om_ar_ii_12_(cuplaje)_2013.pdf

1

CUPLAJE

Functii

MotorComponente ce asiguralegatura dintre doi arbori.

∙ Conectare /cuplare.

∙ Compensarea erorilor de pozitionare relativa

∙ Deconectare/decuplare (automata sau manuala)

∙ Atenuarea socurilor si vibratiilor (amortizare)

Functii

Radiala si/sau axiala

C l j l NU MODIFICA

OM-II Cap. 12 (Cuplaje)1/ian. 2013 - T. Cicone

Dezechilibrul maximCaracteristica (pt. cuplaje elastice)Izolarea electrica

Unghiulara

Combinata

Cuplajele NU MODIFICA parametrii functionali (Mt, n)

CUPLAJE MECANICE - Clasificare

Izolareelectrica

PERMANENTE

FIXE

MOBILE

Rigide

Elastice

Cu elastomeri

Cu elemente metalice

CUPLAJECompensatoare

INTERMITENTE (ambreiaje)

g

Hidraulic, pneumatic

Mecanic

Electric

Uni-sens

CUPLAJE MECANICE

COMANDATEDecuplare

sau

OM-II Cap. 12 (Cuplaje)

Asiguracuplarea/decuplareain timpul functionarii

2/ian. 2013 - T. Cicone

AUTOMATE Limitatoare de viteza

(Centrifugale)

Limitatoare de cuplu (cu frictiune)

Cuplare/decuplare

2

CUPLAJE FIXE – Cuplaje cu manson

Cu manson cilindric

Transmite momentul prin frecare (si prin forma)

Panaparelela

Compensare axiala

Cu manson conicTransmite momentul prin forma si frecare


dublu simplu

The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again.

CUPLAJE FIXE – Cuplajul cu flanse

• Foarte raspandit pentru simplitate

• Transmit momentul prin forma (suruburipasuite) sau prin frecare (suruburi cu joc)

securizare

D

OM-II Cap. 12 (Cuplaje)

z suruburi

4/ian. 2013 - T. Cicone

Calcul suruburi solicitate cu forte transversalezD

MF t

t2

1 Forta tangentiala pe un surub

3

CUPLAJE MOBILE – Cuplajul Schmidt

• Cuplaj rigid cu disc intermediar (elementeintermediare metalice)

• Cuplaj rigid (elemente intermediare metalice)

• Compensare radiala importanta

• Efecte centrifugale


http://www.mekanizmalar.com/diskslinks.html

CUPLAJE MOBILE – Cuplajul Oldham

Compensare radiala (excentricitate max. 10% din raza)

Discul poate fi si element de limitare a momentului


Randament< 1

Solicitari

ContactForfecareIncovoiere– redusa

Discul are o miscare de revolutie pe un cerc cu raza egala cu excentricitatea &

rotatie in jurul axei proprii

10% din raza)Compensare axiala extrem de redusa

limitare a momentului

http://www.youtube.com/watch?v=aFk48l3ozH0http://www.youtube.com/watch?v=utEKKox2WHA

4

CUPLAJE MOBILE – Cuplajul dintat

Compensare totalaRadiala (joc intre flancuri)

Axiala (latime diferita)

Unghiulara (dantura strunjita sferic & tesire)

Capacitate de incarcare mareCapacitate de incarcare mare

Necesita lubrifiere

Variante constructive: simplu sau dubluDinte modificat

Etansare cu inel “O”


CUPLAJ DINTAT SIMPLU CUPLAJ DINTAT DUBLU

CUPLAJE MOBILE – Cuplajul dintat


5

CUPLAJE MOBILE – Cuplajul cu gheare

MF t2

Forta tangentiala peo gheara (z=3)

A ‐ A

Compensare axiala

zDF

mt1

Dm


SolicitariContactForfecareIncovoiere– redusa

CUPLAJE MOBILE – Cuplajul cu lant


Compensare totala (radiala axiala unghiulara)

