proiect lagare

8/8/2019 PROIECT Lagare

1/23

Grup colar Alexandru Vlahu endriceni

Judeul Botoani

ndrumtor: Candidat:Ing. Ceuc Romic Aniei Marinel


2/23

GRUP COLAR ALEXANDRU VLAHU 2007ENDRICENI

2009

PROIECT DE DIPLOM ANIEI MARINEL2


3/23


MEMORIU JUSTIFICATIV .............4CAPITOLUL I NOIUNI INTRODUCTIVE ...5

I.1 Tipuri de lagre, definiie .5I.2 Funcionarea lagrelor.....5

I.2.1 Frecarea n lagr ..5I.2.2 Jocul minim ....6I.2.3 Parametrul geometric ...6

I.3 Ungerea lagrelor..7CAPITOLUL II LAGRE ..8

II.1 Lagre cu alunecare .8II.2 Lagre cu rostogolire ..9

II.2.1 Pri componente. Caracteristici. Materiale .9II.2.2 Clasificarea rulmenilor ...9II.2.3 Rulmenii nestandardizai .11II.2.4 Simbolizarea rulmenilor ...12II.2.5 Alegerea rulmenilor ..13

CAPITOLUL III NCRCAREA RULMENILOR .15III.1 ncrcarea rulmentului radial .....15

III.1.1 Rulmentul nencrcat ...15III.1.2 Rulmentul ncrcat ...15

III.2 ncrcarea rulmenilor radiali-axiali montai pereche ..16III.2.1 ncrcarea axial ..16III.2.2 Fore centrifuge ....16

III.3 Cinematica rulmenilor....16III.3.1 Rulmenii de turaie joas 16

III.3.2 Rulmeni de turaie nalt ....17III.3.3 Alunecarea diferenial (microalunecarea) ..18III.4 Capacitatea de ncrcare a rulmenilor...18

III.4.1 Capacitatea de ncrcare static ...18III.4.2 Capacitatea de ncrcare dinamic ...19

CAPITOLUL IV PROBLEME PRIVIND MONTAJUL, UNGEREA I ETANAREARULMENILOR .20

BIBLIOGRAFIE ....23



4/23


Maina, creaie tehnic a omului, este realizat dintr-un ansamblu de elemente

mecanice componente (organe), nlnuite cinematic, cu micri strict determinate.Mainile moderne, de for, de lucru, de transport si diferite mecanisme sunt

solicitate, n timpul funcionrii la diferite sarcini, la care piesele componente ale

mainilor trebuie s reziste.

Randamentul mecanic al unei maini este determinat n special de calitatea i

precizia zonelor prin care se asigur contactul dintre arbore sau osie i lagrul conjugat.

Marea diversitate a mainilor i mecanismelor necesit arbori i lagre deosebit

de variate, de la o buc simpl pn la forme deosebit de complicate.Am ales acest proiect pentru a studia mai amnunit lagrele i n special

lagrele cu rostogolire (rulmenii). n acest sens am artat n coninutul proiectului

cteva noiuni generale despre lagre, inclusiv clasificarea acestora, am caracterizat

lagrele cu alunecare i am fcut o prezentare a prilor componente a acestora

precum i a lagrelor de rostogolire i tot cu caracter general am prezentat cteva

probleme ce se ntlnesc la ungerea lagrelor.



5/23


NOIUNI INTRODUCTIVE

I.1 Tipuri de lagre, definiie

Lagrele sunt organe de maini avnd funcia de susinere i ghidare a arborilori a osiilor cu micare rotativ sub aciunea sarcinilor care acioneaz supra lor.

Dup direcia sarcinii principale fa de axa de rotaie, lagrele se grupeaz n: lagre radiale cu direcia sarcinii principale perpendicular pe axa de

rotaie; lagre axiale i crapodine avnd direcia sarcinii principale paralela cu

axa de rotaie; lagre radial-axiale a cror sarcin are componente dup cele dou

direcii menionate.Dup caracterul frecrii produse n funcionare, lagrele se grupeaz n:

lagre cu alunecare - ntre suprafaa exterioar a fusului i suprafaainterioar a lagrului;

lagre cu rostogolire - ntre elementele rulmenilor; lagre combinate.

I.2 Funcionarea lagrelor

I.2.1 Frecarea n lagr

La cele mai multe lagre, micarea de rotaie este asigurat de fusurile arborilor.Frecarea se produce ntre suprafaa fusului i a cuzinetului, aflate n contact subpresiunea exercitat prin forele de ncrcare a arborilor.

Pentru ca micarea s fie posibil, diametrul fusului este mai mic dect lagrului.Astfel, ntre fus i cuzinet se creeaz un joc radial. Spaiul dintre fus i cuzinet

(interstiiu) se umple cu un material de ungere, numit lubrifiant. Astfel, n timpulfuncionrii contactul nu se mai produce direct ntre suprafeele metalice fus-cuzinet, ciprin intermediul lubrifiantului. Ca urmare, coeficientul de frecare scade considerabil, decirca 100 de ori. n cazul lagrelor obinuite se disting urmtoarele trei stadii ale frecrii(figura 1):

frecare uscat, cnd contactul este direct ntre suprafeele metalice,deci absen total a lubrifiantului;

frecare semilichid, cnd contactul este parial ntre suprafeelemetalice i lubrifiant;

frecare lichid (fluid), cnd contactul nu are loc direct ntre straturilede lubrifiant.

Funcionarea cea mai avantajoas are loc n ultimul caz. n aceste condiii potfunciona numai lagrele speciale, hidrostatice, la care desprinderea fusului de cuzinetse produce cu lubrifiant sub presiune cnd fusul st pe loc. Pornirea are loc numai dup



6/23


ce s-a produs desprinderea menionat, deci n condiiile frecrii lichide, cndtemperatura se menine i n regim de funcionare.

