Reductoarele - Reductoare melcate - Calculul geometric

1. Memoriu tehnic

1.1. Reductoare - consideratii generale

Reductoarele cu o singura treapta de reducere se pot imparti in urmatoarele tipuri de baza, in functie de tipul angrenajului:

- cu roti dintate cilindrice cu dinti drepti sau inclinati;

- cu roti conice;

- angrenaje melc-roata melcata.

Componentele principale ale reductoarelor cu o singura treapta de reducere sunt urmatoarele:

- carcasa reductorului;

- cei doi arbori (arborele de intrare si cel de iesire);

- rotile dintate;

- lagarele;

- elementele de etansare;

- dispozitivele de ungere;

- capacele;

- indicatorul de nivel al uleiului;

- aerisitorul;

- elementele pentru ridicarea reductorului;

- dopul de golire, organele de asamblare.

Carcasa reductorului se compune in general din doua parti, corp si capac, asamblate intre ele prin stifturi de centrare si prin suruburi de fixare. stifturile de centrare sunt necesare pentru asigurarea unei pozitii precise a capacului in raport cu corpul reductorului. De cele mai multe ori carcasa este realizata prin turnare avand prevazute nervuri de rigidizare si racire. In cazul unor unicate sau serii mici de fabricatie carcasa se poate realiza si prin sudura. La constructiile sudate cresc cheltuielile legate de manopera, dar se reduc cheltuielile legate de pregatirea fabricatiei, comparativ cu varianta de carcasa turnata. Pentru fixarea reductorului pe fundatie sau pe utilajul unde urmeaza sa functioneze, in corp sunt prevazute gauri in care intra suruburile de prindere.

Arborii sunt realizati de obicei cu sectiune variabila, avand capetele cu diametrul si lungimea standardizata, prevazute cu pene pentru transmiterea momentelor de torsiune. Arborele pe care se introduce miscarea in reductor se poate executa impreuna cu pinionul cilindric, cu pinionul conic sau cu melcul motive de reducere a gabaritului si cresterii rezistentei pinionului.

Rotile dintate cilindrice, conice si roata melcata sunt montate pe arbori, prin intermediul unor pene paralele fixate axial cu ajutorul umerilor executati pe arbori, cu bucse distantiere etc. In cazul cand dantura se executa din materiale deficitare se recomanda executarea rotii din doua materiale.

Lagarele, in general, sunt cu rostogolire, folosind rulmenti cu bile sau cu role. Uneori, la turatii mici, reductoarele se pot executa si cu lagare de alunecare. Ungerea rulmentilor se poate realiza cu ajutorul uleiului din reductor sau cu vaselina destinata in acest scop. Reglarea jocului din rulment se face prin intermediul capacelor sau piulitelor speciale pentru rulmenti, tinand seama de sistemul de montare in O sau in X.

Elementele de etansare utilizate mai frecvent in cazul reductoarelor sunt mansetele de rotatie cu buza de etansare si inelele de pisla.

Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungerii cu ulei sau unsoare consistenta a rulmentilor, uneori chiar a angrenajelor cand nici una din rotile dintate nu ajunge in baia de ulei. Conducerea lubrifiantului la locul de ungere se realizeaza folosind diverse constructii de dispozitive de ungere (canale de ungere, ungatoare, roti de ungere, inele de ungere, lant de ungere etc.).

Capacele servesc la fixarea si reglarea jocurilor din rulmenti, la asigurarea etansarii, fiind prinse in peretele reductorului cu ajutorul unor suruburi.

Indicatorul nivelului de ulei din reductor este executat sub forma unei tije pe care sunt marcate nivelul maxim, respectiv minim al uleiului, sau sub forma unor vizoare montate pe corpul reductorului. Exista si indicatoare care functioneaza pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunica cu baia de ulei.

Elementele pentru ridicarea reductorului si manipularea lui sunt realizate sub forma unor inele de ridicare cu dimensiuni standardizate si fixate in carcasa prin asamblare filetata. Uneori, tot in scopul posibilitatii de ridicare si transportare a reductorului, pe carcasa se executa niste umeri de ridicare (inelari sau tip carlig). La reductoarele de dimensiuni mari intalnim ambele forme, inele de ridicare in capacul reductorului si umeri de prindere pe corp.

