| CATEGORII DOCUMENTE |
| Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
ASAMBLARI PRIN FORMA
ASAMBLARI PRIN PENE LONGITUDINALE
Asamblarile prin pene longitudinale sunt asamblari demontabile de tip arbore - butuc, destinate transmiterii unei miscari de rotatie si a unui moment de torsiune si uneori ghidarii deplasarii axiale a butucului fata de arbore. Organul de asamblare este pana, montata intr-un canal executat partial in arbore si partial in butuc sau numai in butuc. Directia canalului este paralela cu axa arborelui, de unde vine si denumirea de pana longitudinala.
In functie de modul de transmitere a sarcinii, se deosebesc asamblari prin pene cu strangere si asamblari prin pene montate fara strangere.
Asamblarile prin pene montate fara strangere (fig. 3.2) transmit sarcina prin contact direct intre arbore si pana si in continuare la butuc. Aceste asamblari pot folosi pene paralele cu capete rotunde (fig. 3.2, a) sau cu capete drepte (fig. 3.2, b) fixate in canalul din arbore fara suruburi (fig. 3.2, a) sau cu suruburi (fig. 3.2, b). Aceasta ultima varianta (fig. 3.2, b) utilizeaza doua suruburi pentru a evita smulgerea penei din locas, gaura filetata de la mijlocul penei folosind pentru extragerea ei din locasul din arbore, prin insurubarea unui stift filetat. Alte tipuri de pene utilizate la aceste asamblari sunt penele disc (fig. 3.2, c) si penele cilindrice. Asamblarile prin pene longitudinale montate fara strangere sunt cele mai intalnite in constructia de masini fiind sigure in functionare, avand o montare si demontare simple si asigurand coaxialitatea pieselor asamblate.
|
a b c Fig. 3.2 |
Asamblari prin pene paralele
Asamblarile prin pene paralele se utilizeaza pe scara larga in constructia de masini, pentru a transmite momente de torsiune mici-medii.
Penele paralele sunt standardizate [84] in trei forme (fig. 3.3): cu capete rotunde - forma A, cu capete drepte - forma B si cu un capat rotund si unul drept - forma C. Pana are sectiunea transversala dreptunghiulara, asigurand contact pe fetele laterale cu canalele din arbore si butuc si pe fata inferioara cu canalul din arbore. Intre fata superioara a penei si canalul din butuc exista joc.
Forma A Forma B Forma C
Fig. 3.3
Canalul din arbore se executa cu freza deget la pene cu capete rotunde (forma A sau C) si cu freza disc la pene cu capete drepte (forma B). Canalul din butuc este deschis si se executa prin mortezare sau prin brosare (la productie de serie mare, cand numarul pieselor justifica costul sculei).
Penele paralele se executa din OL 6O (recomandat prin standard [84]) sau din alte oteluri.
Asamblarile prin pene paralele se clasifica, dupa rolul functional, in asamblari fixe si asamblari mobile. La asamblarile fixe (fara deplasari relative intre butuc si arbore) se utilizeaza pene paralele fixate fara suruburi. La asamblarile mobile (cu deplasari axiale ale butucului fata de arbore) se folosesc pene paralele fixate cu suruburi (v. fig. 3.2, b). Lungimea acestora se alege in functie de deplasarea necesara a surubului. Gaurile filetate din arbore necesare fixarii penei micsoreaza rezistenta arborelui, ceea ce limiteaza folosirea penelor paralele fixate cu suruburi.
Sarcina exterioara se transmite de la arbore la pana si in continuare la butuc prin contact pe fetele laterale ale penei. Ca urmare, solicitarea principala a asamblarii este cea de strivire pe suprafetele de contact, o alta solicitare, mai putin importanta, fiind cea de forfecare a penei. Schema de calcul a asamblarii prin pana paralela este prezentata in fig. 3.4.
|
|
Fig. 3.4
Calculul se efectueaza in urmatoarele ipoteze:
presiunea pe fetele laterale, active, ale penei este uniform distribuita;
pana este montata jumatate in arbore si jumatate in butuc;
bratul rezultantei F care actioneaza pe fiecare din fetele active ale penei este egal cu d/2 (v. fig. 3.4).
