Cutia de viteze planetara

Cutia de viteze planetara

Cutiile de viteze planetare se caracterizeaza prin aceea ca unele dintre rotile dintate executa in acelasi timp o miscare de rotatie in raport cu propria lor axa si o miscare de revolutie in raport cu axa centrala a mecanismului. Rotile dintate sint cilindrice si au dintii drepti sau inclinati. Schimbarea treptelor se face cu ajutorul unei frine, al unui ambreiaj sau combinat.rotile dintate fiind permanent angrenate.

In raport cu cutiile de viteze normale, cele planetare prezinta avantajele:

trecerea de la o treapta la alta se face mai usor

viteza medie a automobilului creste, schimbarea treptelor facindu-se fara pauze

functionarea silentioasa

se preteaza la automatizare

permit obtinerea unor rapoarte de transmisie mari, la dimensiuni de gabarit mii

In acelasi timp, insa, cutiile de viteze planetare au o constructie complicata care cere precizie mare de executie, echilibraj perfect, montaj de precizie.

Pentru ca un mecanism planetar simplu sa poata constitui o transmisie, trebuie ca unul di cei trei arbori sa devina arbore conducator, altul arbore condus, iar al treilea sa poata fi imobilizat (cu ajutorul unei frine sau al unui ambreiaj).

Mecanismele planetare pot fi cu angrenare interioara sic u angrenare exterioara.

In miscarea lor complexa, un punct de pe circumferinta pinioanelor sateliti descrie o curba epicicloida (la angrenare exterioara) sau hipocicloida (la angrenarea interioara.

Materiele utilizate la constructia cutiilor de viteze

Rotile dintate se executa din oteluri aliate.

Pentru marirea duratei de functionare, rotile dintate sint supuse unui tratament termochimic (cementare sau cianurare), urmat de tratamentul termic corespunzato. In cazul rotilor dintate care se cementeaza, se utilizeaza otelurile aliate de tipul 15 CO 8,18 MC 10, 18 MoCN 13X, 21 MoMc 12X, 13 CN 30 X, 21 TMC 12 sau 28 TMC 12 (STAS 791-66). Pentru rotile dintate care se cianureaza se folosesc, in general, otlurile aliate cu Cr-Ni-Mo.

Arborii cutiei de viteze sint executati, in general, din oteluri aliate. Pentru arborii executati dintr-o bucata cu rotile dintate, se recomanda acelasi material ca si rotile dintate, iar pentru ceilalti arbori, oteluri aliate cu un continut mediu de carbon, de tipul: 41 MoC 11X, 40 C 10,50 VC 11 etc.

Carterul cutiei de viteze este executat, de obicei, din fonta cenusie, nealiata de rezistenta medie. Pentru reducerea greutatii se utilizeaza si cartere din aliaje de aluminiu (Dacia, Oltcit)

Defecte in exploatare ale cutiei de viteze si inlaturarera lor

Defectele in exploatare ale cutiei de viteze se pot manifesta sub forma:blocarea cutiei de viteze, raminerea cutiei intr-o treapta, fara posibilitatea de a mai cupla alta, autodecuplarea cutiei de viteze, schimbarea cu zgomot a treptelor la demaraj, cu ambreiajul decuplat complet, zgomot continuu mai puternic la mersul in plina sarcina, zgomot asemanator unui huruit puternic sau unei trosnituri, cu intentii de blocare a cutiei de viteze, bataie ritmica: schimbarea greoaie a treptelor.

Blocarea cutiei de viteze. Defectul se manifesta mai ales, la pornirea din loc sau la mersul inapoi, ca urmare a deteriorarii dispozitivului de zavorire a treptelor sau din cauza ruperilor de dantura.

Defectarea dispozitivului de zavorire a treptelor poate duce la cuplarea a dou trepte in acelasi timp rezultind o blocare a cutiei de viteze. Defectul se elimina prin inlocuirea pieselor uzate.

Ruperea dintilor pinioanelor conduce la blocarea cutiei de viteze, atunci cind fragmente din dantura sparta se intepenesc intre dintii pinioanelor.

Cauzele ruperii dintilor pinioanelor pot fi: solicitari mari, datorita ambreierilor bruste, manevrari gresite ale manetei de comanda, oboseala materialului si uzuri avansate. Inlaturarea defectului se poate face numai intr-un atelier de reparartii prin inlocuirea pinioanelor cu dintii rupti.