Reductoare melcate

Angrenajul melcat s-a obtinut din angrenajul elicoidal urmarindu-se eliminarea dezavantajului de contact punctiform care combinat cu viteza mare de alunecare favorizeaza tendinta de gripare. Unghiul de incrucisare al axelor se ia de 90 de grade si pentru obtinerea unui raport de transmitere mare numarul de dinti al rotii motoare este cuprins in intervalul z₁=14, iar cel al rotii conduse este mai mare sau egal cu z₂ 28. Roata cu numarul mic de dinti se numeste melc, iar roata cu numarul mare de dinti se numeste roata melcata. Pentru eliminarea contactului punctiform roata melcata cuprinde melcul, si astfel intre flancurile dintilor apare contact liniar, datorita caruia capacitatea portanta creste, conditiile de ungere si frecere a peliculei de lubrifiant sunt mai favorabile si pierderile prin frecare se reduc.

Nivelul de zgomot al angrenajelor melcate este mai mic decat la angrenajele cilindrice, in medie de 7 dB.

Angrenajele melcate pot fi:

- a) cu melc cilindric si roata globoidala;

- b) cu melc globoidal si roata cilindrica cu dinti inclinati;

- c) cu melc globoidal si roata globoidala.

- d) melc globoidal Bostock - Renk

In practica, cel mai des utilizat este cel cu melc cilindric si roata globoidala.

Pentru angrenare corecta, roata trebuie sa fie pozitionata precis pe directia axiala, iar melcul axial poate fi deplasat putin.

In functie de procedeul de prelucrare flancurile dintilor la melcii cilindrici sunt suprafete elicoidale de diferite tipuri prezentate in STAS 6845-81: ZA, ZN, ZK, ZI si ZT.

2. Memoriu justificativ de calcule

2.1. Calculul geometric al angrenajului

Scopul si definitia proiectului

Sa se proiecteze o transmisie mecanica formata dintr-un reductor cu o treapta de reducere cu andgrenaj melcat, transmisie prin curele trapezoidale si cuplaj, pentru urmatoarele date initiale: puterea motorului electric de antrenare P = 0,90 [kW], turatia motorului electric de antrenare n = 4100 rot/min si raportul total de transmitere pt intreaga transmisie i_tot=30.

Transmisia prin curele trapezoidale va face legatura intre motorul electric si reductor, iar legatura intre reductor si transmisie in contiuare pe treapta de iesire a reductorului se realizeaza cu un cuplaj.

2.1.2. Schema cinematica a transmisiei

Stabilirea randamentelor pentru componentele transmisiei:

- randamentul pentru angrenaj are valoarea cuprinsa in intervalul (0,70..0,75), iar valoarea medie va fi:

h_angrenaj

- randamentul pentru curele trapezoidale are valoarea cuprinsa in intervalul (0,94..0,96), iar valoarea medie va fi:

h_trc

randamentul pentru o pereche de rulmenti are valoarea cuprinsa in intervalul (0,99..0,995), iar valoarea lui medie va fi:

h_rulm

randamentul pentru cuplaj :

h_cuplaj

Repartizarea rapoartele de transmisie

i_tot=30

Calculul turatiilor pe arbori:

Calculul puterilor pe arbori:

P₁= P_mh_trc h_rul h_angr =0,900,950,9930,73 =0,6197 [kw]

2.1.3. Alegerea materialelor pentru roti si angrenaje

Rotile dintate se pot executa dintr-o gama foarte larga de materiale. Alegerea materialelor in mod cit mai rational cere recunoasterea sarcinilor ce urmeaza a fi transmise prin dantura, durata totala de functionare a angrenajului, caracteristicile de rezistenta a materialului, forma semifabricatului (raportul b/d). Principalele materiale utilizate la confectionarea rotilor dintate sunt otelurile, fontele, alama, bronzul si materialele plastice de tipul textolitului.

Din grupa otelurilor se folosesc: oteluri carbon de calitate STAS 880-80, oteluri aliate de cementare si oteluri aliate superioare STAS 791-90, otel turnat STAS 600-80, iar uneori la roti putin solicitate otel carbon obisnuit STAS 500/2-80.

Grupa fontelor care se utilizeaza in constructia angrenajelor cuprinde: fonta cu grafit nodular STAS 6071-75 si fonta antifrictiune STAS 6073-73, iar pentru solicitari mici, fonta cenusie obisnuita, mai ales pentru rotile dintate utilizate la transmisiile deschise de la masini agricole sau masini de ridicat si transportat.

Pentru rotile dintate putin solicitate se utilizeaza materiale neferoase de tipul alamei si bronzului. Aceste materiale se prelucreaza usor, se comporta bine la uzura si sunt antimagnetice. Materialele metalice de tipul otelurilor si fontelor se supun tratamentelor termice in scopul maririi cifrelor de rezistenta, precum si pentru a imbunatatii comportarea flancurilor dintilor la diversele forme de uzura.