Simplitate constructiva

6

Cu amortizare

Fara amortizareCaracteristicaelastica

Liniara

CUPLAJE MOBILE ELASTICE

Elemente metaliceHisterezis neglijabil

Elemente elastomericeHisterezis important AMORTIZARE

Cu amortizare

Fara amortizareNeliniara


Cuplaj elastic cu bolturi

Cuplaj elastic cu gheare (cu elementeintermediare elastomerice)

Cuplaj PERIFLEX

Cuplaj cu arc serpuit (Bibby)

Cuplaj cu arc (de incovoiere)

Cuplaj cu burduf metalic

http://www.youtube.com/watch?v=lh4nyhf7pyQ

1920 - Bibby

Compensare totala•Radiala (0.5 …3mm)

•Axiala (4 …20mm)

•Unghiulara (< 1°)

CUPLAJE ELASTICE CU ARC SERPUIT


Mt

Cuplaje pentru dimensiuni medii si mari

Fara joc unghiular

7

CUPLAJE ELASTICE CU ARC DE TORSIUNECompensare

•Unghiulara (importanta)

•Axiala (redusa)

•Radiala (f. redusa – eforturi mari)

Cuplaje pentru dimensiuni mici

Material: de regula Aluminiu, otel, plastic

Fixare pe arbore cu stifturi filetate, pana

Fara joc unghiular

Cuplaj cu arc burduf


simplu Dublu (rigiditate marita) Cuplaj cu arc burduf

CUPLAJE ELASTICE CU ARC BURDUF

Compensare totalaMt max=100.000Nm

Dmax=280mm

•Radiala (3mm = 1.5%d)

A i l (8 )

Similare cuplajelor cu arc de torsiune

•Axiala (8mm)

•Unghiulara (< 1°)


8

Mt max 25.000kW/1000 rpmdmax 350 mmvmax 5,000 rpm

CUPLAJE ELASTICE CU LAMELE/MEMBRANA (Thomas)

Simplu

Dublu(permite demontare

fara miscarea arborilor)

Capacitate de incarcare f. mare

Compensare axiala si unghiulara(radiala in varianta “dublu”)


ARCOFLEX COUPLING (LENZE Ltd.)

CUPLAJE ELASTICE NEMETALICE

• Elasticitate ridicata

• Amortizare excelenta

• Capacitate de incarcare mare (pana la 100kNm)

Caracterizare generala

• Nu necesita lubrifiant (functioneaza “uscat”)

• Permit compensarea unor abateri de pozitie relativ mari in toate planele (flexibilitate

multidirectionala)

• Montaj simplu (de cele mai multe ori fara afectarea pozitiei arborilor cuplati )

• Inspectare usoara (nu necesita demontare)

Caracteristica elastica pro resiva ( l t t d l l )


• Caracteristica elastica progresiva (nu la toate modelele)

• Fara joc unghiular (la o parte dintre modele)

• Izolare electrica

• Rezistenta la ulei, praf, nisip, unsori, etc.

Cuplaj cu bolturi Cuplaj cu anvelopa Cuplaj cu gheare si elemente elastice

9

CUPLAJE ELASTICE CU BOLTURI

Solicitari

zD

MF

m

tt

21

Forta tangentiala pe un boltCompensare radiala, axiala si unghiulare reduse

Capacitate de incarcare extrem de mare

Contact (cauciuc/ plastic)Forfecare boltIncovoiere bolt – redusa

The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again.


Dm

z

d

CUPLAJE ELASTICE CU MANSON DIN CAUCIUC (ANVELOPA)

Compensare totala apreciabila

Capacitate de incarcare extrem de mare

Anvelopa montata sau vulcanizata

Mt


John Crane Inc.

10

CUPLAJE ELASTICE CU GHEARE

Elemente forfecate

Siguranta !