Fig. 1 Stadiile frecriiMajoritatea lagrelor funcioneaz cu ungere fr presiune exterioar i se

numesc lagre hidrodinamice. Din momentul pornirii (n=0) pn la turaia de regim(n=n), aceste lagre trec prin toate regimurile de frecare: uscat (n=0), semilichid(turaie redus), lichid (micare de regim).

Natura frecrii lichide difer complet de natura frecrii uscate. La nceputulmicrii fusului, contactul asperitilor se menine parial, producndu-se frecareasemiuscat sau semifluid. Valoarea coeficientului de frecare ncepe s scad nanumite limite (Y=0,10,005) pe msura creterii turaiei.

Lubrifiantul introdus n partea nencrcat a fusului este antrenat de acesta n

spaiul dintre fus i cuzinet, i prin efect de pan (n condiii favorabile de ungere) poatedetermina desprinderea fusului de cuzinet, realizndu-se astfel frecarea fluid.

I.2.2 Jocul minim

Pentru producerea frecrii fluide este necesar ca ntre suprafaa fusului i cea acuzinetului s se menin permanent un strat continuu de lubrifiant, numit pelicul saufilm de lubrifiant. Acest lucru este posibil numai dac distana cea mai mic dintre fus icuzinet-denumit joc minim (Jmin poziia a treia) - depete suma nlimilorasperitilor fusului i cuzinetului. Condiia de realizare a frecrii fluide se poate exprimadeci prin relaia

Jmin = c (Rz1+Rz2),n care: Rz1 i Rz2 sunt rugozitile maxime ale suprafeelor fusului 1 i cuzinetului

2 (n general, h1+h1=114mm);c - coeficient de siguran.

n cazul frecrii lichide, fora transmis de fus asupra cuzinetului este echilibratde suma presiunilor din filmul de lubrifiant. Curba de variaie a acestor presiuni peperimetrul fusului cuzinetului (are forma din figura 1 poziia a treia).

I.2.3 Parametrul geometric

Repartiia presiunilor din lubrifiant de-a lungul fusului i prin aceasta bunafuncionare a lagrului depinde de raportul l/d=P (l i d fiind lungimea, respectivdiametrul fusului), numit parametrul geometric. Pentru o repartizare ct mai uniform a



7/23


presiunilor de-a lungul fusului, se recomand adoptarea parametrului geometric nlimitele:

P=l/d=0.51.5Valorile mici corespund lagrelor cu turaie ridicat i solicitri reduce, iar cele

maxime corespund lagre greu solicitate, dar cu turaii reduse.

I.3 Ungerea lagrelor

Reducerea pierderilor din frecare este influenat n mare msur de formageometric i de locul amplasrii canalelor de ungere. Cteva forme uzuale pot fiurmrite pe figura 2. Zona descrcat sau a jocului maxim este cea mai potrivitamplasrii canalelor de alimentare.

Fig. 2 Canale pentru ungerea) lagre radiale; b) lagre axiale.

Lubrifiantul din lagr, pe lng faptul c reduce pierderile prin frecare, deciprelungete durata de funcionare datorit ungerii, mai are i proprietatea de: protector

mpotriva coroziunii, amortizor al ocurilor, transportator al cldurii din interiorul lagrului n mediul exterior. Aceste avantaje fac absolut necesar ungerea lagrelor. Pentruungerea lagrelor cu alunecare se folosesc n special uleiuri minerale i unsoriconsistente. Pe scar mai redus, la temperaturi ridicate, se ntrebuineaz lubrifianisolizi n stare pulverulent, ca: talcul, bisulfura de molibden etc. n ara noastr seproduce o gam larg de sortimente de uleiuri minerale cu caliti superioare.Principalele criterii care stau la baza alegerii lubrifiantului necesar ungerii unuimecanism sunt:

tipul mecanismului i presiunea din lagr; pentru evitarea frecrilorpronunate la presiuni mici i turaii mari se aleg unsori cu vscozitateredus, iar la presiuni mari i turaii mici se folosesc lubrifiani cu

vscozitate mare; punctul de inflamabilitate, temperatura de picurare, temperatura de

congelare, care se iau n consideraie n special pentru lubrifianiinecesari lagrelor cu regim special de funcionare, la temperaturidiferite de cea normal (200C).



8/23


LAGRE

II.1 Lagre cu alunecare

La aceste lagre, fusul se sprijin pe o suprafa cilindric interioar, fie prinintermediul unui lubrifiant.

Principalele elemente componente ale unui lagr obinuit pot fi urmrite pefigura 3. Corpul lagrului are suprafaa cilindric n interior i poate fi executat dintr-obucat ca o buc sau dou buci, avnd un plan de separaie diametrul pentru a seputea monta pe fusurile intermediare. n mod obinuit, partea interioar a corpului

reprezint o cptueal cuzinetul fixat de corpul lagrului printr-un anumit sistemsau direct prin turnare n nite canale de form special (coad de rndunic).Posibilitatea reglrii lagrelor pentru compensarea uzurii dintre fus i cuzinet este

indicat de figura 3.

Fig. 3 Elementele componente ale lagrului cu alunecare

Materialele destinate executrii cuzineilor trebuie s aib: coeficient de frecareredus i o bun rezisten la uzare (antifriciune), capacitate de aderen superficialpentru reinerea lubrifiantului, conductivitate termic pentru eliminarea cldurii provenitedin frecare, coeficient de dilataie redus pentru meninerea preciziei n funcionare,proprieti tehnologice (turnare, achiere, sudare-lipire pentru reparare) ct mai bunepentru asigurarea eficienei economice. Materialele pentru cuzinei care satisfac aceste

condiii sunt: aliajele pe baz de plumb cu cupru sau de zinc; fontele i oelurile;materialele metalice sinterizate (obinuite din pulberi metalice la presiuni i temperaturimari); materialele bimetalice sub form de benzi laminate din dou aliaje diferite;materialele sintetice nemetalice (textolit, lignofol, poliamide, fenoplaste, cauciuc);materialele metalice combinate cu materiale nemetalice (bronz sinterizat impregnat cumaterial plastic, grafit i pulberi metalice) etc.