Raminerea cutiei de viteze intr-o treapta, fara posibilitatea de a mai cupla alta. Defectul se datoreste mai multor cauze, mai importante fiind: ruperea manetei de schimbare a treptelor, ruperea furcilor de cuplare sau tijelor culisante, defectarea dispozitivului de zavorire si congelarea uleiului pe timp de iarna.

Ruperea manetei de schimbare a treptelor de viteze se poate datora oboselii materialului sau manevrarilor bruste, indeosebi iarna, cind uleiul de transmisie di carter este prea viscos.

Daca maneta s-a rupt deasupra articulatiei sferice,pentru a se putea continua drumul pina la atelierul de reparatie, se va folosi o cheie tubulara ori o teava-introdusa pe capatul manetei-cu ajutorul careia se vor schimba treptele.

Daca maneta s-a rupt sub articulatia sferica, trebuie demontat capacul cutiei de viteze si scos capatul rupt al manetei pentru a preveni producerea unei avarii:se introduce, apoi, in treapta intii sau a doua de viteza cu ajutorul unui levier,dupa care se monteaza la loc capacul, si, debreind, se porneste motorul, continuindu-se, apoi, drumul pina la atelierul de reparatie, fara a se mai schimba treapta.

Ruperea furcilor de cuplare sau a tijelor culisante se produce datorita oboselii materialului, schimbarilor bruste sau manevrarilor fortate cind uleiul este congelat. Defectul se constata prin faptul ca desi maneta se poate manevra, totusi nu se realizeaza cuplarea treptelor. Daca se produce ruperea unor bucati din furca, acestea pot cadea in carterul cutiei de viteze, putind sa patrunda intre rotile dintate, distrugind dantura sau chiar fisurind carterele.

Pentru a se preveni producerea unor astfel de deteriorari, la imposibilitatea cuplarii pinioanelor se debreiaza si se opreste motorul.

Autodecuplarea cutiei de viteze ("sare din viteza") defectul se poate datora urmatoarelor cauze:defectarea dispozitivului de fixare a treptelor,danturilor pinioanelor si danturilor de cuplare (crabotii) uzate accentuat,rulmenti cu jocuri mari,jocuri axiale mari ale pinioanelor pe arborele secundar.

Defectqarea dispozitivului de fixare a treptelor se produce ca urmare a slabirii arcurilor sau a iesirii bilelor din locasurile lor, precum si uzarii tijelor culisante. Defectiunea conduce la autodecuplarea treptei. Defectul se elimina inlocuindu-se partile uzate ale dispozitivului de fixare.

Uzura excesiva a rulmentilor conduce la jocuri mari care determina neparalelismul cutiei de viteze. Defectul se datoreste unui numar mare de cauze: ungerea insuficienta, existenta unor impuritati in ulei, montaj prea strins, centrarea incorecta a cutiei de viteze fata de motor etc.

Shimbarea cu zgomot a treptelor la demaraj, cu ambreiajul complet decuplat.

Cauza defectiunii o poate constitui uzura sau deteriorare sincronizaritoarelor: indeosebi se uzeaza inelel de blocare.

Datorita functionarii necorespunzatoare a sincronizatoarelor, cuplarea treptelor se face cu zgomot, datorita faptului ca vitezele unghiulare ale elementelor, in momentul cuplarii, nu mai sint egale.

Zgomot continuu mai puternic la mersul in plina sarcina.

Manifetarea se datoreste uzurii sau deteriorarii rulmentilor arborilor. De asemenea,ea poate aparea si la montajul prea strins,fiind urmata de de incalziri locale ale lagarelor si,eventual,de griparea rulmentilor.

Zgomot asemamator unui huruit puternic sau unei trosnituri, cu intentii de blocare a cutiei de viteze. Aceste manifestari se datoreaza spargerii corpurilor de rostogolire ale rulmentilor.

Bataia ritmica. Defectiunea se datoreste ruperii danturii rotilor dintate. Daca zgomotul este la fel de puternic in oricare dintre trepte, inseamnaca s-a produs ruperea danturii rotilor dintate permanent angrenate, fixe pe arbori. In cazul in care ruperea danturii s-a produs la o roata dintata libera pe arbore si care se cupleaza cu ajutorul unui sincronizator, bataia apare numai intr-o anumita treapta, cind se cupleaza roata respectiva. Continuarea drumului se va face cu automobilul remorcat pina, la atelierul de reparatii.