Elemente comprimate



• Forfecare• Montaj fara deplasarea axiala a arborilor• Necesita un colier metalic exterior – viteza este limitata


11



• Piesa unica (360o)

• Piesa unica crestata

• Doua jumatati fixate cu colier

Solutii constructive

CUPLAJE ELASTICE - Concluzii

Specificatii generale• Moment de torsiune si variatia acestuia cu conditiile de functionare

• Turatia maxima admisa

• Gabaritul radial si axial

• Diametrul maxim al arborilor (livrare in forma pre-gaurita)Diametrul maxim al arborilor (livrare in forma pre gaurita)

• Amortizarea socurilor si vibratiilor (cele nemetalice) Caracteristica de amortizare

• Modifica comportarea la vibratii (frecventele proprii) – Caracteristica elastica

• Compensarea implica pierdere de energie, reducerea capacitatii portante si

cresterea fortelor de dezechilibru - Abateri maxime admise, dezechilbrele produse,

randament


• Necesita momente de pornire mai mari – Momentul de inertie propriu

• Compatibilitatea cu mediul de lucru

• Izolare electrica (cele nemetalice)

• Permit montajul fara modificarea pozitiei arborilor (nu toate)

12

Articulatie cardanica (Hooke) Arbore intermediar

Compensare unghiulara siaxiala extrem de mare

CUPLAJ CARDANIC

crucefurca

lagarNesincron !

cos

cos

1max2

1min2

Inel de siguranta


Bucsa (lagar)

Etansare

Arbore intermediar

Cruce

FurcaArbore

conducator/condus

CUPLAJ CARDANIC

Montaj in W

Sincronism obtinut DOAR la montajulin tandem SI DACA

• Cei trei arbori se afla in acelasi plan

Montaj in Z


• Cei trei arbori se afla in acelasi plan

• Axele furcii solidare cu arboreleintermediar sunt situate in acelasi plan.

• Unghiurile 1 and 2 sunt egale.

13

Cardanhttp://www.youtube.com/watch?NR=1&feature=endscreen&v=FnlRr6-uU1Q

http://www youtube com/watch?v=F8xEfygF3tY&feature=related

Oldham http://www.youtube.com/watch?v=4oUFbv927nU&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=jBAECyoH_ZU&feature=related

(plastic disc) http://www.youtube.com/watch?v=utEKKox2WHA

Cuplaj elastic metalichttp://www.youtube.com/watch?v=NfdTES0ZWNU\

(wind turbine) http://www.youtube.com/watch?v=amwl4e8KsEo

C l j l i h i l di l

http://www.youtube.com/watch?v=F8xEfygF3tY&feature=related

Cuplajehttp://www.youtube.com/watch?v=9wJnPvZr4jg


Cuplaj elastic cu gheare si elemente din elastomerhttp://www.youtube.com/watch?v=vixb5qEFx9I&feature=related

Cuplaj hidrodinamic(NASA film) http://www.youtube.com/watch?v=leCEmJA0WsI&feature=related

Cuplaj Bibbyhttp://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=FHUsrHr_y

4o

Permit conectarea/deconectarea in timpul rotatiei

• Sa permita demarajul masinilor care prezinta momente mari de inertie

• Sa permita decuplarea in situatii de urgenta

Functii

CUPLAJE INTERMITENTE (AMBREIAJE)

p p g

• Sa mentina momentul de torsiune constant sau sensul unic de rotatie

• Modalitatea de actionare

• Mecanica

• Hidraulica/Pneumatica

• Electrica

• Automatica

M (C )

Clasificari


• Modul de transfer al energiei intre arbori

• Modalitatea de conectare

• Mecanic (Contact)

• Mecanic (Frecare)

• Hidraulica

• Electromagnetica

• Sincrona

• Asincrona

14

Cuplaje mecanice cu contact direct = (cuplaje dintate, cu gheare)

CUPLAJE INTERMITENTE SINCRONE RIGIDE

cu gheare dreptunghiulare cu gheare spirale(unidirectionale)

cu dinti frontali(Hirth)