Verificarea la strivire a asamblarii se efectueaza cu relatia
de unde rezulta lungimea de calcul necesara a penei
Verificarea la forfecare a penei se efectueaza cu relatia
In relatiile de mai sus s-au notat cu: Mt - momentul de torsiune transmis de asamblare; d - diametrul arborelui, b - latimea penei, h - inaltimea penei, lc - lungimea de calcul a penei, sas - rezistenta admisibila la strivire a materialului mai slab (de regula materialul penei, pentru ca sa se evite deteriorarea arborelui sau butucului), taf - rezistenta admisibila la forfecare a materialului penei.
In cazul asamblarilor fixe, rezistenta admisibila la strivire recomandata este:
sas = 100.120 MPa, pentru sarcina constanta, fara socuri; sas = 65.100 MPa, pentru sarcini pulsatorii; sas = 35.50 MPa, pentru sarcini alternante, cu socuri. Se lucreaza cu rezistente admisibile micsorate atunci cand, datorita sarcinii variabile, exista tendinta iesirii penei din locas.
In cazul asamblarilor mobile, in locul tensiunii de strivire ss se calculeaza presiunea p care trebuie limitata la o presiune admisibila pa, pentru a se evita expulsarea lubrifiantului dintre suprafetele in miscare relativa. Se recomanda valori pa = 10.30 MPa [5, 11, 14, 16].
Pentru verificarea la forfecare se recomanda rezistente admisibile la forfecare taf = 100 MPa. Deoarece dimensiunile sectiunii transversale ale penei (b si h) sunt standardizate astfel incat solicitarea de strivire sa fie solicitarea principala, verificarea de forfecare nu este necesara.
Calculul unei asamblari prin pana paralela, pentru care se cunosc momentul de torsiune Mt care incarca asamblarea, caracterul sarcinii (statica sau variabila), tipul asamblarii (fixa sau mobila) si uneori diametrul arborelui d si lungimea butucului, se desfasoara in urmatoarele etape:
daca nu se cunoaste diametrul arborelui, se determina din conditia de rezistenta la torsiune
unde tat =15 . 55 MPa este rezistenta admisibila la torsiune micsorata pentru a se tine seama si de solicitarea de incovoiere a arborelui (se lucreaza cu valori mai mici la arbori lungi, la care solicitarea de incovoiere este mai pronuntata si cu valori mai mari la arbori scurti si rigizi);
in functie de diametrul d se aleg, din standardul de pene paralele, dimensiunile sectiunii transversale ale penei (b si h);
se determina, din conditia de rezistenta la strivire, lungimea de calcul necesara lc si apoi lungimea totala a penei l (l = lc + b - pentru pana de forma A, l = lc - pentru pana de forma B, l = lc + b/2 - pentru pana de forma C), alegandu-se o lungime standardizata;
daca lungimea butucului nu permite montarea unei pene cu toata lungimea de calcul necesara lc in contact cu butucul, se monteaza doua pene identice cu lungimea lc /2, dispuse la 180s;
daca se cunoaste lungimea butucului, se poate alege o lungime standardizata l a penei, efectuandu-se in continuare o verificare la strivire;
eventual, se verifica pana la forfecare.
ASAMBLARI PRIN CANELURI
Definire si clasificare
Asamblarile prin caneluri sunt asamblari de tip arbore-butuc destinate transmiterii unui moment de torsiune si unei miscari de rotatie. Ele se pot asimila ca asamblari prin pene paralele multiple, solidare cu arborele si distribuite uniform pe circumferinta acestuia.
In comparatie cu asamblarile prin pene paralele, asamblarea prin caneluri prezinta o serie de avantaje:
capacitate mai mare de incarcare, datorita suprafetei active de contact mai mare;
rezistenta mai mare la oboseala, datorita micsorarii concentratorului de tensiune si maririi sectiunii efective a arborelui;
centrare si ghidare mai precisa a butucului pe arbore,
dar si de dezavantaje:
tehnologie mai pretentioasa;
precizie de executie mai ridicata si implicit cost mai ridicat.
