om3_1.doc
Post on 18-Feb-2018
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 3/52
În fig.3.2.b este pre'entată asamblarea a două piese prin strângerea directă a
!urubului în gaura filetată e+ecutată în una din piese #% care ia rolul piuli"ei.
2 ,
3
A
2,
a b
b) Rolul funcţional şi domenii de aplicare
0olul func"ional al !urubului este
- de strângere – cu rol de a crea tensiuni între piese !i deci de a etan!a
diferite medii% de a transmite diferite for"e sau momente
Exemple: • asamblări demontabile !uruburi de fi+are#
• creare de tensiune asamblarea capetelor de tiran"i#
• înc&idere etan!ă dopuri filetate#
- de reglaj – pentru fi+area po'i"iei relative sau strângerea ulterioară în
scopul eliminării ocurilor după u'ură
Exemple: • cu'ine"i
• !uruburile de reglare ale penelor săniilor mici
- transformarea mişcării rotative în mişcare axială sau invers
Exemple: • !urubul central la strunguri
• deplasarea mesei la strungurile normale% paralele
*ig.3.2.
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 4/52
- transformare de forţe periferice mici în forţe axiale mari
Exemple: • prese
• organe de înc&idere
• meng&ine
- măsurare
Exemple: • micrometrul
Avantaje:
- gabarit redus datorită spirei care se înfă!oară pe un cilindru se poate ob"ine
o suprafa"ă mai mare de contact – prin mărimea lungimii de înfă!urare
- posibilitatea adaptării formei capului !urubului !i piuli"ei la forma pieselor
de asamblat !i la condi"iile de acces
- e+ecu"ie relativ u!oară
Deavantaje:
- filetul este un concentrator de tensiuni datorită formei#% periclitândre'isten"a la oboseală$
- necunoa!terea precisă a for"ei de strângere a piuli"ei poate duce la
suprasolicitări periculoase# – necesită utili'area c&eilor dinamometrice pentru
cunoa!terea for"ei de strângere$
- asigurarea contra desfacerii$
- randamentul scă'ut la !uruburile de mi!care#$
- u'ura flancurilor care pot introduce ocuri în ca'ul !uruburilor de mi!care#
- lipsa de autocentrare.
3.1.2. Elementele asamblării prin şuruburi
*iletul constituie partea caracteristică a !urubului.
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 6/52
4//
55/
a b c
d e
*ig. 3.3
Caracteristicile geometrice ale filetului (fig. 3.4)
(lementele geometrice ale unui filet sunt standardi'ate 89A8 3;2#
- profilul
- ung&iul la vârf α
- pasul p
- numarul de inceputuri i
- diametrul e+terior d! D
- diametrul interior d "!D"
- diametrul mediu d #! D#
- înal"imea profilului primitiv generator# pentru filetul metric $%0,&''0p#
- în"l"imea efectivă $ "
- ung&iul de înfă!urare β înclinarea elicei# tg β =
- sensul de înfa!urare dreapta% stânga#
p #πd #
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 7/52
7
A+a !urubului !i piuli"ei
*ig.3.<
8e observă că desfă!urând spira% ung&iul flancurilor β are mărimea β,% β2 sau
β după cum este determinat de diametrul interior d,% mediu d2 sau e+terior d
fig.3.5#
tg β"= p
πd
"
tg β = p
πd tg β
#=
p
πd #
În calcule% ung&iul β se consideră totdeauna în raport cu diametrul mediu d #(=ntersc&imbabilitatea este asigurată atunci când% pentru !uruburile de acelea!i fel !i
de aceea!i mărime% sunt respectate dimensiunile date prin standarde pentru: d, d " ,
d # , p şi α(
)*servaţie: Dimensiunile diametrelor !urubului d " , d # , d respectiv D" , D# , D diferă
între ele pentru acela!i diametru# numai prin valoarea toleran"ei% având aceea!i
cotă nominală.
D D, D2
>,
>)
>)
d
d2
Diametrele !urubuluiDiametrele piuli"ei
p
r r
α?urub
1iuli"ă
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 8/52
*ig.3.5
3.1.3. Materiale şi tehnologie
Alegerea materialului organelor de ansamblare filetate se face pe ba'a
criteriilor care privesc îndeplinirea func"iunii% te&nologia de fabrica"ie !i costul.