Duritatea flancurilor pinioanelor trebuie sa fie ceva mai mare decit duritatea rotilor conduse pentru a preveni pericolul griparii suprafetelor flancurilor active ale angrenajului si pentru a asigura pinionului o durata de functionare apropiata de cea a rotii cu care angreneaza.

Pentru angrenajul tratat in proiect se foloseste CuSn12 turnat centrifugal conform STAS 197/2-76 cu duritatea flancului de 95 HB si melcul este rectificat si calit astfel incit s_Hlim=0,75*425=318,75[N/mm²].

Pentru angrenajul tratat in proiect se foloseste : pentru pinion un otel de imbunatatire calit 40Cr10 STAS 791-80 cu duritatea flancului dintelui s_Hlim=75 HRC si cu duritatea la baza dintelui s_Flim=270 HRC ; iar pentru roata melcata un otel carbon de calitate CuAl10Fe3 STAS 198/2-81 avand urmatoarele caracteristici :

s_Hlim2=153 [N/mm²] ; D_B=1000 [N/mm²]

s_rt=490 [N/mm²]    ; E=0,95 10⁵ [N/mm²]

s_Hlim=200 [N/mm²]  ; V_al=5,5 [m/s]

Calculul diametrelor capetelor de arbori :

[mm]

[mm]

Din tabelul 9.2 pag.141 STAS 8724/2-77 rezulta ca diametrele si lungimile capetelor de arbori sunt urmatoarele :

- pentru arborele 1 : d₁=12 [mm]    - pentru arborele 2 : d₂=25 [mm]

l₁=25 [mm] l₂=42 [mm]

Calculul geometric al uniui angrenaj melcat cu melc cilindric

Date initiale privind definirea geometrica a danturii melcului

Modulul axial STAS 822-82 m_x=2 mm

Coeficientul diametral STAS 6845-82 q=14

Numarul de inceputuri z₁=2

Unghiul de presiune (angrenare) normal

Coeficientul de inaltime a capului dintelui

Coeficientul jocului radial

Date initiale privind definirea rotii melcate si a conditiilor de angrenare

1) Numarul de dinti ai rotii melcate z₂=56

2) Distanta dintre axe a_w=71 mm

Date initiale privind definirea conditiilor de precizie ale dimensiunilor de masurare a dintilor

n₁=3727 rot/min

Viteza periferica pe cercurile de rostogolire va fi:

V_w1= m/s

mm

V_w2= m/s

mm m/s m/s

Calculul elementelor geometrice privind verificarea evitarii ascutirii si subtierii dintilor rotilor melcate

Coeficientul deplasarii de profil x=0,5 mm

Distanta intre axele de referinta a=71 mm

Unghiul de panta a elicei (de referinta)

Unghiul de panta al elicei pe cilindrul de rostogolire:

Unghiul profilului (de presiune sau de angrenare) pe cilindrul de referinta: ;

Unghiul profilului de rostogolire:

Coeficientul minim al deplasarii de profil la limita subtierii dintilor:

Coeficientul maxim al deplasarii de profil la limita ascutirii dintilor:

Se observa ca:

Calculul elementelor geometrice generale ale rotilor angrenajului

Modulul frontal al rotii melcate: mm

Modulul normal mm

Pasul elicei mm

Diametrul de referinta - al melcului: mm

-al rotii melcate: mm

Diametrul de divizare( identic cu cel de rostogolire ): -la melc: mm

-la roata melcata: mm

Raportul de transmitere:

Diametrul de picior: - al melcului: mm

-al rotii melcate: mm

8) Diametrul de cap: - al melcului: mm

-al rotii melcate: mm

Lungimea melcului: (din tabelul 10.3 se alege) mm

Latimea rotii melcate: mm

Semiunghiul coroanei rotii melcate:

Raza de curbura a torului de cap al rotii melcate: mm

Diametrul exterior al rotii melcate:

mm mm Calculul gradului de acoperire

Gradul de acoperire frontal se determina cu relatia:

Gradul de acoperire mediu se determina cu relatia:

Calculul dimensiunilor de masurare a danturilor:

Coarda normala de referinta: mm

Inaltimea la coarda normala de referinta: mm

Clasa de precizie: - la melc VIII

-la roata melcata VIII

Tipul ajustajului: B

Treapta de precizie cinematice 5.12 = 8

Tipul tolerantei jocului dintre flancuri: b

8-c STAS 6461-81

2.2. Transmisii prin curele trapezoidale

2.2.1. Consideratii generale

Curelele trapezoidale se utilizeaza in general pentru transmiterea unor puteri P mai mici sau egale cu 1200 [kW], la viteze periferice v de pina la 40 m/s si rapoarte de transmitere pina la 7 (exceptional 10).