Cnd lagrul se execut cu corpul i cuzinetul din materiale diferite, carcasa(corpul) se execut din materiale inferioare cuzineilor (oel turnat sau sudat, fonte).



9/23


II.2 Lagre cu rostogolire

II.2.1 Pri componente. Caracteristici. Materiale

Lagrul de rostogolire se obine prin nlocuirea cuzinetului din lagrul cualunecare printr-un rulment. De aceea, aceste lagre se numesc i lagre cu rulmeni.

Celelalte elemente componente ale lagrelor cu rostogolire difer foarte puin deelementele lagrelor cu alunecare. Ca urmare, studiul lagrelor cu rostogolire se reducela studiul rulmenilor.

Datorit nlocuirii frecrii de alunecare prin rostogolire, randamentul lagrelor curulmeni este superior, h=0.980.995. Rulmenii sunt alctuii din mai multe elemente:inelul interior i cel exterior care formeaz calea de rulare; corpurile de rostogolire subform de bile sau role; colivia pentru pstrarea distanei ntre corpurile de rostogolire;diferite elemente pentru asamblare i etanare. n figura 4 este prezentat un lagr curulment cu bile pe care se pot urmri principalele elemente componente. Dimensiunilede baz ale rulmentului sunt: d diametrul nominal corespunztor diametrului nominalal fusului; D diametrul exterior al inelului exterior corespunztor diametrului interior alcorpului lagrului; B limea rulmentului.

Fig. 4 Lagre cu rulmenia) cu rulment radial; b) cu rulment axial; c) lagr radial-axial.

Lagrele cu rulmeni prezint urmtoarele avantaje principale fa de lagrele cualunecare:

pierderi mai mici de putere prin frecare; turaii mari (20.000 30.000 rot/min); consum redus de lubrifiant n perioada de ntreinere; eficien economic superioar, datorit avantajelor standardizrii i

posibilitii centralizrii execuiei lor prin ntreprinderi specializate cu

procesele de producie automatizate.Lagrele cu rulmeni au dimensiunea radial mai mare dect lagrele cualunecare; necesit o precizie mare de execuie i montaj, sunt mai rigide i mai puinrezistente la ocuri.

Corpurile de rostogolire i elementele cii de rulare (inelul interior i cel exterior)se execut din oeluri speciale pentru rulmeni, cunoscut sub denumirea de RUL 1,RUL 2 (STAS 1456/1-80). Colivia rulmentului se execut din oeluri obinuite, bronzuri,duraluminiu sau materiale plastice.

II.2.2 Clasificarea rulmenilor

Pentru tipurile de rulmeni utilizate n mod curent n practic a aprut ca onecesitate economic, pentru simplificarea utilizrii i aprovizionrii, stabilirea unuinumr limitat de execuii tipo-dimensionale. S-a ajuns astfel la standardizarea



10/23


construciilor i dimensiunilor tipurilor uzuale de rulmeni, reglementare fcut prinnorme ISO, adoptate i la noi prin STAS.

Clasificarea rulmenilor se face dup diferite criterii:1. Dup modul cum acioneaz fora din exploatare asupra lagrelor, acestea

pot fi: rulmeni radiali; rulmeni axiali; rulmeni radial-axiali; rulmeni radial-oscilante; rulmeni axial-oscilante;

2. Dup forma corpurilor de rostogolire se deosebesc: rulmeni cu bile; rulmeni cu role;

Corpurile de rostogolire, n raport cu ncrcarea n condiiile de funcionare, pot fidispuse pe un singur rnd, pe dou rnduri i rareori pe mai multe rnduri. Exemple derulmeni din aceste categorii sunt indicate schematic n figura 5. Dintre numeroasele

variante constructive, cele mai utilizate lagre sunt cele cu rulmeni radiali (figura 5 a) icele cu rulmeni axiali cu bile (figura 5 d). Lagrele radial-axiale sau axial-radiale se potexecuta i din rulmeni radiali combinai cu rulmeni axiali (figura 5 c).

Fig. 5 Reprezentarea schematic a principalelor tipuri de rulmenia) radiali cu bile pe un singur rnd;b) radial-oscilant cu bile pe dou rnduri;c) radial-axial cu bile pe un rnd;d) axial cu bile pe un rnd;e) axial-radial cu bile pe un singur rnd cu

cale de rulare adnc;

f) radial cu role cilindrice pe un singur rnd;g) radial cu ace;h) radial cu role butoi pe dou rnduri;i) radial-axial cu role conice;j) axial cu role conice pe un rnd;k) axial radial cu role butoia pe un singur

rnd.

Rulmenii cu role cilindrice suport sarcini de 1,7 ori mai mari dect cei cu bile ipot funciona la turaii sporite.



11/23


Rulmenii cu dou rnduri de corpuri de rulare suport sarcini de 1,5 ori mai mari.Rulmenii cu role cilindrice lungi sau cei cu ace se folosesc cnd sunt necesare

diametre exterioare reduse sau foarte reduse.Rulmenii cu role conice i cei cu role butoia dispuse pe dou rnduri pot fi

ncrcai de 1,9 ori mai mult fa de cei cu role dispuse pe un singur rnd.Rulmenii oscilani pot suporta nclinarea axei de rotaie a arborilor sau osiilor cu

2-3. Dup precizia de execuie, care influeneaz precizia de funcionare, corespundnecesitilor de utilizare sunt prescrise un numr de patru clase de precizie P0, P6, P5,P4 (STAS 4207-70) toleranele cele mai strnse fiind cele ale clase.

