PORTOFOLIUSISTEME DE TRANSMITERE A MISCARII

REALIZAT DEMARINESCU GEANINA

ELEVA IN CLASA a XI-a A

LA LICEUL PIATRA OLT

DATA:12.VI.2012ORGANE DE MASINI1. OSII I ARBORIOsiile i arborii sunt elemente constructive care au rolul de a susine elemente aflate n mi carea de rotaie. Acestea fac legtura cu alte elemente constructive de la care primesc sau la care transmit micarea de rotaie. 1.2. Osii i arbori drepi Axa geometric longitudinal a acestora este dreapt. Osia are funcia principal de sprijinire a altor elemente constructive mobile, nu transmite momente de torsiune i este solicitat n principal la ncovoiere. Arborele are funcia principal de a transmite micarea de rotaie i deci de a transmite putere mecanic. n consecin arborele este solicitat la torsiune i la ncovoiere. Rolul arborelui este sugerat n Fig. 1.2.1 pentru cazul unui micromotor. 1 7 2 3 4 5 6 Fig. 1.2.1 Pentru antrenarea unui suport de informaie 1 se utilizeaz un micromotor (1 prevzut cu un element constructive 2. ntreaga construcie este montat pe arborele 7 i se compune din: lagrele 3, rotorul 4, statorul 5, ventilatorul 6). Forma constructiv general a acestor elemente este n majoritatea cazurilor aceeai. Acest lucru determin n unele cazuri folosirea unei singure noiuni. Un aspect general de utilizare a unui arbore este prezentat n Fig. 1.2.2. n carcasa 1 se sprijin arborele 2 pe care sunt montate roile dinate 3. Arborele strbate carcasa fcnd legtura cu alte elemente constructive.

Forma geometric este compus dintr-o serie de tronsoane n general de diametre diferite. Tronsonul de calare servete pentru montarea unor elemente constructive. Fusul servete pentru sprijinirea arborelui / osiei fa de carcas. Captul de arbore este utilizat pentru conectarea arborelui cu restul componentelor din cadrul aparatului. Tronsonul intermediar, fr o destinaie special, face legtura dintre dou tronsoane diferite. Tronsonul de calare, n funcie de aplicaie, trebuie s asigure poziionarea axial precis a elementului constructiv montat i mpiedicarea rotirii acestuia n raport cu arborele. Poziionarea axial se realizeaz prin sprijinire pe umrul unui tronson vecin, pe un alt element constructiv, pe un inel elastic, etc. mpiedicarea rotirii se realizeaz printr-o form transversal adecvat, prin strngere, mbinare cu tift, etc. Forma constructiv al unui arbore utilizat n construcia de aparate nregistratoare este prezentat n Fig. 1.2.4. Tronsonul 1 servete pentru antrenarea suportului magnetic pentru informaie. Tronsonoanele 2 i 3 servesc pentrru montarea lagrelor. Tronsonul 4 servete pentru fixarea pe arbore a unor elemente constructive.

Fig. 1.2.4 Ansamblul unei role start/stop din construcia unui aparat nregistrator este prezentat n Fig. 1.2.5. Pe osia 1 este montat rola 2, legtura mobil fiind asigurat de rulmenii 3. Osia este fix fa de carcasa 4. Pe rola 3 este depus stratul de cauciuc 5 pentru mrirea coeficientului de frecare cu suportul de informaie.