In functie de marimea raportului dintre latimea de calcul masurata pe linia neutra si inaltimea sectiunii curelei h, curele trapezoidale se executa in doua variante: clasice si inguste.

Curelele trapezoidale clasice se executa in urmatoarele tipodimensiuni: Y, Z, A, B, C, D, E, putindu-se utiliza la viteze periferice v de pina la 30 m/s.

Curele trapezoidale inguste se executa in urmatoarele tipodimensiuni: SPZ, SPA, SPB, SPC, putindu-se utiliza la viteze periferice v de pina la 40 m/s. Ele poseda o capacitate portanta mai mare, ca urmare a repartizarii mai bune a sarcinii pe latime, asigurind astfel posibilitatea reducerii cheltuielilor materiale pentru curea si roata. Datorita acestui fapt la constructiile noi se recomanda utilizarea curelelor trapezoidale inguste, cele clasice fiind utilizate numai la utilaje existente, in cazul unor reparatii sau modificari.

Pentru dimensiunile principale ale rotilor de curea se va consulta STAS 1162-77.

Alegerea distantei axiale intre cele doua limite prescrise se face tinind seama de influenta acesteia asupra durabilitatii curelei, numarul de curele necesar precum si de anumite conditii de gabarit impuse. Daca nu avem limitata distanta axial prin conditii de gabarit, se recomanda alegerea distantei axiale spre limita maxima pentru a marii durabilitatea curelei prin micsorarea frecventei indoirilor si micsorarea numarului necesar de curele

2.2.2. Schema cinematica a transmisiei cu curele

2.2.3. Calculul de curele

Puterea de calcul pe arborele motor

P_c=0,90 [kw]

Turatia rotii de curea conducatoare

n₁=3727,272 [rot/min]

Turatia rotii de curea conduse

n₂=133,107 [rot/min]

Raportul de transmisie i=1,1

Tipul curelei: SPZ (conform fig.17.3 pag.403)

Diametrul primitiv al rotii mici

(conform tabel17.11 pag.403)

Diametrul primitiv al rotii mari

D_p2=iD_p1=88 [mm] Se alege mm conform STAS 1162-77

Diametrul primitiv mediu al rotilor de curea

D_pm=(D_p1+D_p2)/2=90 [mm]

Distanta dintre axe preliminata

A=0,7(D_p1+D_p2)=200 => A=200 [mm] (ales constructiv)

Unghiul dintre ramurile curelelor

2.2.4. Roti pentru curelele trapezoidale

Rotile de curea trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii: sa fie usoare, echilibrate, bine centrate pe arbore, sa aiba o buna aderenta si sa nu uzeze cureaua.

Materialele utilizate in constructia rotilor de curea sunt: fonta turnata (la v < 30 m/s), otel, aluminiu, materiale plastice, lemn, sau carton presat.

Forma si dimensiunile canalelor rotilor pentru curele trapezoidale sunt prezentate in STAS 1162-77, in functie de tipul curelei.

Pentru prescrierea abaterilor de forma si pozitie a sectiunii canalului rotii de curea se va folosi STAS 1162-77.

Sectiunea canalului : Z

Tipul curelei trapezoidale inguste STAS 7192-76 : SPZ

Tipul curelei trapezoidale clasice STAS 1164-77 : Z

Sectiunea canalului :

Dimensiunile rotii de curea :

d=12 mm

l=25 mm

B=2(f+e)=40 mm

mm

mm

mm

constructiv se ia mm

Dimensiunile rotii melcate :

mm mm

mm mm

mm

mm

mm

mm

2.3. Elemente constructive privind carcasa reductorului

Carcasele reductoarelor trebuie sa indeplineasca urmatoarele functiuni: sa asigure preluarea sarcinilor care apar in timpul functionarii, sa asigure inchiderea linilor de forte prin fundatie, sa protejeze angrenajele contra unor factori externi, sa pastreze lubrifiantul necesar pentru ungerea angrenajelor, sa asigure transmiterea caldurii spre exterior.