1entru !uruburi se folosesc:
- o"eluri laminate @3;% @<2% @5/% @4/ 89A8 5//)2 # cu capacitate
bună de deformare plastică la rece
- o"eluri de calitate @C35% @C<5 89A8 /# pentru solicitări medii
- o"eluri aliate <,C,/% 33BoC,, 89A8 ;,# pentru !uruburi supuse la
condi"ii severe de solicitare
- materiale !i aliae neferoase
• Al !i Cu pentru condi"ii care cer materiale cu o bună conductibilitate
electrică !i termică
• 9itan pentru !uruburi solicitate în condi"ii de tempeaturi ridicate !i mediu
coro'iv
- materiale plastice poliamide% nlon% teflon# pentru cerin"e de re'isten"ă la
coro'iune% i'olare termică !i electrică.
1entru piuli"e se folosesc
,2
πd
πd2
πd,
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 9/52
- o"el fosforos @* 89A8 3<//#
- fonta
- bron'
Alegerea unuia sau altuia dintre materiale se face în func"ie de temperatura
de lucru a asamblării:
- 9 E 23//C – o"eluri normale de înaltă re'isten"ă$
- 9 23//C ÷ </
/C – o"eluri aliate cu Cr% Bo% Fa
- 9 <//C ÷ 45//C – aliae de *e% Gi !i Cr
- 9 45//C ÷ //C – aliae pe ba'ă de Gi
- 9 //C ÷ ,,///C – aliae Gi – Co
Ca procedee te&nologice de prelucrare% alegerea depinde de seria de
fabrica"ie
- manual tarod !i filieră# pentru unicate$
- pe strung cu cu"itul cu"itul de filet simplu% pieptăne#$
- pe strunguri automate$
- prin fre'are$
- filetarea în vârte$
- rulare cu păstrarea continuită"ii fibrelor de material#$
*iletele se pot rectifica pentru cele de mi!care# creându-se o stare favorabilă
a tensiunii remanente.
3 .1.4. Consideraţii teoretice
3.1.4.1. istemul de forţe din asamblarea filetată
8trângerea piuli"ei unui !urub sub ac"iunea unei for"e a+iale + poate fi
ec&ivalată cu deplasarea unui corp cu greutatea + pe un plan înclinat% al cărui ung&i
fa"ă de ori'ontală este egal cu ung&iul β# de înclinare a spirei filetului. *or"a $
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 10/52
necesară pentru împingerea corpului + pe planul înclinat corespunde for"ei $ care
dă na!tere momentului necesar pentru deplasarea aceleia!i sarcini + fig.3.4#
8e consideră cunoscute:
- + – for"a ce trebuie transmisă de la !urub la piuli"ă !i invers$
- p, d " , d # , d – geometria filetului$
- materialul !urubului !i piuli"ei$
8e cere să se determine:
- $ – for"a cu care ac"ionăm asupra piuli"ei sau !urubului$- ins – momentul de în!urubare$
-
- des – momentul de de!urubare.
*ig.3.4
plan
=pote'e:
- urcarea pe plan se face cu vite'a v % ct accelera"ia a /#
- urcarea pe plan se face cu frecarea dintre spirele !urubului !i piuli"ei
- greutatea corpului pe spiră este negliabilă
8e descompun cele două for"e + !i $ pe direc"ia planului !i perpendiculară pe
+ " % +sin β# $ " % $ cosβ# 3.2#
+ # % + cosβ# $ # % $ sinβ#
*d2
*2β2
2>
>*f
*,>
>,*
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 11/52
Dacă mi!carea se face cu frecare% la în!urubare apare o for"ă de frecare + f
care se opune mi!cării
+ f % µ + n % µ -$ # . + # /
$ cos β# – +sin β# µ -$ sinβ# . +cosβ# / % 0
$ % +
sin β#
+ µ co s β#
co s β#
− µ sin β#
)*servaţie asupra coeficientului de frecare
Coeficientul de frecare se înlocuie!te cu ung&iul de frecare
*f + f % µ + n
+ tg ϕ %
f = µ + u
Înlocuind coeficientul de frecare cu ung&iul de frecare în rela"ia 3.5# se
ob"ine e+presia for"ei $, necesară pentru împingerea corpului pe planul înclinat sau
altfel spus% pentru deplasarea piuli"ei pe !urub
$ % + ⋅ tg - β# . ϕ / 3.4#
Cum ung&iul de înfă!urare β este mic% β E ;/..