5

4 3

2

1

Fig. 1.2.5

Poziia ideal (nedeformat) a arborelui este prezentat n figura 6.6a. Datorit greutii rotorului, a forei de atracie magnetic dintre rotor i stator, arborele se va deforma (fig.6.6b). Considernd arborele de seciune constant, deformaia de ncovoiere a arborelui este: Arborii flexibil servesc la transmiterea micrii de rotaie, pe distane i la unghiuri mari, la transmiterea micrii ntre dou mecanismecare n timpul funcionrii i modific poziia. Se realizeaz arborii flexibili cu diametrul (3.12) mm i lungimi de (23) mm. Un aspect constructiv al transmisiei prin cablu flexibil este prezentat n fig.urmatoare

Fig. 1.2.3 Arborele flexibil este acoperit de un tub de protecie 2. Capetele sunt prevzute cu piese terminale 3. Din punct de vedere al construciei, arborele flexibil propriu-zis se compune dintr-un numr de straturi de srm, nfurate alternativ stnga-dreapta unul peste altul. Se recomand ca sensul de rotaie al arborelui s fie contrar nfurrii ultimului strat. Rotaia se poate realiza i n ambele sensuri dar n acest caz este necesar o supradimensionare a arborelui. Tubul de protecie are rolul de a realiza etanarea arborelui mpotriva unor ageni din exterior (ap, praf, etc.) . Tuburile de protecie se execut din cauciuc cu inserii textile sau metalice. Piesele terminale servesc la conectarea arborelui flexibil cu elementul motor i respectiv la elementul condus.

LAGARE CU ALUNECARELagarele cu alunecare sunt organe de masini complexe care, incluznd un anumit tip de cupla de frecare, asigura rezemarea, rotirea sau deplasarea elementelor mobile: arbori, osii, tije. n afara de miscare, ele asigura si transmiterea sarcinilor de la piesa n miscare la piesa suport. Pentru a se reduce frecarea dintre suprafetele respective si deci uzura, n afara de un film protector de lubrifiant, suprafata suport care apartine unei piese denumita cuzinet este protejata si cu un strat dintr-un material cu caracteristici de antifrictiune. Lubrifiantul poate fi ulei, unsoare sau chiar aer (n anumite tipuri de lagare). Miscarea relativa poate fi de rotatie sau de translatie la lagarele denumite lagare cu alunecare sau de rostogolire la lagarele denumite rulmenti. n cele mai multe cazuri lagarele sunt nglobate n batiul sau carcasa sistemului mecanic respectiv: motor cu ardere interna sau motor electric, turbina, reductor de turatie, masina- unealta sau aparat (n cazul lagarelor mecanicii fine). Este de remarcat faptul ca, dupa tipul contactului, lagarele cu alunecare, avnd arii aparente mai mari, se situeaza n categoria cuplelor de frecare din clasele III si IV, iar cele de rostogolire n clasele I si II. Totodata se remarca si principalii parametri functionali: sarcina, viteza relativa, temperatura, precum si regimul de ungere. Regimul de ungere poate fi cu pelicula subtire: limita sau mixt sau cu pelicula groasa: hidrodinamic (HD) sau hidrostatic (HS). La lagarele cu regim HD pelicula de ulei poate fi autoportanta prin faptul ca, datorita frecarii si vscozitatii din lubrifiant, apare un efect de pana care realizeaza portanta. La lagarele HS, destinate a suporta sarcini mai mari, portanta se asigura prin introducerea lubrifiantului din exterior cu o anumita presiune. La unele lagare HD, pentru a fi asigurate functional, lubrifiantul necesar producerii filmului portant este introdus cu o mica presiune. Astfel sunt lagarele unse cu aer sau unele lagare pentru sarcini mai mari la care, pentru a se evita absenta filmului de lubrifiant si deci uzarea, pornirea se asigura n regim HS iar functionarea normala se continua n regim HD. 5.2.