Tinind seama de cerintele de mai sus, carcasele reductoarelor trebuie sa satisfaca conditii ca rezistenta si stabilitate corespunzatoare, posibilitatea de prelucrare si asamblare simpla, ungerea buna a angrenajelor si rulmentilor, racire corespunzatoare, posibilitatea de control si supraveghere in functionare, forma estetica moderna.

Formele constructive ale carcaselor de reductoare au evoluat in timp, dar se tine seama de factorii tehnologici si de functionare. La stabilirea formei exterioare, trebuie sa fie utilizate elemente spatiale simple si numar cit mai redus. Grosimea peretilor trebuie sa fie stabilita tinind seama de conditiile de rezistenta, rigiditate si posibilitatile de turnare sau sudare. Pentru marirea suprafetei de racire si pentru rigidizare pe peretii reductoarelor se prevad nervuri.

Prelucrarea carcaselor de reductor incepe cu rabotarea sau frezarea suprafetei de separatie, care va servi ca baza tehnologica pentru operatiile urmatoare. Se prelucreaza apoi talpa corpului de reductor, folosind ca baza tehnologica suprafata de separatie. In operatia urmatoare se executa gaurile in care se introduc suruburile cu care se fixeaza capacul de corpul reductorului.

Dupa executarea acestor operatii se fixeaza capacul de corp cu ajutorul suruburilor, si incepe prelucrarea alezajelor in care se vor introduce rulmentii, elementele de etansare si capacele de fixare. Se recomanda ca alezajele sa fie de trecere cu cit mai putine trepte pentru o executie cit mai simpla si usoara.

Dimensiunile carcasei reductorului depind de numarul si dimensiunile pieselor din reductor, de dispunerea acestora in spatiu, si de marimea jocurilor dintre ele. Odata cu cresterea dimensiunilor carcasei, creste masa ei, si pretul de cost. Tendinta generala trebuie sa fie obtinerea unor carcase cu dimensiuni minime.

2.4. Calculul arborilor

Arborele I (al melcului)    Arborele II (al rotii melcate)

Diametrele:

d=12 mm conf. STAS 8724/2 - 77 d=25 mm conf. STAS 8724/2 - 77

d₁ =d+(35)=16 mm    d₁ = d+(1..5)=34 mm

d₂ =d₁+(3..5)=20 mm    d₂ =d+(3..5)=20 mm

b₂ =24 mm    d₃ =25 mm

d_f1 =25 mm d₄ =22 mm

d₄ =17 mm (filetat metric) d₅ =20 mm

Lungimile:

Se aleg in conformitate cu STAS 75-80 (dimensiuni liniare normale de uz general in constructia de masini) si are ca scop stabilirea unor game dimensionale rationale.

Arborele I (al melcului)    Arborele II (al rotii melcate)

l = 25 mm conf. STAS 8724/2 - 77    l = 25 mm conf. STAS 8724/2 - 77

l₁ =25 mm    l₁ =5 mm

l₂ =26 mm    l₂ =41 mm

L_melc=47 mm l₃=38 mm

l_f1=25 mm    l₄=25 mm

l₃=38 mm    l₅= ? ?  mm

l₄=19 mm

2.5. Calculul fortelor

Fortele tangentiale

F_t1 =123,949 N

F_t2 = N

Fortele radiale

F_r1 =281,768 N

F_r2 = N

Fortele axiale

F_a1 =766,897 N

F_a2 = N

Din conditia de echilibru a fortelor rezulta: ;

2.6 Calculul reactiunilor arborelui 1

In plan vertical:

N

N

Nmm

Nmm

In plan vertical:

N

N

N

N

Calculul de rezistenta

Verificarea arborelui 1

Conform anexelor AII-13; AII-14 din Draghici pag.531 pentru OL45

Verificarea la oboseala

Calculul reactiunilor arborelui 2

;

In plan vertical:

N

N

Nmm

Nmm

In plan vertical:

N

N

N

N

Calculul de rezistenta

Verificarea arborelui 2

Conform anexelor AII-13; AII-14 din Draghici pag.531 pentru OL60

Verificarea la oboseala

2.7. Calculul rulmentilor

Lagarele cu rulmenti sunt organe de masini complexe care trebuie sa realizeze:

A. rezemarea arborelui;

B. pozitionarea axiala a acestuia;

C. posibilitatea dilatarii arborelui.

Realizarea acestor functii este conditionata de indeplinirea unor serii de conditii legate de constructia, rezistenta, rigiditatea , precizia de executie, montajul lagarului.