/% for"a $ va fi
> ≅ /%,4 ÷ /%,;# *
a desfacerea piuli"ei ca !i la coborârea corpului pe planul înclinat% for"a de
frecare î!i sc&imbă sensul% for"a $ fiind înlocuită cu
$ 1ns % + tg - β# ϕ / 3.;#
1entru strângerea piuli"ei pe !urub% trebuie învins un moment care pentru
filetul pătrat are e+presia:
ins % $ ⋅ d= + ⋅
d
# #tg (β
#+ ϕ
)
3.#
ϕ
0 *u
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 12/52
=ar pentru de!urubare e+presia momentului va fi:
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 13/52
des
%$ 1nş ⋅
d
= + ⋅#d tg (β #
#− ϕ)
3.#
a filetul triung&iular fig. 3.;# for"a de frecare va fi
+ f % µ + n 3.,/#n
dar
+ n %
+
cosα
3.,,#
#
Înlocuind rela"ia 3.,,# în rela"ia 3.,/# vom avea:
+ + f % µ cos
α
#
µse notea'ă cu µ j
% cosα
#
care se nume!te coeficient de frecare în geab.
8e poate spune că pentru o suprafa"ă înclinată
+ f % µ j + 3.,2#
*n
*f
*ig. 3.
*f 2 +
1entru o suprafa"ă plană filetul pătrat# fig.3.# valoarea
for"ei de frecare va fi
+ f % µ + n 3.,3#Din rela"iile 3.,2# !i 3.,3# se constată că for"a de frecare
pe o suprafa"ă înclinată *H # este mai mare decât for"a de
frecare pe o suprafa"ă plană
deoarece
µ j %
H
f
*ig.3.;
α
*α ) 2F
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 15/52
Cu această interpretare% pentru filetul cu profil pătrat rela"iile rămân valabile
!i pentru filetul cu profil triung&iular% cu condi"ia înlocuirii coeficientului de frecare
µ cu µ
$ % + tg - β# . ϕ1 / 3.,/#
$ 1nş % + tg - β# ϕ1 / 3.,,#
% + ⋅ dm
tg - β . ϕ1 / 3.,2#
#
% + ⋅ dm
tg - β ϕ1
/ #
*ăcând o anali'ă a influen"ei ung&iului de frecare asupra for"ei tangen"iale $
se constată că
$ rostog 3 $ p4trat 3 $ trapeoidal 3 $ triung5iular
sau referindu-ne la momentele de în!urubare se constată că efortul depus pentru
în!urubarea unui filet cu profil rotund este mult mai mic decât pentru a în!uruba un
filet triung&iular
ins rotund 3 6(( 36( 3 ins triung5iular
3.1.4.2. Condiţia de autofr!nare şi randamentul cuplei şurub piuliţă
Cercetarea mai departe a rela"iilor 3.#% 3.# !i 3.,2# scoate în eviden"ă că%
dacă se impune condi"ia ca piuli"a să nu se deplase'e de la sine% în sensul desfacerii
ei sub ac"iunea for"ei + condi"ia de autofrânare#% atunci trebuie ca
deş % + ⋅ d= +
⋅#
dtg (β
##
− ϕ) 3 0
Cum + !i d sunt diferite de /% re'ultă că
tg - (β − ϕ) 3 0
1ns
deş
#
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 16/52
1entru valori între / !i //
se poate scrie că
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 17/52
tg (β − ϕ) 3 tg0
β2 − ϕ 3 0 ⇒ β# ≤ ϕ 3.,3#
0ela"ia 3.,.3# ne spune faptul că% condi"ia de autofrânare este îndeplinită.
Autofrânarea se poate pierde la !uruburile de mi!care cu mai multe
începuturi.