Clasificarea lagarelor de alunecare

Fata de actuala diversitate constructiva a lagarelor cu alunecare este necesara o clasificare preliminara a acestora n functie de urmatoarele criterii functionale: - dupa natura tribologica a frecarii (a regimurilor de frecare) se diferentiaza lagare cu frecare uscata (U), mai rar ntlnite, lagare cu ungere limita (L) sau mixta denumita si semifluida (M) si lagare cu ungere fluida. Aceasta ultima categorie se divide n lagare hidrodinamice (HD), lagare hidrostatice (HS) si lagare functionnd n regim elastohidrodinamic (EHD), categorie tratata dupa felul miscarii de rotatie: lagare cu miscare de rotatie completa, lagare oscilante;

dupa directia sarcinii: lagare radiale, axiale, radial axiale sau axial radiale (n functie de ponderea sarcinii); dupa pozitia ocupata pe arbore sau osie: lagare de capat, lagare intermediare. La lagarele de alunecare functionnd la sarcini mari, viteze mici si n regimuri de ungere deficitare (U, L, M) poate aparea fenomenul de stick slip (miscare sacadata) cu consecinte nefavorabile asupra portantei si durabilitatii. Lagarele cu alunecare radiale de capat au fost cunoscute si utilizate nca n urma cu de ani. Actuala teorie a lubrifierii hidrodinamice a fost elaborata n Laboratoarele Beauchamp Tower, Anglia, la nceputul anilor 1880. Tower fusese angajat sa cerecteze frecarea n lagarele de cale ferata n vederea gasirii celor mai bune metode de lubrifiere a acestora. n timpul acestor cercetari, Tower a facut descopeririri care au dus n final la aparitia acestei teorii. Studiind aceste lagare, au fost stabilite principiile de baza ale ungerii HD, de exemplu ecuatia Reynolds (a presiunilor ce apar n filmul de lubrifiant). Lagarele cu alunecare s-au diversificat si perfectionat n a doua jumatate a secolului XX, cnd au aparut n competitie si lagarele de rostogolire. Diversificarea si perfectionarea privesc aspectele legate de frecare, precizie, rigiditate, durabilitate, cost sau solutia hibrida (lagar de alunecare + rulment). Lagarele cu alunecare sunt avantajoase fata de rulmenti: n cazul lagarelor HS (privind rigiditatea), a lagarelor gazodinamice (privind turatia ridicata), a lagarelor HD (simplitate, rezistenta la soc) etc. Din punctul de vedere al standardizarii rulmentii sunt mai avantajosi. Rezulta ca n proiectare si exploatare, trebuie sa fie bine cunoscute toate tipurile de lagare. n acest scop se recomanda consultarea celor mai noi tratate si lucrari din tara (unde s-a dezvoltat de mai multe decenii o adevarata scoala stiintifica n domeniul lagarelor Gh. Manea, M. D. Pascovici) si din strainatate (Anglia, SUA, Franta, Germania, Rusia, Elvetia, Japonia etc.).

Lagarele cu alunecare n regim hidrodinamicAcest tip de lagar, larg raspndit n constructia de masini, presupune existenta unui regim de ungere ideal, cu film continuu, suficient de gros si totodata autoportant. Este vorba de o gama larga de lagare care include: lagare radiale, axiale, circulare, lagare cu cuzinet continuu sau cu lobi, lagare tip lamie cu mai multe zone portante, lagare axiale cu suprafata inelara plana sectorizata, lagare plane sau n trepte etc.

Lagarele hidrodinamice radiale unse cu uleiVa fi analizat lagarul radial cu cuzinet continuu, circular si, deci, n filmul caruia apare o singura zona portanta. Acest tip de lagar, destul de raspndit, are o