Rulmentul, ca organ principal al lagarului, determina o anumita solutie constructiva a acestuia, impune o anumita categorie de reglaje, influenteaza chiar dimensiunile arborelui, precum si gabaritul constructiei. De asemenea, are o influenta directa asupra functionarii angrenajului.

Rulmentii pot fi separabili si neseparabili.

In cazul angrenajului utilizat vom folosi rulmenti radiali-axiali cu role conice si rulmenti radiali cu role cilindrice pe un rand.

Asigurarea posibilitatilor de ungere a rulmentilor

La stabilirea formei constructive a lagarelor cu rulmenti, trebuie sa se tina seama, de la inceput, de modul cum se vor unge rulmentii in constructia din care fac parte. Problema cheie este optiunea pentru tipul de lubrifiant: ulei sau unsoare consistenta.

Ungerea cu ulei

- exista mai multe posibilitati de a asigura intrarea uleiului in lagare:

A. ungerea in baie de ulei;

B. ungerea datorita barbotarii uleiului;

C. ungerea prin circulatia uleiului prin rulmenti.

Ungerea cu unsoare consistenta

- rulmentii se etanseaza spre interior pentru a se evita amestecarea

lubrifiantilor. Aceste situatii pot fi intilnite la reductoarele melcate cu o treapta.

Alegerea tipului rulmentilor

Aceasta depinde de un numar mare de factori aflati in interdependenta si care trebuie judecati in functie de caracterul concret al constructiei. Acesti factori sunt directia sarcinii si marimea sarcinii, turatia, durabilitatea impusa, conditii de gabarit, rigiditatea carcasei, abaterile de la coaxialitate ale lagarelor si marimea deformatiilor arborilor, dilatarea arborelui, pizitionarea corecta a rotilor dintate in angrenare.

Determinarea sarcinilor care incarca rulmentii

A. Forte radiale

Se determina reactiunile in doua plane perpendiculare (orizontal si vertical) si se calculeaza rezultanta acestora. Reactiunile au punctul de aplicatie in centrele de presiune ale rulmentilor.

B. Forte axiale

In montajele cu rulment liber si rulment conducator, acesta din urma preia forta axiala ce actioneaza pe arbore.

Forta axiala care incarca rulmentul radial-axial nu se confunda cu forta axiala din angrenaj.

Dimensiunile rulmentului

Dimensiunile rulmentului pot fi stabilite pe doua cai:

A. Rulmentul se alege preliminar si se verifica

Arborele se construieste, in general, pornind de la capatul de arbore (ales din standard) si stabilind apoi diametrele tronsoanelor urmatoare din considerente constructive si functionale, diametre standardizate pentru mansete de etansare (roti de curea, roti dintate, rulmenti). De aceea, diametrul d al fusului rulmentului se cunoaste cu o aproximatie destul de buna.

Se alege rulmentul cu diametrul interior d astfel incit diametrul exterior D sa fie corelat cu aspectele tehnologice privind prelucrarea locasurilor rulmentilor in carcasa, precum si cu posibilitatea trecerii prin alezajul din carcasa a unor organe montate pe arbore intre rulmenti, sau cu alte aspecte privind gabaritul constructiei.

In lipsa unor motivatii temeinice tehnico-economice, care ar impune rulmenti din clasa a 2-a de utilizare, rulmentul se va alege din clasa de utilizare 1.

Se verifica rulmentul calculind durabilitatea efectiva din relatia:

in care:

C - capacitatea dinamica a rulmentului ales preliminar, in N;

- sarcina (sarcina dinamica echivalenta) corectata;

p - exponent si are valoarea 3 pentru rulmenti axiali si 3,33 pentru cei cu role;

Durabilitatea se exprima in ore de functionare:

in care n este turatia in rotatii/minut.

Valoarea L calculata se compara cu 10000.

Calculul de verificare al rulmentilor de pe arborele 1 :

Calculul de verificare al rulmentilor de pe arborele 2 :

   

B. Se adopta durabilitatea rulmentului si se calculeaza capacitatea dinamica necesara:   

Se alege rulmentul din catalog (sau din standard) astfel incit sa indeplineasca o serie de conditii:

- capacitatea dinamica sa fie superioara celei calculate;

- diametrul interior sa corespunda fusului arborelui;

- diametrul exterior sa fie corelat cu aspectele mentionate la punctul A;

- clasa de utilizare sa fie 1, daca nu exista alte justificari tehnico-economice temeinice.