Asamblarile prin caneluri se clasifica dupa criteriile prezentate in continuare.
Rolul functional imparte asamblarile canelate in asamblari fixe (fara miscare relativa intre butuc si arbore) si asamblari mobile (cu deplasare axiala a butucului pe arbore).
Forma proeminentelor imparte canelurile
in caneluri cu profil dreptunghiular (fig. 3.7, a), cu profil in evolventa
(fig. 3.7, b) si cu profil triunghiular (fig. 3.7, c). Un caz particular
al asamblarilor prin caneluri triunghiulare sunt asamblarile cu
dinti, dintii fiind proeminente triunghiulare cu
inaltimea redusa.
Arborii si butucii se executa, de regula, din otel. Materialul arborilor si butucilor canelati se stabileste din alte considerente legate de constructia acestora. Totusi, la asamblarile mobile se urmareste obtinerea unei rezistente sporite la uzura, ceea ce implica un tratament termic sau termochimic, in vederea cresterii duritatii superficiale. Dupa tratament suprafetele de centrare se rectifica.
Arborii canelati se prelucreaza prin frezare, prin metoda divizarii sau prin metoda rostogolirii. Frezarea prin divizare se aplica la canelurile dreptunghiulare, frezele deget sau disc avand profilul corespunzator formei canelurii. Aceasta metoda de frezare este mai putin productiva si nu este suficient de precisa datorita erorilor de divizare. Frezarea prin metoda rostogolirii, cu freze melc, este mai productiva si mai precisa. Pentru executia canelurilor evolventice se utilizeaza masini de danturat si freze melc modul. O metoda cu randament sporit pentru prelucrarea canelurilor pe arbore este aceea de deformare plastica la rece prin rulare, metoda care necesita instalatii speciale de putere ridicata.
Butucii canelati se executa prin mortezare sau, la productie de serie mare (care sa justifice costul sculei), prin brosare. Butucii cu caneluri in evolventa se executa numai prin brosare, ceea ce implica utilizarea canelurilor evolventice doar la productii de serie mare.
Asamblari prin caneluri dreptunghiulare
Asamblarile prin caneluri dreptunghiulare sunt cele mai raspandite dintre asamblarile canelate.
In cazul canelurilor dreptunghiulare standardele prevad: modul de centrare, seriile de marimi si dimensiunile corespunzatoare acestora, tolerante si ajustaje, metodologia de calcul si modul de reprezentare in desenul tehnic.
In functie de modul de centrare, canelurile dreptunghiulare se impart in trei categorii (fig. 3.8):
a - cu centrare pe diametrul exterior D, caz in care contactul dintre butuc si arbore are loc pe exteriorul proeminentelor de pe arbore, intre celelalte suprafete existand mici jocuri; este mai putin precisa si se foloseste cand butucul nu este durificat superficial si se poate realiza rectificarea acestuia pe diametrul exterior;
b - cu centrare pe diametrul interior d,
cazul fiind cel mai frecvent folosit datorita preciziei ridicate,
desi rectificarea suprafetelor functionale este mai greu de realizat, arborele necesitand
degajari speciale la baza canelurilor pentru rectificare;
c - cu centrare pe flancuri, caz folosit doar la asamblari care preiau momente de torsiune in ambele sensuri, centrarea nefiind insa precisa si constructia necesitand degajari la baza canelurilor arborelui, pentru rectificare.
Dupa capacitatea de incarcare si modul de cuplare, standardele impart canelurile dreptunghiulare in trei serii de marimi, diferite prin inaltimea canelurilor, prin numarul acestora si prin modul de centrare.
Seria usoara include caneluri care nu transmit integral momentul de torsiune capabil al arborelui cu diametrul d. Aceste caneluri se utilizeaza la asamblari fixe putin incarcate.