Numrul mare al caracteristicilor constructive i dimensionale care trebuieindicate pentru identificarea unui rulment au impus necesitatea unei simbolizricodificate. Dimensiunile rulmenilor au fost sistematizate n serii de diametre (notate cuuna din cifrele 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4) i serii de limi (notate cu una din cifrele 0, 1, 2, 3, 4,5, 6). Prin definiie rulmenii din aceeai serie de diametre care au acelai interior voravea i acelai diametru exterior. Combinaiile seriilor de diametre i limi dau natereseriilor de dimensiuni.

n construcia de aparate, se utilizeaz de cele mai multe ori rulmeni dedimensiuni reduse, care pentru un diametru de alezaj mai mic de 10 mm, uneori suntdenumii rulmeni miniaturali. Ca tipuri constructive se utilizeaz n special rulmeniradiali i radiali-axiali cu bile.

II.2.3 Rulmenii nestandardizai

Pentru multe explicaii din domeniul construciei de aparate, tipurile constructivei dimensionale ale rulmenilor standardizai nu pot fi utilizate datorit spaiului redusavut la dispoziie pentru lagr, sau a condiiilor tehnice speciale. S-au creat astfel tipuri

noi de rulmeni cu o arie de utilizare mai restrns, rulmenii nestandardizai care suntde asemenea supui unui proces de tipizare i normalizare odat cu cretereacantitativ a produciei. O clasificare a rulmenilor nestandardizai poate fi fcut nraport cu turaia de lucru i anume rulmenii de turaie joas i rulmeni de turaie nalt.

Rulmenii de turaie joas cuprind o mare varietate de tipuri. n aceastcategorie se poate ncadra rulmenii miniaturali de construcie special. Se ntlnesc irulmeni miniaturali de construcie simplificat, cu bile libere, sau la care lipsete inelulinterior sau exterior, nlocuii direct de arborele cilindric sau conic al aparatului sau decarcasa aparatului. Cercetrile experimentale nu arat c rulmenii miniaturali, care nlocul inelului interior lucreaz direct cu terminaia conic a arborelui aparatului, prezintunele avantaje n comparaie cu lagrele pentru vrfuri sau cu centrajele. Astfel, la un

moment de frecare comparabil ca mrime cu al lagrelor pentru vrfuri, variaiaacestuia n timpul unei rotaii este de peste dou ori mai mic dect n lagrele pentruvrfuri i centrajele conice. n plus, trebuie menionat montajul simplu i un cost defabricaie relativ sczut.

n construcia aparatelor optico-mecanice de precizie se cer uneori lagre cudiametru mare al cilor de rulare. Acestea nu sunt ncrcate la capacitatea lor maxim,cerinele fiind axate mai ales de precizia deplasrii. S-au utilizat iniial lagre prinrostogolire cu patru ci de rulare. Pentru a avea capacitatea de ncrcare idurabilitatea corespunztoare cile de rulare trebuie executate dintr-un material capabils fie durificat prin tratament termic. Din aceast construcie s-au dezvoltat rulmenii cucile de rulare din srm, la care cile de rulare sunt realizate din srm de oel avnd

o duritate HB= 4500 ... 5000 [N/mm]. n aceast construcie apare ca un avantajdeosebit faptul c materialul corpului nu trebuie s fie dur, deci nu este necesarclirea, eliminndu-se astfel i o surs de deformaii, cea datorat tensiunilor termice.



12/23


Soluia constructiv este destinat n special ncrcrilor axiale, unghiului fiind = 45 60. Din motive de montaj unul din corpuri se execut din dou buci, plcueleintermediare fcnd posibil reglajul jocului din lagr. Precizia funcionrii este legat deexecuia cilor de rulare, care pot fi libere sau ncastrate n corp, soluie maiavantajoas pentru montaj i ntreinere.

n condiiile unor ncrcri mari i a unei precizii de funcionare ridicate, este

necesar rodarea lagrului. n cazul cilor de rulare ncastrate se poate executa naintede rodaj o rectificare preliminar care scurteaz mult timpul necesar rodajului.Pentru unele aplicaii speciale, cum ar fi lagrele suspensiei cardanice a

giroscoapelor, a aprut necesar crearea unor lagre de o sensibilitate deosebit, lacare momentul de frecare care acioneaz asupra arborelui mobil este redus prinaplicarea unui moment oscilant asupra corpurilor de rostogolire cu o frecven mai maredect frecvena de rotaie a arborelui. Aceasta se obine printr-o construcie deosebit arulmentului, la care exist trei inele i dou rnduri de bile.

Inelul intermediar antrenat din exterior execut micarea de oscilaie care setransmite bilelor. Dac deplasrile axiale datorate dilatrilor termice sunt nsemnate seutilizeaz construcia cu inelul intermediar neted. Pentru simplificarea construciei imicorarea gabaritului, inelul interior poate fi eliminat, calea de rulare fiind realizatdirect de arborele aparatului.

Rulmeni de turaie nalt se consider c sunt rulmenii la care produsul dm*n 300.000unde dm este diametrul mediu al rulmentului [mm]; n - turaia n rot/min, suntde turaie nalt. Ca tipuri constructive se folosesc rulmenii radiali i radiali-axiali cu unsingur rnd de bile. Mrimea unghiului de contact (nchis la dreapta care unetepunctele de contact dintre bile i inele i urma planului perpendicular pe axarulmentului), se alege n funcie de raportul dintre ncrcarea axial Pa i ncrcarearadial Prdin rulment.

Unele recomandri n aceast privin sunt prezentate n tabelul de mai jos.

RaportulPa/Pr

ncrcarea axial Pa Valoarea produsuluidm*nmax [mm rot/min]

Unghiul ngrade

0 0,35 (>0,25 nu se recomand 450.000

(colivie matriat)0 12

0,36 0,8 1.200.000 120,36 1,2 1.200.000 26

>1,2 900.000 36Pentru turaii >100.000 rot/min i Pa

>0,6Pa1.200.000 2.000.000 12 - 26

II.2.4 Simbolizarea rulmenilor

Simbolizarea rulmenilor este necesar: la marcarea pe fiecare rulment, lanotarea pe desene tehnice i n listele de schimb, la precizarea comenzilor i livrrilor,pentru catalogarea tuturor tipodimensiunilor i identificarea interschimbabilitii lor dincataloage.