Caracteristicile rulmentilor

In situatiile in care turatiile de lucru ale rulmentilor reductorului sunt de valoare mare, turatiile limita se pot lua din cataloagele de rulmenti.

Tipuri de rulmenti:

- rulmenti radiali cu bile pe un rind cu cale de rulare adinca STAS 3041-87;

- rulmenti radiali cu role cilindrice pe un rind STAS 3043-86;

- rulmenti radiali-oscilanti cu role butoi pe doua rinduri STAS 3918-86;

- rulmenti axiali cu bile pe un rind cu simplu efect STAS 3921-86;

- rulmenti axiali cu bile pe un rind cu dublu efect STAS 3922-86;

rulmenti radiali-axiali cu role conice pe un rind STAS 3920-87.

Calculul penelor:

Cea mai utilizata forma de capac permite reglarea jocului axial in rulmenti in limite mai mari. Nu necesita prelucrarea suplimentara a canalului circular din carcasa reductorului.

Dimensiunile constructive sunt:

Pentru capacul de fixare lateral stanga montat pe arborele melcului

D - diametrul exterior al rulmentului;

Pentru D = 52 [mm] avem urmatoarele dimensiuni:

D₁=67 mm ; D₂=85 mm ; D₃=47 mm; D₄=64 mm; e=8 mm; e₁=5 mm; e₃=3 mm; d=6 mm; d₁=8 mm; m=51 mm

Numarul de suruburi este egal cu 4 X 8.

Pentru capacul de fixare lateral dreapta montat pe arborele melcului

D - diametrul exterior al rulmentului;

Pentru D = 52 [mm] avem urmatoarele dimensiuni:

D₁=47 mm ; D₂=85 mm ; D₃=47 mm; D₄=64 mm; D₅=67 mm; D₆=25 mm; e=8 mm; e₁=5 mm; e₃=3mm; d=6 mm; d₁=8 mm

m=10 mmNumarul de suruburi este egal cu 4 X 8

Pentru capacul de fixare lateral stanga montat pe arborele rotii melcate

D - diametrul exterior al rulmentului;

Pentru D = 62 [mm] avem urmatoarele dimensiuni:

D₁=77 mm ; D₂=95 mm ; D₃=56 mm; D₄=74 mm; e=1 mm; e₁=5 mm; e₃=3 mm; d=6 mm; d₁=8 mm

Numarul de suruburi este egal cu 4 X 8

Pentru capacul de fixare lateral stanga montat pe arborele rotii melcate

D - diametrul exterior al rulmentului;

Pentru D = 62 [mm] avem urmatoarele dimensiuni:

D₁=77 mm ; D₂=95 mm; D₃=56 mm; D₄=74 mm; e=1 mm; e₁=5 mm; e₃=3 mm; d=6 mm; d₁=8 mm

Numarul de suruburi este egal cu 4 X 8

2.10. Saibe pentru asamblarea cu surub a pieselor pe capetele de arbori

Prin STAS8621-84 se stabilesc dimensiunile principale ale saibelor pentru asamblarea pieselor de capete de arbore cilindrice, capete de arbore conform STAS 8724/2-77.

Aceste saibe se executa in doua tipuri. Saibele de tip 1 se utilizeaza pentru fixarea cu un surub a pieselor pe capetele de arbore cilindrice cu d mai mic sau egal cu 28 mm. Saibele de tipul 2 se utilizeaza pentru fixarea cu doua suruburi a pieselor pe capetele de arbore cilindrice cu d mai mare de 28 mm.

2.11. Etansari cu mansete de etansare pentru arbori in rotatie (mansete de rotatie)

Folosirea mansetelor de rotatie cu buza de etansare se recomanda la urmatoarele conditii de functionare:

- diferenta de presiune intre mediile etansate nu depaseste 0,05 MPa;

- viteza periferica a arborelui fata de manseta de etansare de maximum 10 m/s;

- temperaturi cuprinse intre (-30,250) grade C.

Tipurile, dimensiunile si codificarea mansetelor de rotatie sunt date in STAS 7950/2-87. Conform acestui STAS se disting 6 tipuri constructive:

- tipul 1 (A) cu buza de etansare;

- tipul 2 (B) cu buza de etansare si armatura metalica exterioara;

- tipul 3 (C) cu buza de etansare;

- tipul 4 (AS) cu buza de etansare si buza auxiliara;

- tipul 5 (BS) cu buza de etansare, buza auxiliara si armatura exterioara;

- tipul 6 (CS) cu buza de etansare, buza exterioara, armatura exterioara si capac.