Seria mijlocie cuprinde caneluri care, la acelasi diametru d, au acelasi numar de proeminente, dar inaltimea acestora este mai mare decat la canelurile din seria usoara. Canelurile din seria mijlocie transmit integral momentul de torsiune capabil al arborelui cu diametrul d si sunt destinate asamblarilor fixe sau celor mobile cu deplasare axiala in absenta sarcinii.
Seria grea cuprinde caneluri care, la acelasi diametru d si acelasi diametru D, au numar mai mare de proeminente decat canelurile din seria mijlocie. Aceste caneluri transmit integral momentul de torsiune capabil al arborelui cu diametrul d si sunt destinate asamblarilor mobile cu deplasare axiala sub sarcina.
Elemente de calcul. Momentul de torsiune se transmite de la arbore la butuc prin contactul pe fetele laterale ale proeminentelor arborelui si butucului canelat. Solicitarile asamblarilor prin caneluri sunt: strivirea flancurilor active, forfecarea si incovoierea preominentelor. Incovoierea proeminentelor apare doar daca exista joc intre flancuri astfel incat sa faca posibile deformatiile de incovoiere. Solicitarea periculoasa este strivirea, celelalte solicitari fiind neglijabile.
|
Fig. 3.9 |
Schema de calcul a asamblarilor prin caneluri dreptunghiulare este prezentata in fig. 3.9.
Calculul se bazeaza pe prescriptii standardizate [], parametrii de calcul prevazuti in acestea fiind prezentati in continuare.
Suprafata portanta necesara pentru transmiterea momentului de torsiune nominal Mtn
unde
este raza medie a
profilului canelat, iar sas - rezistenta admisibila la strivire,
prevazuta in standard in functie de conditiile de lucru ale
asamblarii (usoare, mijlocii sau grele) si modul de
functionare si cuplare (asamblare fixa sau mobila, cu
cuplare in gol sau in sarcina), la asamblari mobile tensiunea sas inlocuindu-se cu
presiunea admisibila pa,
maxim admisa pentru evitarea indepartarii peliculei de
lubrifiant.
Suprafata portanta efectiva a flancurilor pe unitatea de lungime de contact arbore-butuc se determina cu relatia
in care: 0,75 este un coeficient datorat neuniformitatii distributiei sarcinii pe cele z proeminente, introdus prin considerarea ca circa 75% dintre acestea participa efectiv la transmiterea sarcinii; D - diametrul exterior; d - diametrul interior; c - inaltimea tesiturii.
Lungimea minima necesara a butucului canelat este
.
Verificarea asamblarii canelate se poate efectua cu una din relatiile:
L Lnec,
sau
in care L este lungimea comuna de contact arbore-butuc canelat si Mt cap este momentul de torsiune capabil al asamblarii canelate.
Algoritm de proiectare Dimensionarea unei asamblari prin caneluri dreptunghiulare porneste, de regula, de la cunoasterea momentului de torsiune nominal Mtn, rolului functional al asamblarii (fixa sau mobila) si a conditiilor de lucru (usoare, mijlocii sau grele) si se desfasoara in etapele prezentate in continuare.
Daca nu se cunoaste diametrul interior al arborelui canelat, se predimensioneaza din conditia de rezistenta la torsiune
unde tat = 15.55 MPa [] este rezistenta admisibila la torsiune, conventional micsorata pentru a tine seama si de existenta solicitarii de incovoiere a arborelui; se lucreaza cu valori mai mici daca arborele este lung, cu preponderenta a solicitarii de incovoiere si cu valori mai mari daca arborele este scurt si rigid.
Se alege seria de marime a asamblarii canelate (usoara, mijlocie sau grea), in functie de felul asamblarii si de conditiile de cuplare.
Se aleg, in functie de diametrul interior d de la predimensionare, din standardul seriei alese: diametrul interior d, diametrul exterior D, latimea b, numarul de caneluri z, inaltimea tesiturii c si modul de centrare.
Se determina, in ordine, suprafata portanta necesara S , suprafata portanta efectiva s pe unitatea de lungime a asamblarii si lungimea necesara Lnec a canelurilor. Daca se cunoaste lungimea butucului canelat, se efectueaza un calcul de verificare.
