alte cuplaje
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.