Defecte si tehnologia de reconditionare a cutiei de viteze

In scopul stabilirii pieselor ultilizate si a celor apte de a fi reconditionate, organele componente ale cutiei de viteze se verifica si se controleaza, iar rezultatele se inscriu in fise de constatari si masuratori.

Carterul cutiei de viteze. Pot aparea urmatoarele defecte: fisuri ale carterului, uzura locasului din fata pentru axul de mers inapoi, uzura locasului din spate pentru axul de mersinapoi, deteriorarea filetului gaurilor pentru fixarea capacului cutiei de viteze, a capacelor arborelui primar si arborelui intermediar si a capacului pentru vitezometru, deteriorare filetului gaurilor pentru fixarea carterului reductorului, stirbiri ale bosajelor gaurilor filetate.

Fisurile carterului se constata prin examen vizual si control prin ciocanire. Daca fisurile sint mai mici de 50 mm sau nu traverseaza mai mult de doua gauri, carterul se reconditioneaza prin sudare oxiacetilenica si refacerea suprafetelor afectate de fisuri la forma si dimensiunile initiale.

Uzura locasurilor pentru axul de mers inapoi se masoara cu calibre-tampon: locasurile uzate se alezeaza la cote majorate si se foloseste un ax de mers inapoi la cote majorate.

Filetul gaurilor deteriorat se reconditioneaza prin majorarea gaurilor si refiletarea la cota majorata sau prin incarcarea cu sudura a gaurilor, gaurirea si refiletarea la cota nominala.

Locasurile rulmentilor arborilor cutiei de viteze uzate se reconditioneaza prin: alezare la o cota majorata-bucsare (bucse montate cu stringere prin presare)-prelucrarea alezajului la cota nominala: metalizare, urmata de prelucrarea la cota nominala.

Carterul cutiei de viteze se rebuteaza daca prezinta sparturi si rupturi de orice natura si pozitie, fisuri care leaga doua alezaje pentru rulmenti, fisuri mai mari de 50 mm sau care traverseaza mai mult de doua gauri.

Arborele primar. Pot aparea urmatoarele defecte:

uzura suprafetei locasului 1 pentru sprijinirea arborelui secundar: uzura suprafetei 2 de fixare a rulmentului din carterul cutiei de viteze, uzura in latime a canelurilor 3 pentru butucul discului ambreiajului, uzura fusului de ghidaj 4 in arborele cotit, uzura suprafetei de alunecare 5 a inelului de etansare, stirbiri ale suprafetei de lucru a dintilor de angrenare 6 sau cuplare, incovoierea sau torsoinarea arborelui, uzura in grosime a dintilor de angrenare7, uzura in grosime sau la capete a dintilor de cuplare 8, fisuri de orice natura sau pozitie.

Uzura suprafetei locasului pentru spijinirea arborelui secundar se masoara cu un tampon sau un micrometru de interior: defectul se elimina prin rectificare la cota majorata. Reconditionare suprafetei se poate face si prin cromare, dupa care se rectifica la cota nominala.

Uzura in latime a canelurilor pentru butucul arborelui ambreiajului se masoara cu un sablon, iar daca scade sub o anumita latime, arborele se rebuteaza.

Uzura suprafetei de fixare a rulmentului din carterul cutie de viteze se masoara cu un micrometru de exterior sau calibru potcoava: defectul se elimina prin cromare, metalizare cu pulberi metalice sau metalizare cu sirma si rectificare la cota nominala.

Uzura fusului de ghidaj in arborele cotit se masoara cu un micrometru de exterior: defectul se elimina prin cromare sau metalizare cu pulberi si rectificare la cota nominala.

Stirbirile suprafetei de lucru a dintilor de angrenare sau cuplare se examineaza vizual. Suprafata se reconditioneaza prin polizarea marginilor stirbirilor, daca defectul nu depaseste 25% din suprafata dintelui sic ind nu apare la doi dinti alaturati.

Arborele primar se rebuteaza in cazul urmatoarelor defecte:fisuri sau rupturi de orice natura:rupturi ale dintilor:incovoierea sau torsionarea arborelui:uzura in grosime a dintilor de angrenare sau de cuplare,peste o anumita valoare:uzura la capete a dintilor de cuplare,peste o anumita limita:exfolierea canelurilor.