Simbolizarea se face prin cifre sau prin grupe de cifre ce caracterizeazrulmentul ca mrime serie de limi pentru acelai diametru interior d tip caracteristici speciale.

Gradul preciziei al rulmenilor se simbolizeaz prin litere.Simbolul rulmenilor se compune din simbolul de baz, sub form de cifre, litere,

sau alfanumeric i din simbolurile suplimentare.Semnificativ este grupa ultimelor dou cifre caracteristice mrimii rulmentului.

Pentru diametre interioare d cuprinse ntre 20 i 495 mm, numrul constituit din ultimele



13/23


dou cifre ale simbolului unui rulment prin nmulire cu numrul 5 indic diametrul d. Deexemplu, diametrul d al unui rulment reprezint simbolul 92218 este: d = 18 * 5 = 90mm, care este i diametrul nominal al fusului. Corespunztor acestei mrimi, celelaltedimensiuni ale rulmentului se extrag din catalog sau din tabele cuprinse n standarde.

Citirea simbolurilor se face astfel : prima cifr reprezint seria de limi, a douacifr seria diametrelor exterioare pentru acelai diametru interior.

II.2.5 Alegerea rulmenilor

Alegerea rulmenilor standardizai comport dou faze alegerea orientativ ialegerea definitiv.

Alegerea preliminar sau orientativ stabilete tipul rulmentului pornind de ladirecia forei principale (reaciunii) din lagr, avndu-se n vedere caracteristicile debaz ale diferitelor tipuri de rulmeni.

Alegerea definitiv a seriei i a dimensiunilor tipului de rulment ales n prima fazse face pe baza calculelor, n funcie de mrimea sarcinii, a turaiei, de durata defuncionare i de alte condiii de funcionare cnd acestea se impun.

Datorit avantajelor standardizrii, rulmenii se supun numai calculelor pentrudeterminarea sau verificarea capacitii de ncrcare dinamic i a durabilitii, pe bazasarcinii dinamice echivalente, care-i solicit.

n tabelul de mai jos sunt prezentate diferite variante constructive de rulmeni irecomandri de utilizare.

Rulmeni cubile

Recomandri de utilizare Rulmeni curole

Recomandri deutilizare

Radial pe unrnd

au frecrile cele mai mici suport sarcini (ncrcri)

axiale mari i viteze relativmari

Radiali cu rolecilindrice simplesau nfurate

capacitatea de ncrcareradial mai mare de 1,7ori dect la cei cu bile

Radial cuaib de

etanare peambele pri

Radiali cu rolecilindrice pedou rnduri

pentru situaii cnd se cereprecizie mare i capacitateportant ridicat

Radial tipmagnetou

pentru turaii mari i sarcinimici

Radiali-axiali curole conice

preiau simultan sarciniradiale i axiale mai maridect la cei cu bile

Radiali-axialipe un rnd

preiau sarcini mari n ambelesensuri i reglarea joculuiaxial

Radiali-axiali curole butoi

aezai pe dou rndurisuport ncrcri mari ipermit nclinarea fusurilorcu 2-3

Radiali-axiali

pe dournduri

capacitatea portant este de

doar 1,5 ori mai mare dect acelor cu un singur rnd debile

Radiali cu ace

cnd gabaritul radial

trebuie s fie mic

Radiali-oscilani pe

dou rnduri

preiau sarcini axiale mici darasigur paralelismulpermanent al cuplei fus cuzinet (unul din inele sepoate nclina la 2-3)

Axiali cu rolecilindrice

pentru sarcini mari iviteze mici(au frecri maride alunecare)

Axiali cusimplu efect preiau numai sarcini axiale i

lucreaz la turaii medii

Axiali cu roleconice

funcioneaz cu frecrimai mici dect ceianteriori

Axiali cudublu efect

Axiali-oscilani pentru ncasri mari ituraii relativ reduse

Cnd se cunosc diametrul fusului, precizia impus n exploatare, mrimea,natura i sensul sarcinii, se alege tipul de rulment i apoi se verific durata defuncionare.



14/23


Cnd se cunoate diametrul fusului, alegerea se realizeaz n dou etape: etapapreliminar: se stabilete tipul rulmentului n funcie de direcia

sarcinii principale din lagr; etapa final: se calculeaz dimensiunile i seria tipului de rulment

stabilit la prima etap, innd seama de valoarea sarcinii, a turaiei , dedurata de funcionare i de condiiile de exploatare.



15/23


NCRCAREA RULMENILOR

III.1 ncrcarea rulmentului radial

III.1.1 Rulmentul nencrcat

Pentru lagrele radiale utilizate n construcia de aparate, mrimea joculuidiametrului n rulmentul nemontat are valori ntre 5 ... 20 m. Aceste valori se grupeazpe intervale, n funcie de domeniul de utilizare al rulmentului. Prezena jocului permiteo deplasare axial relativ n rulmentul nencrcat. Preluarea acestei deplasri duce laun contact unghiular al bilei cu calea de rulare. Rulmentul nencrcat mai permite i

deplasarea unghiular relativ ale celor dou inele.Unghiul de nealiniere este definit ca unghiul maxim cu care poate fi rotit inelulinterior n raport cu cel a inelului exterior.

III.1.2 Rulmentul ncrcat

La rulmentul ncrcat, sarcina este transmis de la un inel la altul prin corpurilede rulare. Numrul acestora fiind mai mare dect doi, sistemul este static nedeterminat.ncrcarea fiecrui corp de rulare este influenat de deformaiile elastice din zonele decontact. Pentru determinarea acesteia s-a plecat de la ipoteza unui joc radial nul i aunei astfel de dispoziii a bilelor, nct pe direcia ncrcrii s se gseasc o bil. n

acest mod ncrcarea radial va fi suportat numai de bile care se gsesc subdiametrul orizontal.n rulment exist un joc radial, care n urma montajului pe arbore sau n carcas

se poate anula sau deveni negativ, ntre bile i inele existnd astfel o strngere. Deobicei s-a considerat existena unui joc pozitiv, iar coeficientul egal cu cinci. Cercetrileulterioare au permis stabilirea dependenei ncrcrii bilelor n funcie i de strngereasau jocul din rulment. Deformaia din dreptul bilei se exprim n raport cu deplasareabilei celei mai ncrcate. Valorile pozitive corespund jocului, iar cele negative strngerii. n definirea jocului trebuie s se in seama de modificrile produse de strngereainelelor la montaj i variaiile de temperatur.

