. Cama echiunghiular poate fi prelucrat

    direct pe arbore sau prelucrat din alt material i asamblat pe arbore. Forma curb a suprafeelor decontact ale camei permite i compensarea de abateri unghiulare, n limite relativ mari.