Arborele intermediar: Pot aparea urmatoarele defecte:uzura fusului 1 pentru rulmenti,uzura suprafetei de contact 2 cu roata dintata dubla:uzura suprafetei de contact 3 cu roata dintata pentru treapta a III-a si roata dintata a angrenajului permanent:uzura fusului 4 pentru rulment:uzura alezajului 5 pentru colivia rulmentului cu role-ace:stirbiri ale suprafetei de lucru a dintilor 6:incovoierea sau torsionarea arborelui 7:uzura in grosime a dintilor danturii 8:uzura in grosime a dintilor danturii 9:uzura in grosime a dintilor danturii 10:uzura in grosime a dintilor danturii 11:fisuri de orice natura sau pozitie.

Uzura fisurilor pentru rulmenti se masoara cu un micrometru de exterior sau calibru potcoava: defectul se elimina prin cromare si rectificare la cota nominala.

Uzura suprafetelor de contact cu rotile dintate se masoara cu micrometru de exterior sau calibru potcoava: defectul se eliminaprin cromare si rectificare la cota nominala,cind se folosesc roti dintate cu diametru interior la cota nominala,sau prin cromare si rectificare la cota majorata,cind se folosesc roti dintate la o treapta de reparatie.

Uzura in grosime a dintilor danturii rotilor se masoara cu un calibru special pentru dantura. Daca cota peste trei dinti este sub limita admisa, arborele nu se reconditioneaza ci se rebuteaza

Fisurile de orice natura sau pozitie se controleaza prin feroflux. Daca apar fisuri, arborele nu se reconditioneaza ci se rebuteaza.

Stirbirile suprafetei de lucru a dintilor se examineaza vizual. Arborele se reconditioneaza prin polizarea marginilor stirbirilor daca nu depasesc 25% din suprafata dintelui sin u se produc la doi dinti alaturati.

Arborele secundar. Pot aparea urmatoarele defecte: uzura suprafetei de centrare a canelurilor pentru flansa arborelui si suportul mufelor de cuplare a treptelor:uzura in grosime a canalurilor pentru suportul mufelor de cuplare a treptelor:uzura suprafetelor de lucru a rulmentilor cu role-ace pe care se sprijina rotile dintate:uzura fisurilor pentru rulmentii de sprijin:fisuri de orice natura:incovoierea si torsionarea arborelui.

Uzura suprafetelor de centrare a canelurilor se masoara cu micrometrul de exterior sau cu calibru potcoava. Daca dimensiunile sint sub limita admisa, arborele nu se reconditioneaza ci se rebuteaza.

Uzura in grosime a canalurilor se masoara cu micrometrul pentru dantura. Daca cota este sub limita admisa, arborele nu se reconditioneaza ci se rubuteaza.

Uzura suprafetelor de lucru ale rulmentilor cu role-ace pe care se sprijina rotile dintate se masoara cu un micrometru de exterior sau cu un calibru potcoava.Arborele se reconditioneaza prin:cromare dura si rectificare la cota nominala:metalizare cu pulberi metalice si rectificarea la trepte de reparatie:inlocuirea rolelor-ace initiale cu unele avind diametrul majorat si folosirea unei roti dintate reconditionate.

Uzura fusurilor pentru rulmentii de sprijin se masoara cu un micrometru de exterior sau cu un calibru potcoava.Arborele se reconditioneaza prin rectificare de uniformizare,cromare dura si rectificare la cota nominala.

Fisurile de orice natura se controleaza prin feroflux.Arborele fisurat se rebuteaza.

Incovoierea arborilor se masoara cu un dispozitiv cu comparator.Bataia radiala la prindere intre virfuri nu trbuie sa depaseasca o anumita valoare precisa.Arborele nu se reconditoneaza.

Reconditionarea rotilor dintate.Tinind cont de complexitatea problemelor ridicate de danturari,nu este indicat a se reconditiona danturile rotilor dintate.Stirbirile mici se indeparteaza cu o masina portabila cu piatra abraziva.Suprafetele laterale functionale se reconditioneaza prin cromare,urmata de rectificare.Daca uzurile sint mari,suprafetele se rectifica,iar diferenta de cota la montaj se compenseaza prin saibe plane. Alezajele butucilor rotilor dintate se reconditioneaza prin cromare, urmata de rectificare la cota nominala. La uzuri mari, se pot bucsa, prelucrindu-se, apoi, la cota nominala.

In figura alaturara este reprezentata roata dintata a treptei a V-a de la cutia de viteze AK-80 si locurile unde pot aparea defecte:uzura locasului 1 pentru arborele secundar:uzura danturii de cuplare 2, stirbiri ale suprafetei de lucru 3 a dintilor, uzura in grosime a dintilor danturii de angrenare 4.fisuri ale rotii 5.