Pentru o sarcin radial dat, un joc efectiv i a anumit construcie a rulmentului

caracterizat prin valorile ncrcrii maxime ce revine unei bile, ale mrimii poriunii ncrcate, precum i deformarea i deplasarea corespunztoare bilei cele maincrcate. Datorit neliniaritii ecuaiilor, sistemul poate fi rezolvat numai numeric, priniteraie.

Dac este vorba de un montaj rigid al rulmentului, deplasarea radial a centruluirulmentului este egal cu deplasarea maxim a bilei cele mai ncrcate.

III.2 ncrcarea rulmenilor radiali-axiali montai pereche



16/23


III.2.1 ncrcarea axial

Pentru o poziie riguroas, se folosete adesea o pereche de rulmeni montai cuprestrngere, fr joc. n acest caz mecanismul ncrcrii i deformaiilor prezint uneleparticulariti. Admind c ncrcarea este numai axial, iar montajul se face cu o

prestrngere iniial, acesteia i va corespunde deplasarea axial relativ i unghiulefectiv de contact. Fora axial exterioar va ncrca n mod diferit cei doi rulmeni ianume, asupra unuia fora acioneaz n sensul prestrngerii, mrind ncrcarea, iarasupra celuilalt n sens invers, micornd ncrcarea. La depirea valorii ncrcriicritice funcionarea lagrului devine defectuoas, ncrcarea fiind preluat numai de unsingur rulment, iar jocurile ce apar n rulmentul descrcat influeneaz negativ preciziai comportarea dinamic a ansamblului. Va trebui respectat condiia Pa


17/23


considera c aceast micare de pivotare va apare numai n raport cu calea de rulare lacontactul cu care momentul frecrii de pivotare este mic. Cum de regul momentul defrecare la contactul cu calea interioar este mai mare, rezult c bila se rostogoletefr pivotare pe calea interioar (despre care se spune astfel c va controla micarea)i se rostogolete i pivoteaz n raport cu cea exterioar.

III.3.2 Rulmeni de turaie nalt

Dac rulmentul funcioneaz la turaii nalte, datorit aciunii forelor centrifuge,fora de apsare asupra bilei la contactul celor dou inele va fi diferit i ca urmare iunghiurile de presiune vor avea valori diferite. Sub aciunea momentelor giroscopicemai exist tendina unor rotiri suplimentare ale bilei care, n funcie de vitez i decondiiile de ungere din rulment, nu vor putea fi ntotdeauna mpiedicate de forele defrecare. Apare n acest caz patinarea bilelor cu efecte defavorabile asupra momentuluide frecare din rulment. Forele exterioare care acioneaz asupra rulmentului suntlegate de deformaiile totale axiale i radiale.

Analiza teoretic poate fi adncit i mai mult prin considerarea interaciunii ntrebile i colivie, datorit creia se limiteaz practic amplitudinea de variaie a vitezelororbitale a bilelor n jurul valorii medii, adic viteza unghiular a coliviei. Volumul mare alcalculelor justific analiza complet numai n cazuri speciale cum s-a procedat, deexemplu, pentru rulmenii aparatelor utilizate n misiuni aerospaiale. n situaiiparticulare, mai simple, cum ar fi rulmenii radiali ncrcai simetric, numrulnecunoscutelor se reduce considerabil.

n condiiile n care ntre bile i cile de rulare exist un regim de frecare uscatsau mixt, se poate considera c momentul giroscopic este insuficient a produce rotaiabilei n zona ncrcat a lagrului. Ca urmare unghiul va fi nul, vectorul rotaiei bileigsindu-se astfel n planul ce trece prin axa rulmentului i centrul bilei. n plus, dac seutilizeaz ipoteza controlului bilei, adic se consider c bila se rostogolete ipivoteaz n raport cu calea de rulare care controleaz micarea i se rostogolete ipivoteaz n raport cealalt cale de rulare, va rezulta c fora de frecare care se opunemomentului giroscopic (momentul giroscopic fiind nul) va aciona numai la contactul cucalea conductoare. Analiza dinamicii i cinematicii bilei este astfel mult simplificat.

n condiiile frecrii uscate ipoteza controlului bilei d rezultate suficient deprecise numai pentru vitezele orbitale ale bilei, i pentru cale de pivotare care nu sunt nrealitate nule n raport cu nici una dintre ci.

Valorile unghiurilor care stabilesc pentru o anumit ncrcare i turaie arulmentului, trebuie determinate i n acest caz, analizndu-se poziia bilei care, pentrusituaia ncrcrii simetrice a rulmentului, este mult simplificat. Controlul bilei de ctre

inelul interior sau exterior rezult din analiza ecuaiei de momente pe direciaperpendicular pe cea a micrii orbitale (componente sunt momentele de pivotare).Nendeplinirea condiiilor duce la un control excitant de inelul exterior.

La funcionarea n regim de turaie redus sau medie este de obicei ndeplinit,astfel nct controlul bilei va fi asigurat de inelul interior. La turaii nalte, datorit aciuniiforei centrifuge, fora devine mai mare i peste o turaie limit controlul este preluat dectre inelul exterior.

Trebuie menionat nc o dat c n condiiile frecrii fluide, ipoteza controluluibilei nu mai este valabil. Pentru analiza cinematic a rulmentului impunndu-se uncalcul complex.