Sincronism este necesar

Mobilitate axiala pentru o semi-cupla

Permit compensarea axiala a pozitiei


Compacte

Nu introduc forte axiale suplimentare

Asigura functionare perfect sincrona

Nu necesita reglaje Permit cuplarea la diferente mici de viteza

CUPLAJE INTERMITENTE CU FRICTIUNE

Ambreiaj plan cu frictiune Cuplaj limitator de cuplu (de siguranta) cu frictiune


15


Ipoteza 1: Presiune de contact constanta (discuri elastice)

22iomn rrpF r

dr

Principii de calcul al momentului transmisibil

iomn

mnio

ionm

Af rF

rr

rrFArpM

22

33

3

2d

Ipoteza 2: Uzura constanta (discuri rigide) Vpuzura ~

ri

ro


Vpconstadancimea irppr maxrV

mnio

nioiA

f rFrr

FrrrpArpM

2d 22

max


sinmnf rFM

Aliniere !

mnf rFM

Discuri multiple!

CONICE PLANE

f

1812


16

• Coeficient de frecare mare• Rezistenta mare la uzare (gripaj !)• Rezistenta la compresiune• Rezistenta mecanica la temperaturi ridicate• Stabilitate termica

C d i i i b

Caracteristici

CUPLAJE CU FRICTIUNE - Materiale

• Conductivitate termica buna• Proprietati elastice bune

U t

• Otel calit/otel calit (suprafete plane sau cu canale )• Otel calit/fonta sau Fonta/fonta• Otel/textolit

– Turnare (rasini polimerice + materiale fibroase)

– Sinterizare (ceramice sau pulberi metalice)Tehnologii


Conditii de functionare

Uscate • Otel calit/aliaje metaloceramice• Otel calit/pulberi metalice sinterizate (Bz)• Otel calit/mat gen “ferodo” (rasini + hartie/mat. Fibroase)

Cu ungere• Fonta/fonta• Otel calit/aliaje metaloceramice• Otel calit/pulberi metalice sinterizate

n 1

2

taa T

IIM 2222

tta MMMM 1max

ttcf MMMM max

ELEMENTE DE DINAMICA AMBREIERII

TaM

Mn

Mrez

Ma

t

t

M

t

a

M

nIT

130

12

1) Timpul de ambreiere

][60

1 WTnM

L atf

2) Lucrul mecanic de

frecare

at

T

tf TMMLa

1

02

1d


t

Lf

La][

3600W

zLP f

f 3) Puterea consumata

60

17

AMBREIAJE CU FRICTIUNE – Metodica de calcul

DATE: Mt, n, I2, z, Mtmax ,i

SE ALEG: cuplu de materiale (, pm_adm), De, Di

nI

T 2

35.015.0

225.1

m

i

e

Db

DD

InMMMM 2

Timpul de ambreiere

SE CALCULEAZA

ta MM

Tmax30

atat T

MMMM30max Timpul de ambreiere

Presiunea de cotact am

nm p

bD

Fp

Forta de cuplareiD

M

iD

MF

m

t

m

tn

22 max_ Numarul suprafetelorde frecare

amna pbDF nam

t

FD

Mi

2


Dinamica procesului de ambreiere (Lf, Pf )

Calculul termicd

d tmcL f 0ttkAPf sau

Calculul de durabilitate qP

VL

f

admh admmmmm UpUp

CUPLAJE DE SENS UNIC


18

CUPLAJE CENTRIFUGALECuplaje limitatoare de viteza


CUPLAJE CENTRIFUGALE


19

CUPLAJE DE SIGURANTA

cu bile

cu frictiune


CUPLAJE HIDRODINAMICE - inertiale

Fottinger 1904

Cuplaje de demaraj Limitatoare de cupluCu umplere constanta sau variabila


20

CUPLAJE HIDRODINAMICE – cu frecare viscoasaVISCO-drive


4 & 6 elemente motoare

2 & 3 elemente conduse

5 - fluid

om_ar_ii_12_(cuplaje)_2013.pdf

Documents