Uzura alezajului pentru arborele secundar se masoara cu un micrometru de interior sau cu un calibru tampon:defectul se elimina prin rectificarea alezajului la treapta de reparatie.

Uzura danturii de cuplare se poate manifesta prin: uzura in gosime a dintilor de cuplare, uzura la capete a dintilor de cuplare, ambele defecte. Rotile dintate nu se reconditioneaza: se rebuteaza daca cota peste trei dinti sau latimea danturii sint sub limitele prescrise.

Stirbirile suprafetei de lucru a dintilor se indeparteaza prin polizarea marginilor stirbirilor daca nu depasesc 25% din suprafata dintelui sau nu apar la doi dinti alaturati.

La uzura in grosime a dintilor danturii de angrenare, roata dintata nu se reconditioneaza: se rebuteaza cind cota peste patru dinti este sub valoarea prescrisa.

Fisurile in orice pozitie se controleaza prin feroflux. Roata se rebuteaza cin din urma controlului apar fisuri.

Verificarea cutiei de viteze. La asamblarea cutuiei de viteze se verifica:

pozitionarea rotilor pe arbori

jocul axialal rotilor libere pe arbori

jocul dintre inelele 1 si 3 de blocare ale sincronizatorului si carcasa 2

marimea anumitor reglaje,prin utilizarea corecta a saibelor,a garniturilor si a inelelor care asigura jocul functional narmal al rulmentilor

jocul axial al arborilor, reglat la un anumit moment rezistent de rotatie libera (de exemplu,la cutia de viteze AK 5-35,jocul axial al arborelui intermediar este de 0,08-0,012 mm,la moment rezistent de 1,0..1,5 Nm)

jocul lateral al furcilor in canale (la cutiile de viteze de le Roman jocul este de 0,1 mm pentru fiecare parte)

pozitionarile reciproce ale danturilor arborilor

Reglarea cutiei de viteze. In general, la cutiile de viteze, se regleaza jocul axial al grupului sincronizatoare (cu ajutorul saibelor si al inelelor compensatoare), rulmentii arborilor si pozitia arborilor.

In figura 8 (anexa 4) este reprezentat modul de pozitionare a arborelui primar de le cutia de viteze a autoturismului Dacia 1300. Pe arborele primar se monteaza inelele rulmentilor 2 si 3, precum si rondela de reglare 1 care a fost scoasa la demontare. Se monteaza, apoi, in semicarterul din dreapta arborele primar si,

apoi, arborele secundar. Pozitia arborelui primar este corespunzatoare daca fata A a pinionului treptei a III-a se gaseste retrasa in raport cu fata C a pinionului treptei a III-a de pe arborele secundar, cu aceeasi valoare cu care fata B a pinionului treptei a IV-a se gaseste retrasa in raport cu fata D a pinionului terptei a IV-a de pe arborele secundar. Aceasta pozitie se regleaza cu ajutorul rondelei 1. Rondelele au grosimea de 2-4 mmm (din 0,25 in 0,25 mmm).

In figura 9 (anexa4) se reprezinta modul de reglare a jocului rulmentilor arborelui primar, de la cutia de viteze a autoturismului Dacia 1300. Arborele primar fiind montat, se asaza semicarterul sting fara a se fixa. Se monteaza calele de reglaj 1, scoase la demontare, si antretoza 2. Arborele trebuie sa se roteasca liber, fara joc, antretoza depasind carterul cu cota E=0,2 mm (grosimea garniturii de hirtie a carterului din spate). Daca reglajul nu este corect, se adauga sau se scot cale (existe cale cu grosimea de 0,10, 0,20, 0,25 si 1 mm ).

Protectia impotriva incendiilor si exploziilor

-in incaperi cu pericol de incendii si explozii sunt interzise: fumatul, intrarea cu foc deschis, cu piese sau materiale incandescente, producerea de scantei, lovirea a doua scule feroase si folosirea echipamentului de lucru din materiale sintetice

-este interzis accesul in atelierele cu pericol de explozie a tuturor persoanelor straine

-este interzis fumatul in halele de intretinere si reparatii. In acest scop se vor amenaja locuri speciale pentru fumat

-este interzisa pastrarea rezervoarelor, a bidoanelor cu combustibili lichizi, carbid, cu uleiuri, a vaselor cu acizi, vopsele, diluanti etc. in interiorul halelor sau atelierelor cu exceptia locurilor anume prevazute prin proiectul de constructie.