nsemnatate istorica, deoarece pe un astfel de lagar au apreciat Tower (1883, Anglia) si Petroff (n acelasi an n Rusia) ca n timpul misca. Cuplajele Cuplajele sunt organe de legatura si de antrenare care au rolul de transmitere a miscarii de rotatie de la un arbore la altul sau de la un organ de masina la altul. Transmisia se face fara modificarea valorii parametrului transmis sau a sensului miscarii. In unele situatii, cuplajele sunt concepute in asa fel incat sa asigure protectie impotriva solicitarii la suprasarcina sau sa mentina legatura numai intre anumite limite de viteza. 1.3. Clasificarea cuplajelor Clasificarea cuplajelor se face dupa mai multe criterii, si anume: A) Dupa modul in care se realizeaza transmisia momentului de torsiune si a miscarii de rotatie: 1. cuplaje mecanice - la care transmisia momentului de torsiune si a miscarii de rotatie se realizeazaprin elemente mecanice, folosind forta de frecare, transmisii dintate sau gheare; 2. cuplaje hidraulice - la care transmiterea momentului de torsiune si a miscarii de rotatie se face prin intermediul fluidelor, folosind: a) presiunea - cuplaje hidrostatice; b) energia cinetica - cuplaje hidrodinamice; 3. cuplaje electromagnetice - la care momentul de torsiune se transmite prin intermediul fortelor electromagnetice. B) Dupa modul in care se realizeaza legatura intre capetele arborilor: 1. cuplaje permanente - sunt cele la care legatura se stabileste sau se intrerupe numai prin montare sau demontare, deci ele nu pot fi desfacute in timpul functionarii lor. Aceste cuplaje se pot imparti in: a) cuplaje fixe - la care arborii sunt legati rigid, ei functionand ca unul singur; b) cuplaje mobile - la care arborii au posibilitatea sa realizeze mici deplasari relative, axiale, radiale sau unghiulare. Cuplajele permanente se deosebesc intre ele dupa pozitia relativa a celor doi arbori intre care se face transmisia miscarilor; din acest punct de vedere avem: 2. cuplaje intermitente - cu aceste cuplaje legatura dintre arbori poate fi stabilita sau intrerupta in repaus sau in timpul functionarii prin comanda exte rioara sau automata, fara a fi necesara demontarea componentelor. Aceste cuplaje se mai numesc ambreiaje. Din grupa cuplajelor intermitente fac parte si cuplajele de siguranta, care se desfac la depasirea unor valori ale turatiei sau solicitarii, precum si cuplajele cu actionare rapida, ce realizeaza un numar mare de cuplari si decuplari in unitatea de timp si care sunt frecvent utilizate in constructiile de mecanica fina si automatica. Dupa modul in care functioneaza, cuplajele intermitente pot fi: . comandate - la care actionarea si intreruperealegaturii dintre arbori se face cu ajutorul uneicomenzi exterioare;

CUPLAJE PERMANENTE2.1. Cuplaje permanente fixe Aceste cuplaje realizeaza asamblarea permanenta si rigida numai pentru arbori coaxiali. Abaterile de coaxialitate sunt mici (0,002 - 0,05 mm) pentru a nu introduce solicitari suplimentare in arbori si reazeme. 2.1.4. Variante ale cuplajelor permanente fixe

Cuplajele permanente fixe sunt proiectate si construite in trei variante: . cuplaje cu manson cilindric dintr-o bucata; . cuplaje cu manson cilindric din doua bucati; cuplaje cu flanse. 2.1.5. Cuplajul cu flanse. Calculul cuplajului cu flanse La aceste cuplaje, momentul de torsiune se transmite prin: . frecarea dintre flanse la montarea cu joc a suruburilor de fixare (fig. 1);

Fig. 1. Montarea cu joc a suruburilor de fixare

Fig. 2. Montajul fara joc al suruburilor Acest tip de cuplaje permite cuplarea arborilor de diametre diferite. Flansele pot fi:

. . . .

dintr-o bucata cu arborii, pentru constructii puternic solicitate cu flanse montate cu pene; cu flanse montate prin strangere la cald; flanse sudate pe arbore.

Fig.4. Cuplaj cu bolturi Bolturile sunt montate la capatul filetat pe unul dintre semicuplaje. Ele patrund in gaurile flansei montate pe cel de-al doilea semicuplaj. La acest cuplaj transmiterea momentului de torsiune se face prin contactul direct dintre bolturi si peretii gaurilor.