µtriung5i 2 µtrape 2 µ p4trat 2 µrostog(
0andamentul !urubului este definit ca raportul dintre lucrul mecanic util 7u !i
lucrul mecanic consumat 7c fig. 3.#
7u % + ⋅ p
7c % $ ⋅ πd #
*ig.3.
η % 7u
= 7c
+ ⋅ p $ πd
#
3.,<#
Înlocuind în rel.3.,<#% e+presia for"ei $ rel. 3.4# !i e+presia ung&iului de
înfă!urare rel. 3.,#% se ob"ine:
η = +p
+ tg- β#
+ ϕ /πd
#
tg β#
= + πd
# tg β
#
+ tg- β#
+ ϕ /πd
#
sau
η %tg (β
+ ϕ)
?uruburile de strângere care trebuie să îndeplinească condi"ia de autofrânare
lucrea'ă într-o 'onă cu randament scă'ut pentru asemenea !uruburi este mai
importantă condi"ia de autofrânare#.
0andamentul !uruburilor de mi!care este de luat în considerare – se recurge
la filete cu ung&i de înclinare a spirei mare% de!i apare simultan de'avantaul
cre!terii for"ei $ .
#
#
>
β*
2
p
πd2
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 20/52
b) Solicitarea piuliţei la compresiune tracţiune fig. 3.,,#
σcomp. p = ≤ σ acomp
3.,4# A π ( D 2 − D2 ) p
p
<e
σcritic
σcurgere
σacomp. p p = pc c
*ig.3.,,
3.1.5.2. olicitările filetului
8pira filetului poate fi privită ca o grindă curbă încastrată pe cilindrul de
ba'ă. 1entru u!urin"a calculului% spira se desfă!oară% solicitată de sarcina +9 fig.
3.,2#
potee
• 8e consideră că în contactul dintre !urub !i piuli"ă se găsesc ' spire
• 8e consideră că sarcina se reparti'ea'ă uniform pe cele ' spire
+ % +
-;("</
• *lu+ul de for"ă se transmite prin suprafa"a de contact dintre spira
!urubului !i piuli"ei
• 8e consideră că presiunea de contact este uniformă
*or"a + " care ac"ionea'ă asupra spirei filetului solicită filetul la:
a) încovoiere sec"iunea i-i#
b) forfecare sec"iunea i-i#
c) strivire sec"iunea i% % I%&#
a) încovoierea se calculea!ă deci pentru secţiunea i"i considerând-o de
formă dreptung&iulară# fig.3.,2.
"
+ +
De
D
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 23/52
În aceste condi"ii% se poate scrie că for"a capabilă din !urub + capş este egală cu
for"a capabilă a filetului la strivire sau încovoiere *capfilet.
+ caps = σ
at
s
πd #
⋅ "
?
3.2,#
+ cap filet
inc = σ
ai
π ⋅ d "a ⋅
'*
3.22#
+ cap filet striv
= σa str ( filet piulita
⋅ f πd "
3.23#
(galând rela"iile 3.2,# !i 3.22# !i respectiv 3.2,# !i 3.23# re'ultă numărul
de spire
σ πd# σ ; d ⋅ *
= ats ⋅ " = ats ⋅ "# #3.2<#
respectiv
ο
ai
πd a
? ⋅"
'*
ο ai
# a
= σ
ats
as p
πd#
⋅? ⋅
f πd "
= σ
ats
as p
• d
"
? f
3.25#
Jeometria filetului fiind standardi'ată% înseamnă că între elementele
geometrice ale filetului e+istă anumite legături definite de tipul filetului.
1entru filetul metric normal al unui !urub% e+ecutat din o"el @3; cu σat %
&0 @a şi σas % 35B1a% înlocuind d " ≅ 0,&d! d # ≅ 0,d, $ # ≅ 0,B?p re'ultă
- cu rela"iile 3.2,# !i 3.22#
m % ⋅ p % 0,B?d
- cu rela"iile 3.2,# !i 3.23#
σ"
σ
#
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 30/52
% +
⋅
, A
, E
,
+ l , +
A2
, + ,l 2 + .. + l
n
E 2 An
E n
*
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 31/52
atunci
Dacă se consideră raportul l i
Ai
E i
=
"
c si
sau
+=
,c
sc
s,
+ + ,
c s
2
+ +... + , +
c su
,
=
,
cs cs, +
,
cs2
+ ...