III.3.3 Alunecarea diferenial (microalunecarea)



18/23


Din cauza formei geometrice a elementelor aflate n micare de rostogolire i adeformaiilor elastice, suprafaa de contact va fi curb, raza ei n planul perpendicularpe direcia micrii fiind egal cu media armonic a razelor de curbur n planulrespectiv.

Din cauza acestei curburi vitezele liniare ale punctelor din zona de contact vor fi

diferite. Numai anumite puncte vor realiza condiia egalitii vitezelor, deci rostogolireapur. Celelalte puncte vor fi supuse unor alunecri parial naintate i parial napoi.Mrimea vitezelor de alunecare diferenial poate fi determinat prin calcule.Considerndu-se contactul bilei cu cele dou ci de rulare dintr-un rulment radial-axial,n care inelul exterior este fix, pentru a analiza micarea relativ se va da legat decentrul bilei s rmn fix.

n condiiile regimului de frecare uscat sau mixt, n realitate nu va existaalunecare diferenial pe ntreaga suprafa de contact, forele de frecare provocnd oaderen care mpiedic alunecarea relativ pe o anumit poriune. Aderena provoac n acele zone eforturi unitare tangeniale, care vor contribui ca i cele din zonaalunecrii difereniale la crearea momentului rezistent de rostogolire, modificndcaracterul uzurii. Prin alegerea corespunztoare a parametrilor geometrici ai rulmentuluise pate modifica poziia liniilor de rostogolire pur, astfel nct zona central a elipsei decontact, cea mai solicitat de tensiunile normale de contact, s intre n zona deadeziune fr alunecare diferenial, rezultnd n acest mod o micorare a uzurii.

III.4 Capacitatea de ncrcare a rulmenilor

III.4.1 Capacitatea de ncrcare static

Se consider c ncrcarea static apare n situaia cnd rulmentul suportsarcina fr a se roti, sau efectueaz numai oscilaii de foarte mic amplitudine. nacest caz sarcinile limit se stabilesc pe baza deformaiilor permanente din corpurile derostogolire i inele. Se consider plastice mai mici de 0,0001 din diametrul corpurilor derulare au un efect redus asupra funcionrii rulmentului. Dac deformaiile devin maimari, n corpurile de rostogolire sau inele, vor provoca la rotaia rulmentului vibraii izgomot. De aceea, capacitatea de ncrcare static se definete ca ncrcarea ceprovoac o deformaie permanent de 0,0001 din diametrul bilei celei mai ncrcate.

Mrimea deformaiilor plastice nu poate fi determinat direct cu ajutorul relaiilorlui Hertz. Bazat pe date experimentale, pentru oelurile de calitate avnd o duritate de63,5 65,5 HRC.

Pentru rulmenii standardizai s-au stabilit relaii de calcul, asimilate i destandardele noastre (STAS 7165-65) care permit determinarea direct a capacitii dencrcare statice.

Compararea sarcinii efective care acioneaz asupra rulmentului, cu capacitateastatic de baz, se face prin intermediul sarcinii statice echivalente. Aceasta reprezintncrcarea radial sau axial, dup caz, care provoac aceeai deformaie permanentla locul de contact cel mai ncrcat ca i sarcin real de ncrcare.

Pentru rulmenii la care nu exist n catalog date privind capacitatea de ncrcarestatic, cum sunt rulmenii cu cile de rulare din srm, se poate face verificarea ladeformaii permanente, dup deformarea n prealabil a sarcinii care acioneaz asupra

corpului de rulare cel mai ncrcat. Sarcina static echivalent admisibil n exploatare,depinde i de condiiile de lucru ale rulmentului.III.4.2 Capacitatea de ncrcare dinamic



19/23


Dac pentru rulmenii aflai n repaus, ncrcai corect, se poate obine o duratde via practic nelimitat, la rulmenii n micare, ncrcai, lubrifiai i etanai corect,durabilitatea este limitat din cauza oboselilor materialelor. Semnele de oboseal aparfie pe calea de rulare, fie pe corpul de rulare i se manifest iniial printr-o microfisuraresub stratul superficial care nainteaz progresiv spre suprafa, provocnd n final

dislocri de material.Durabilitatea unui rulment se exprim prin numrul de rotaii efectuate de rulmentnainte de apariia primelor semne de oboseal. n cazul unei grupe de rulmeni identicicare lucreaz n condiii, s-a constatat c nu toi au aceeai durabilitate. Dispersia nueste efectul preciziei de prelucrare neuniforme, ci se datoreaz materialului, incluziuniledin material constituind punctele de slab rezisten de la care pornete oboseala ideteriorarea. Probabilitatea de distrugere se consider astfel proporional cu ncrcarea materialului, cu schimbrile n condiiile de ncrcare i cu volumul dematerial aflat sub tensiune.

Toate aceste probleme privind dispersia fac ca toate aprecierile referitoare ladurabilitatea rulmenilor s aib un caracter static. De aceea pentru a descriedurabilitatea se aleg practic unul sau dou puncte de pe curba dispersiei i anume:numrul de rotaii pe care le suport 90% din rulmeni cuprini ntr-un grup (S = 0,9),valoare denumit durabilitate de baz i uneori numrul de rotaii pe care le suport50% din rulmeni cuprini n grup. Cunoscnd durabilitatea i pierderilecorespunztoare unui grup de rulmeni la o anumit ncrcare.

Capacitatea de ncrcare dinamic de baz a unui grup de rulmeni radiali(axiali) este definit ca sarcina radial (axial) de valoare constant, pentru care, cuinelul interior rotitor i cel exterior fix, rulmenii au o durabilitate de baz egal cu unmilion de rotaii. Pentru rulmenii radiali-axiali se ia n consideraie componenta radial aacelei sarcini care provoac o deplasare numai radial a inelului rulmentului.