CUPLAJE INTERMITENTE (AMBREIAJE)Cuplajele intermitente sau ambreiajele permit cuplarea si decuplarea celor doi arbori in timpul miscarii lor. Dupa modul in care se realizeaza forta sau momentul de cuplare, acestea se clasifica in: . ambreiaje prin contact rigid - care nu permit rotirea relativa a arborilor in timpul antrenarii; . ambreiaje prin frictiune - care permit rotirea relativa a arborilor in timpul antrenarii; . ambreiaje electromagnetice; . ambreiaje hidraulice. 3.2. Cuplaje intermitente prin contact rigid Cele mai utilizate cuplaje din aceasta grupa sunt cuplajele cu gheare. Pe acest tip de cuplaje, cuplarea se face din repaus sau la viteze mici. Ambreiajul cu gheare (fig. 5) sau cu dinti frontali este compus din doua discuri astfel: . unul montat fix pe arborele conducator; . unul mobil, cu posibilitatea de deplasare axiala pe arborele condus.

Fig.5. Cuplaj cu gheare

Transmisii prin cureleTransmisia prin curele realizeaza transferal energetic intre doi sau mai multi arbori,datorita frecarii dintre un element intermediar flexibil,cureaua,montat pretensionat si rotile de curea fixate pe arbori. ata de alte transmisii prezinta o serie de avantaje,cum ar fi:posibilitatea transmiterii miscarii de rotatie la distante mari;constituie un element de siguranta (la suprasarcini cureaua poate patina); se realizeaza la un pret de cost redus; nu impun conditii tehnice deosebite pentru montaj si intretinere etc.Ca dezavantaje amintim:gabarit mare;capacitate de transmitere redusa;durabilitate limitata, functionare insotita de alunecare elastica ceea ce face ca raportul de transmitere sa nu fi constant etc.Dupa pozitia axelor in spatiu transmisiile prin curele pot fi cu axe paralele (cu ramuri deschise sau cu ramuri inchise), respectiv cu axe neparalele(cu ramuri incrucisate,in unghi cu rola de ghidare).Frecventa maxima de utilizare o intruneste transmisia cu axe paralele cu ramuri deschise.Celelalte variante nu valorifica eficient capacitatea de tractiune a curelei. 3.1.2 Tipuri de curele si materiale utilizate Cureaua conditioneaza capacitatea de transfer energetic, frecventa si natura interventiilor, gabaritul de transmisie etc.Dupa forma sectiunii transversale a curelei se intalnesc curele late, trapezoidale, rotunde si dintate.

ORGANE DE MASINITransmisiile mecanice sunt mecanisme care servesc la transmiterea energiei, de obicei cu modificarea turatiilor si, prin urmare a fortelor si momentelor, iar cateodata, cu modificarea felului sau a legii miscarii

Fig.1 Principalele tipuri de transmisii mecanice Dupa modul de transmitere transmisiile mecanice sunt prin angrenare si prin frecare. Transmisiile prin angrenare sunt cu elemente rigide - angrenaje (contact direct) sau cu elemente flexibile - transmisii prin lanturi (contact indirect). Transmisiile prin frecare sunt cu elemente rigide - roti de frictiune, sau cu elemente flexibile - transmisii prin curele. Dupa posibilitatea de variere a raportului de transmitere transmisiile mecanice pot avea raportul de transmitere constant, variabil in trepte (cutii de viteze) sau variabil continuu (variatoare). Proiectarea transmisiilor mecanice cu raport de transmitere constant impune, intr-o prima etapa, alegerea tipului de transmisie corespunzator procesului de lucru si a motorului de actionare. La alegerea tipului de transmisie trebuie sa se tina seama de o serie de factori, dintre care cei mai importanti sunt: randamentul, durabilitatea, tipul fabricatiei, conditiile tehnologice de fabricatie, de montaj, de exploatare etc. Scheme constructive

MATERIALE PENTRU ROTI DE CUREA Rotile de curea trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte : - sa fie bine centrate pe arbore ; - sa fie echilibrate ; - sa asigure aderenta buna fara a uza cureaua . Cele mai utilizate materiale sunt: - fonta, FC15-pentru v