+
,
csn
După cum se vede în fig. 3.,< !i conform rela"iilor 3.24# !i 3.2;#
+ în ∆ AJB tg ϕ % c s % =
A ∆ls
$ + − + !i ∆ AB> tg ψ % c f = "
A ∆lf
unde + – for"a suplimentară va fi + % + ⋅
c s
c s+ c f
3.2#
Cu cât !rubul este mai elastic în raport cu flan!ele% cu atât for"a suplimentară
+ este mai redusă
Dar
8 H = 8
H −
+ 0 % + " . + # – + % + " . + # – + ,
*or"a de strângere + 0 va fi
c f
c s + ⋅
c s
+ c f
c f
c s
+ c f
+ + 2
+ 0 % + " ⋅
"
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 33/52
Dacă for"a de e+ploatare este + % + c r
%
devine nulă% pier'ându-!i etan!eitatea.
+ /c
s + c
f
#
c f
atunci for"a remanentă
3.1.8. olicitările suplimentare din şuruburi
a) Solicitarea suplimentară de torsiune ca urmare a strângerii piuli"ei.
a montarea piuli"ei în !urub sunt de învins:
a,# momentul necesar pentru deplasarea piuli"ei pe elice% cu considerarea
frecării dintre spirele în contact
a2# momentul dat de frecarea piuli"ei pe suprafa"a ei de rea'em.
a,# Bomentul de în!urubare apărut va avea efectul unei torsiuni a !urubului
ca urmare a strângerii piuli"ei.
τ ts = ts= ps
+ ⋅ d # tg (β#
#
;
"
"'
+ ϕ
)3.3/#
Dacă în rela"ia 3.3/#. se pune în eviden"ă solicitarea principală din !urub-
trac"iunea% atunci
+ + σ ts
=#
A s "
?
d
3.3,#
τ ts
= +⋅πd "
?
⋅ tg (β#
+ ϕ )
#
d
"
?
= σ ts⋅ #
π
π
#
=
=
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 35/52
Linând seama de simultaneitatea pre'en"ei celor două tensiuni σt τt % se va
face ec&ivalarea lor cu una din ipote'ele de rupere% cea mai utili'ată fiind ipote'a a
=F-a a energiilor de rupere.
σ tec5 :F
= =
cum d " , d # , β# ,ϕ sunt elemente standardi'ate
σtec5 :F = ",; σts
8e poate spune că efectul torsiunii este de circa 3/M din solicitarea
principală.
a'at pe această situa"ie% predimensionarea !uruburilor se face la trac"iune
sau compresiune cu luarea în considerare a torsiunii determinate de frecarea dintre
spirele piuli"ei !i !urubului.
În acest ca' se va considera for"a maorată cu 3/M",;+
σts % ≤ σats
d#
π "
?
a2# Bomentul necesar pentru strângerea piuli"ei fig.3.,5#
=n afara momentului de frecare dintre
spirele !urubului !i cele ale piuli"ei t"#% în procesul de strângere a pieselor mai apare !i
frecarea dintre piuli"ă sau !urub !i suprafa"a deDD, rea'em ale acesteia sau acestuia t##.
r
dr
*ig.3.,5
ts+ ;τ #tsσ ##
d " ts
#
+ ;σ # ⋅ ? d #
⋅ tg # (β + ϕ )tsσ #
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 36/52
D,
) 2 D3
− D3
+ D3
− D3#
,t 2
= , fp
−r =
∫ D ) 2
d, f
= ∫ rd+
f
= r µ pdA = r µ p2πrdr = 2πµ p ,
2<= 2πµ / ,π
D2 − D 2 #2<
<,
, D3 − D3
Deci t# µ + , % pentru filete metrice B total t" . t# G 0,"B# + 0 d 3 0 D
2− D
2
b) Solicitarea suplimentară de încovoiere a şurubului. Această solicitare
apare atunci când suprafa"a de rea'em a capului !urubului !i)sau piuli"ei nu este
perpendiculară pe a+a !urubului fig. 3.,4#.
A
ls – lungimea !urubului în stare
nestrânsă$
d – diametrul !urubului$
α - ung&iul pe care-l fac piesele
după strângere$
ρ - ra'a de curbură a a+ei
!urubului deformat.
Deforma"iile !urubului se calculea'ă pe ba'a ecua"iei fibrei medii deformate:
, =
i
ρ E ⋅
unde ,- curbura% ρ - ra'a de curbură$
ρ
i – momentul de încovoiere$
E – modulul de elasticitate longitudinal$
– momentul de iner"ie geometric al sec"iunii !urubului
,
α
∫ ∫
*ig.3.,4
d
N
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 37/52
1entr u a putea determina tensiunile de încovoiere la care sunt supuse astfel
de !uruburi% se presupun cunoscute: l s , α-rad/, d, E
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 38/52
3
8e cere tensiunea de încovoiere σis
8e apro+imea'ă arcul de cerc de ra'ă ρ cu coarda
ρ⋅α ≅ l s
cu α măsurat în radiani.
Dar cum
πd3
σ = i = i → = σ ⋅
,
i
atunci
= πd3
32
πd;
σ ⋅
"
i i32
"=
is;#?
ρ E ⋅
πd
' ?
πd?
; σ is = E
'? = E d
⋅
d⋅
"α
πd "
;#•l
s
α
d " l s
#
Exemplu: dac4 α %0
0;0H!
d=
,$
ls
5
d= ,%2$
d,
E % #," ⋅ "0B N9mm
#
σis % '00 @a % '00 N9mm#
1entru @ 3; cu σc 22/ G)mm2% înseamnă că !urubul se va rupe ca urmare
a strângerii.
1entru a evita solicitarea de încovoiere% suprafa"a de rea'em trebuie să fie
perpendiculară pe a+a !urubului. Aceasta presupune% fie o lamare a suprafe"ei de
a!e'are a capului !urubului sau piuli"ei% fie se prevăd !aibe de compresare care să
,
;
i
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 39/52
3
aducă capul !urubului sau piuli"a perpendicular pe suprafa"a de a!e'are% fie un bosa
pe care se va prelucra o suprafa"ă perpendiculară pe a+a găurii.
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 41/52
3.1.9. Calculul asamblărilor filetate
a) Asamblări cu prestrângere iniţială" sarcina de exploatare constantă $ F %)
- @redimensionarea se face la solicitarea principală a !urubului% considerând
for"a totală
+ t % + " . + #
-+ # – for"a de etan!are sau re'erva de prestrângere#
+ #% -0,;6(",B/ + "
re'ultă d " !i apoi celelalte elemente standardi'ate d # , d, p/ $- Ita*ilirea soluţiei constructive a !urubului !i piuli!ei în func"ie de piesele de
asamblat%
- Ferificarea se face% pentru !urub% la solicitare compusă trac"iune !i torsiune#%
solicitarea fiind dată de for"a de strângere ini"ială + 0 :
- determinarea for"ei suplimentare + % + " c s 9-c s . c f / a se vedea diagrama
for"e deforma"ii#$
- determinarea for"ei + 0 % + " . + # + !
- determinarea tensiunii de trac"iune din !urub% J ts % + 0 9 -Kd "# 9?/!
- determinarea tensiunii de torsiune din tia !urubului% L ts % - t" . t# /9 = ps
-determinarea tensiunii ec&ivalente% J ts % ≤ σ ats
b) Asamblări cu strângere iniţială" forţa de exploatare variabilă $ F% max& F%min )
- @redimensionarea se face la for"a de e+ploatare totală ma+imă + tot % + "max . + #% re'ultă d "% apoi d "IMAI !i apoi celelalte dimensiuni standardi'ate
d # , d, p#$
Ita*ilirea soluţiei constructive a !urubului !i piuli!ei în func"ie de piesele
de asamblat
tsts
2
σ 2
+ 3τ
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 42/52
Ferificarea se face% pentru !urub la monta% la solicitare compusă trac"iune
!i torsiune#% solicitarea fiind dată de for"a de strângere ini"ială + 0 !i la oboseală în
timpul e+ploatării:
la montaj -+ 0 / + 0 % + "max . + # + se determină tensiunea de trac"iune%
tensiunea de torsiune date de for"a + 0 , tensiunea ec&ivalentă !i se compară cu
re'isten"a admisibilă la trac"iune a !urubului
-1n exploatare ca urmare a for"ei de e+ploatare variabilă% apare fenomenul de
oboseală.Acest fenomen se evaluia'ă prin intermediul coeficientului de siguran"ă.
*or"a de e+ploatare varia'ă între valoarea minimă + tot min !i + tot max:
+ tot min % + 0 ! + tot max % + " max . + # % + 0 . + , ca atare
J t min % + tot min 9 -Kd "# 9?/, J t max % + tot max 9 -Kd
# 9?/,
- amplitudinea ciclului de solicitare J v % -J t min J t max /9# !
- media ciclului de solicitare J m
% -J t min
. J t max
/9# !
- coeficientul de siguran"ă la oboseală"
cσ = β σ ο
≥ cadm
> v+
m
εγ σ−"
σcr
în care > este coeficientul concentratorului de tensiuni% dependent de forma !i
geometria concentratorului de tensiuni filet# !i materialului !urubului$ O-
coeficient ce ia în considera"ie dimensiunile !urubului în compara"ie cu
dimensiunile epruvetelor pentru care s-a determinat re'isten"a după ciclul alternant
simetric J "! J cr – re'isten"a critică a materialului !urubului !i care este re'isten"a de
curgere pentru materialele tenace !i re'isten"a de rupere pentru materialele casante
sau fragile$ cadm – coeficientul de siguran"ă admisibil% care %pentru condi"ii normale
de lucru% se poate considera cadm ,%5P3.
"
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 43/52
c) 'uruburi supuse la sarcini transversale $fig(3(%)
d)
?uruburile pot fi montate cu oc sau fără oc.
În ca'ul montaului !uruburilor cu oc% for"a +
se transmite prin frecare
+ s % +
9P(
*or"a din !urub + s determină tensiuni de
trac"iune !i de torsiune solicitare compusă#.
În ca'ul montaului !uruburilor fără oc% for"a +
determină forfecarea !uruburilor în sec"iunea de
*ig.3.,contact cu piesele strânse.
3.1.10. 'samblări şurub piuliţă cu elemente intermediare
Înlocuirea frecării de alunecare din !urubul clasic% prin frecarea de
rostogolire sau lic&idă% în vederea măririi randamentului mecanismului !urub
piuli"ă% se utili'ea'ă tot mai frecvent !uruburile conducătoare cu elemente
intermediare sau cu sustenta"ie &idrostatică la ma!inile unelte cu comandă
numerică#.
(.1.1).1. *uruburi conducătoare cu elemente intermediare
?uruburile conducătoare cu elemente intermediare ,# pot fi cu bile sau cu
role fig.3.,# !i înlocuiesc frecarea de alunecare dintre !urub 3# !i piuli"a 2#% cu
cea de rostogolire dintre acestea.
Calculul !uruburilor cu bile porne!te de la premisa că sunt cunoscute: cursa
*s
*
Q
*
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 44/52
subansamblului mobil% vite'a de deplasare v % p(n în mm)s# !i sarcina a+ială care
trebuie deplasată +(
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 45/52
Diametrul !urubului se predimensionea'ă la compresiune utili'ând rela"ia
3.14 după care se alege !urubul tipi'at% cu pasul necesar vite'ei pe care acesta
trebuie să o reali'e'e% urmând verificarea la flamba.
Calculul for"ei la care apare flambaul !urubului se face cu rela"ia:
+ f % π# E min 9l f
#
unde: E – modulul de elasticitate al materialului$
min – momentul de iner"ie geometric al !urubului - min%πd o? 9'?/
l f – lungimea de flamba.
, 23
*
*ig.3.,.
0andamentul !urubului se determină cu rela"ia 3.,< în care se păstrea'ă
semnifica"iile nota"iilor: η % + p9$ π d #
Cunoscând că momentul de torsiune este t % $ d # 9# atunci cuplul necesar
antrenării se determină cu rela"ia:
t % + p9#πη
1uterea necesară antrenării !uruburilor cu bile se determină cu rela"ia:
N % + v9 η
unde: + – sarcina a+ială$
*
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 47/52
η - randamentul transmisiei.
Durabilitatea acestor !uruburi este sensibil diminuată de pre'en"a căii de
recirculare din piuli"ă a bilelor% care crea'ă un concentrator de tensiune pentru
eforturile unitare la care acesta este solicitat. Rtili'area pe scară largă a
transmisiilor !urub – piuli"ă cu elemnte intermediare este limitată de construc"ia
complicată care determină !i un cost ridicat% aceste transmisii utili'ându-se numai
în ca'ul în care deplasarea organului de mi!care aflat pe ele% necesită o po'i"ionare
precisă.
(.1.11. Elemente de asigurare a asamblărilor filetate
1ractica !i cercetările e+perimentale au arătat că de!i la proiectare !i montare
este îndeplinită condi"ia de autoblocare% totu!i asamblările filetate nu sunt
întotdeauna stabile !i prin slăbirea de la sine a în!urubării autoslăbirea#% pot apărea
urmări destul de grave.
După scop% prin solu"iile constructive se pote urmări:
- evitarea desfacerii complete !i a pierderii piuli"ei% slăbirea nefiind
importantă pentru func"ionare%
(+emplu: capace de protec"ie
- asigurarea po'i"iei de montare a unei piese sau reglarea lungimii unei tie de
comandă a unui element%
(+emple: reglarea tac&e"ilor la motoare
- împiedicarea slăbirii piuli"ei !urubului$ în scopul men"inerii strângerii
ini"iale#.
(+emple: capacele recipien"ilor sub presiune% strângerea semicarcaselor
reductoarelor.
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 48/52
Din punct de vedere constructiv se pot deosebi metode de asigurare ba'ate pe:
1) *olosirea formei !i a unor elemente speciale% fără introducerea de for"e
suplimentare în organele folosite$
2) =ntroducerea de for"e suplimentare a+iale% radiale sau combinate în scopul
sporirii !i men"inerii frecării$
3) Deforma"ii plastice sau aport de material străin%
1) Din această categorie putem aminti ca solu"ii folosirea
- cuiului spintecat fig.3.2/.a#$- piuli"a crenelată fig.3.2/.b#$
- trecerea unei sârme prin capetele !uruburilor în serie fig.3.2/.c#$
- !aibe de siguran"ă cu umeri sau nas fig. 3.2/.g%&%=%%I%l#$
- plăci crestate fig.3.2/.d% e% f#$
- piuli"e cu guler !i cu !urub lateral de asigurare fig. 3.2/.f#.
2) Din această categorie fac parte fig.3.2,#
- contrapiuli"ă elesticăfig.3.2,.a#%
- !aibe elestice Jro7er# fig.3.2,.b#%
- piuli"ă cu inel interior de presiune fig.3.2,.c#
- contrapiuli"ele fig. 3.2,.d#$
3) Din această categorie fac parte :
- asigurarea prin refulare de material cu autorul unui dorn%
- sudarea piuli"elor prin puncte de sudură fa"ă de suprafa"a de rea'em%
- lipirea piuli"ei cu ade'ivi.
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 50/52
5
Note de curs. Capitolul 3. Asamblari filetate
*ig.3.2/
*ig.3.2/
i&g
lI
7/23/2019 OM3_1.doc
http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 51/52
5
Note de curs. Capitolul 3. Asamblari filetate
** +ntrebări recapitulative
1. 8e repreint4 pentru un filet notaţia #0 + "
a) filet metric cu diametrul mediu #0 mm şi pas normal "mm!
b) filet filet metric cu diametrulexterior #0 mm şi pas fin "mm!
c) filet metric cu l4ţimea piuliţei #0 mm şi pas normal "mm!
2. @entru un şuru* de mişcare se pot utilia trei variante de filet: profil p4trat
-randamentul η" /, profil trapeoidal -randamentul η# /, profil fier4str4u
-randamentul η; /( 8onsiderQnd aceleaşi dimensiuni şi acelaşi coefficient de frecare
care dintre afirmaţiile urm4toare sunt adev4rate
a/
η"%η#%η;
*/
η"2η#2η; c/
η"3η#3η;
ba*ig.3.2,
dc
top related