Codul de identificare dimensionala a mansetei prevazut in STAS 7950/2-87 contine 6 cifre, dintre care primele 3 reprezinta diametrul nominal d al arborelui in sutimi de milimetru, iar ultimele trei cifre reprezinta diametrul exterior nominal D al mansetei tot in sutimi de milimetru. Pentru mansetele necontinute in acest STAS codul se completeaza cu alte trei cifre care reprezinta latimea b a mansetei in sutimi de milimetru. Notarea mansetei se face prin indicarea codului, tipului materialului conform STAS 7950/1-88 si a numarului STAS-ului 7950/2-87.

Mansetele de rotatie, care functioneaza la presiuni mai mari de 0,05 Mpa, trebuie sa fie prevazute cu inele de sprijin. Garniturile manseta de rotatie cu dubla etansare se utilizeaza numai in cazurile in care este necesara etansarea intre doua spatii distincte, continind uleiuri diferite care nu trebuie sa se amestece.

La sarcini mici si viteze periferice mici ale arborilor, mansetele de rotatie pot fi eliminate prin folosirea rulmentilor protejati sau etansati. In primul caz rulmentii sunt protejati pe o parte sau pe ambele parti (simbol suplimentar Z sau 2Z) prin discuri de metal profilate, astfel incit functia de etansare sa fie realizata printr-un interstitiu intre acest disc si inelul in misare de rotatie. In medii u poluare puternica se recomanda rulmentii etansati prin membrane elastice (cauciuc sintetic) dispuse pe o parte sau pe ambele parti (simbol suplimentar RS sau 2RS), in contact cu inelul rotitor.

Mansetele de rotatie care s-au ales pt cei doi arbori sunt :

-pentru arborele I : Diametrul nominal al arborelui : d=16 mm

Diametrul exterior (nominal) al mansetei : D=30 mm

Latimea mansetei : b=7 mm

Manseta avand aceste dimensiuni se noteaza conform STAS 7950/2-87 :

Manseta 016030-1 F STAS 7950/2-87

pentru arborele II : Diametrul nominal al arborelui : d=22 mm

Diametrul exterior (nominal) al mansetei : D=40 mm

Latimea mansetei : b=7 mm

Manseta avand aceste dimensiuni se noteaza conform STAS 7950/2-87 :

Manseta 022040-1 F STAS 7950/2-87

Dimensiunile jojei de ulei : d=5 mm; d₁=12 mm; D=25 mm; D₁=18 mm; H=20 mm; l=12 mm;

Dimensiunile inelelor de ridicare : d=8 mm; d₁=20 mm; d₂=20 mm; d₃=32,6 mm; h=20 mm; a=6 mm; b=6,3 mm; c=1,8 mm; t=22 mm; D=13 mm;

Dimensiunile aerisitorului : d=16 mm; D=22 mm; L=23 mm; l=12 mm; d₁=5 mm; a=2 mm; S=22 mm

Dimensiunile dopului de golire : d=12 mm; p=1,25 mm; D=20 mm; H=55 mm; l=13 mm; a=3 mm; S=13 mm

Dimensiunile saibei de siguranta: MB3 STAS 5815-91 tab.13.8 pag.275

d=17; D=32 mm; D₁=24 mm; h=8 mm; E=4 mm; S=4 mm; g=1 mm.

Dimensiunile piulitei crenelate: KM3 STAS 5816-91 tab.13.8 pag.275

d=17; D_nominal=28 mm; D_1nominal=24 mm; B_nominal=8 mm; S_nominal=4 mm; t_nominal=2 mm

Dimensionarea cuplajului cu flanse :  ;

 ;

;

 ;

 ;

 ;

 ;

 ;

BIBLIOGRAFIE

Antal, A. & colectiv 'Reductoare', Institutul politehnic Cluj-Napoca, 1984.

Antal, A. & colectiv 'Indrumator de proiectare pentru reductoare', Institutul politehnic Cluj-Napoca, 1983.

Antal, A. 'Curs'.

Jula, A. & colectiv 'Proiectarea angrenajelor evolventice', Scrisul Romanesc, Craiova, 1989.

Jula,A. & colectiv 'Montaje cu rulmenti. Indrumar de proiectare', Lito Universitatea Brasov, 1979.

Radulescu, Gh. & colectiv 'Indrumator de proiectare in constructia de masini', vol.3, Bucuresti, Editura tehnica

Antal, A. & Tataru O. "Elemente privind proiectarea angrenajelor", Editura ICPIAF SA, Cluj - Napoca, 1998.