Calculul capacitii dinamice a rulmentului pornete de la capacitatea dinamicde baz a unui punct de contact bil-inel, determinndu-se apoi statistic valoareacorespunztoare rulmentului ntreg. Pentru rulmenii standardizai s-au stabilit directformule aproximative pentru calculul capacitii dinamice de ncrcare, formule asimilatei de standardele noastre (STAS 7160-65). n afar de aceasta, cataloagele firmelorproductoare indic totdeauna, alturi de dimensiunile principale ale rulmenilor, ivalorile capacitilor dinamice de baz.

Ca i n cazul ncrcrii statice a rulmenilor, pentru a putea compara sarcinaefectiv cu capacitatea de ncrcare, este necesar s se determine sarcina echivalent,care reprezint ncrcarea radial (sau axial pentru rulmenii axiali), ce asigur odurat de funcionare identic cu a ncrcturii rele combinate.



20/23


PROBLEME PRIVIND MONTAJUL, UNGEREA

I ETANAREA RULMENILOR

Montajul are o mare importan pentru buna funcionare a rulmenilor, experienaartnd c de cele mai multe ori defeciunile i deteriorrile provin dintr-un montajincorect.

Montajul corect presupune n primul rnd alegerea unui ajustaj corespunztor,care depinde de o serie de factori cum sunt : calitatea suprafeelor, forma geometric aarborelui i alezajului, regimul termic, ncrcare, precizia i rigiditatea ceruteansamblului. n alegerea ajustajelor trebuie inut cont de faptul c rulmenii poziia imrimea cmpurilor de toleran pentru exteriorul inelului exterior i pentru interiorul

inelului sunt identice, i anume, abaterea superioar este zero, iar cea inferioardepinde de mrimea i clasa de precizie a rulmentului. ntruct n domeniuldimensiunilor mici, cmpurile de tolerane standardizate nu satisfac ntotdeaunacerinele ridicate de precizie impuse, adesea se utilizeaz cmpuri de tolerane nguste.Firmele productoare de rulmeni miniaturali vin n ntmpinarea acestei cerine,sortnd i marcnd rulmeni n subgrupe dimensionale. ntre rulment i elementul defixare se alege o strngere cu att mai mare cu ct sarcina i viteza cresc. n tabelsuntprezentate date privind toleranele asamblrii rulmenilor miniaturali din clasa deprecizie P5.



21/23


Pentru definitivarea constructiv a montajului trebuie s se asigure o raz deracordare a suprafeei de sprijin mai mic dect corespunztoare inelului rulmentului,iar nlimea acestei suprafee s fie suficient pentru a garanta o poziionare corect arulmentului la ncrcarea axial (figura 6).

Fig. 6 Poziionarea rulmentului la ncrcarea axial

Totodat nu trebuie atins dect un singur inel, recomandndu-se rondele intermediare .Pentru fixarea axial a rulmenilor se folosesc n general dou sisteme:a) Se fixeaz axial un singur rulment, iar cellalt se poate deplasa axial

pentru a prelua modificrile dimensionale datorate variaiilor de temperatur ;b) Se fixeaz ambii rulmeni, iar preluarea variaiilor dimensionale termice

este asigurat de un sistem de compensare elastic. Pentru aceasta sefolosesc elemente elastice intermediare (figura 7a) cu ajutorul crora seregleaz i strngerea iniial de montaj, sau, chiar elasticitatea capacului ncare este fixat rulmentul (figura 7b).

Fig. 7 Sisteme de fixare axial a rulmenilor

n cazul n care este dificil asigurarea alinierii alezajelor de fixare a rulmenilor

direct din prelucrare, o soluie const n fixarea rulmentului la capac liber, care, duppoziionarea corect la montaj, se fixeaz de corpurile ansamblului.Pentru rulmenii miniaturali, reglarea jocului sau a strngerii de montaj se face

adesea prin montarea rulmentului ntr-o pies intermediar filetat (figura 8a). Proteciampotriva ocurilor mari poate fi asigurat tot cu ajutorul unor elemente elastice, ca nfigura 8b.

O problem deosebit de important o constituie lubrifierea rulmenilor, care arerolul de a micora momentul de frecare i uzur, asigurnd n acelai timp o protecieanticorosiv, o funcionare mai silenioas i contribuind la disiparea cldurii degajateprin frecare. Lubrifierea se face cu uleiuri sau unsori consistente, alegerea tipuluidepinznd n primul rnd de condiiile de ncrcare i funcionare.

Uleiurile se aplic cu ajutorul unei seringi, o pictur (4 ... 8 mg) fiind n generalsuficient. Pentru doze mai mici se recurge la dizolvarea uleiului ntr-un solvent volatil



22/23


adecvat. Unsorile se aplic cu ajutorul seringilor echipate cu un dispozitiv distribuitorspecial. n general se umple 25 50% din volumul disponibil n rulment.

Fig. 8 Montarea rulmentului ntr-o pies intermediar

Pentru a mpiedica ptrunderea impuritilor n zona de lucru a rulmentului,precum i pentru limitarea pierderilor de lubrefiant, trebuie luate msuri de etanare arulmenilor. Cele mai multe tipuri de rulmeni standardizai sau tipizai pot fi prevzutechiar din construcie cu elemente de etanare. Pentru rulmenii de capt, capaceleasigur un mijloc practic i eficient de etanare.

Etanarea este de mai multe tipuri (figura 9) cum ar fi:

Fig. 9 Etanarea rulmenilor

a) etanare cu inele de pist;b) etanare cu labirini;c) etanare cu inel de cauciuc;d) etanare prin construcie.



23/23


1. Damian, Tr. Calculul i construcia elementelor de mecanic fin, vol. II,Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1972

2. Damian, Tr. Construcii la studiul i ncrcarea lagrelor pentru vrfuri,tez de doctorat, Institutul politehnic Bucureti, 1968

3. Damian, Tr. Influena uzurii din lagrele cu suprafee sferice asupraerorii fundamentale de indicare a aparatelor, Construcia demaini, 6, 1973

4. Constantinescu, V.N. Lubrificaia cu gazeEditura Academiei Bucureti,1963

proiect lagare

Documents