ASAMBLARI PRIN BOLTURI
|
a b c d e f Fig. 3.15 |
Definire, caracterizare
Bolturile sunt utilizate ca elemente de legatura in articulatii. Standardele prevad trei forme principale: fara cap (fig. 3.15, a, b si c), cu cap mic ( fig. 3.15, d si e) si cu cap mare toate aceste forme executandu-se in doua variante: fara gauri de splint-
forma A (fig. 3.15, a) si cu gauri de splint - forma B (fig. 3.15, c, d si f). Bolturile mai pot fi prevazute cu canale pentru inele elastice de rezemare (fig. 3.15, b si e).
Bolturile se executa din OL 50, OL 60, OLC 15, OLC 35, OLC 45 etc. sau, in cazuri speciale, din oteluri aliate. Se recomanda tratamentul termic sau termochimic in vederea maririi duritatii superficiale.
Calculul de rezistenta
Articulatiile cilindrice folosesc boltul ca element de legatura intre doua elemente cinematice numite tirant si furca. Sarcina exterioara este o forta care se transmite de la tirant la bolt si de la acesta la furca (sau invers), prin contact direct.
|
Fig. 3.16 |
Solicitarile principale ale asamblarii sunt forfecarea boltului si strivirea suprafetelor in contact.
Schema de calcul a asamblarii prin bolt este prezentata in fig. 3.16.
Verificarea la forfecare se efectueaza cu relatia
Verificarea la strivire se efectueaza in ipoteza montajului cu strangere a boltului in furca si cu joc, in prezenta lubrifiantului, a boltului in tirant. Relatiile de verificare sunt
pentru strivirea dintre bolt si furca si
pentru strivirea dintre bolt si tirant.
In cazul unui joc radial marit bolt-tirant, care sa permita deformatia boltului, acesta este solicitat si la incovoiere.
Notatii utilizate: d - diametrul boltului; a - latimea tirantului; b - latimea bratului furcii; taf - rezistenta admisibila la forfecare a boltului; sas - rezistenta admisibila la strivire a materialului mai slab (bolt sau furca); pa - presiunea admisibila la strivirea peliculei de lubrifiant.
Rezistentele admisibile cu care se lucreaza sunt aceleasi ca si in cazul asamblarilor prin stifturi.
Inele elastice de rezemare pentru arbori si alezaje
Inelele elastice de rezemare se utilizeaza pentru asigurarea pieselor impotriva deplasarilor axiale, avand posibilitatea de a prelua forte axiale mici - medii.
Standardele prevad doua tipuri de inele elastice de rezemare: pentru arbori si pentru alezaje. Sunt standardizate atat dimensiunile inelelor cat si dimensiunile canalelor acestora si tipurile de tolerante la diametrul si latimea canalelor.
In fig. 3.17, a sunt prezentate doua din formele standardizate de inele elastice de rezemare pentru arbori, iar in fig. 3.17, b este prezentata o asamblare cu inel elastic de rezemare pentru arbori in stare montata.
a b
Fig. 3.17
In fig. 3.18, a sunt prezentate unele forme standardizate de inele elastice pentru alezaje, iar in fig. 3.18, b este prezentata o asamblare cu inel elastic de rezemare pentru alezaje in stare montata.
a b
Fig. 3.18 Inele de siguranta pentru alezaje
Inelele elastice de rezemare se executa prin stantare, din tabla de otel de arc, si preiau forte axiale destul de mari, indicate in standarde in functie de tipodimensiunea inelului.
Standardele mai prevad constructii cu inele de rezemare speciale pentru arbori - prezentate in fig. 3.19 - si constructii de inele de siguranta din sarma - prezentate in fig. 3.20. Acestea se utilizeaza doar in cazul fortelor axiale neinsemnate sau la asamblari mai putin importante.
Fig. 3.19
|
Tipul A1 Tipul A2 Tipul B Tipul C
Fig. 3.20 |
|
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 4959
Importanta: 
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved
