TRANSMISII CU CURELE SI CU LANT - Transmiterea energiei de la un arbore motor

TRANSMISII CU CURELE

GENERALITATI

Transmiterea energiei de la un arbore motor la un arbore cordus se
poate reajza pe baza frecarii diutre un element intermediar flexibil, fara
fine numit curea si rotile de curea montate pe cei doi arbori. In figura 1.1 se prezinta schema unei transmisii cu curele.

Pentru a realize forta de frecare, se asigura o tensionare initiala a curelei pe rotile de curea astfel ca in momentul punerii in miscare a rotii motoare, ramura 2 a curelei se va tensiona mai mult iar tensiunea din ramura 7 se va micsora.

Avantajele transmisiei prin curele sunt: posibilitatea transmiterii miscarii de rotatie si a punerii la distanta, functionare lina fara zgomot, amortizarea socurilor, protectia contra suprasarcinilor, posibilitatea de functionare la turatii mari. Printre dezavantaje se enumera: gabaritul mare, raport de transmitere variabil ca urmare a alunecarii curelei pe roti, forte mari pe arbori, necesitatea dispozitivelor de intindere a curelei.

Transmisiile prin curele se pot clasifica dupa criteriile prezentate in tabelul 1.1.(anexa 1)

In figura 1.2. se prezinte mai multe tipuri de transmisii prin curele.

Ca urmare a faptului ca deformatia elastica a curelei se transforma dupa un anumit timp in deformatie remanenta, este necesara intinderea periodica a curelei pentru a mentine conditia ceruta de buna functionare a transmisiei. In vederea intinderii curelei se pot folosi procedeele indicate in figura 1.3. adica deplasarea uneia dintre roti odata cu motorul, pe patine, cu ajutorul suruburilor, prin rotirea suportului acestuia.

Figura 1.1

Transmisia prin

curele late

Pig. 1.2. Tipuri de transmisii prin curele:

- deschisa, cu roti multiple; b - incrucisata; c - cu ramuri semiincrucisate; d - in unghi cu role; e - cu axe decalate si curea incrucisata; f - cu element de intindere a curelei

Fig. 11.3. Metode de intindere a curelei; a- prin deplasarea motorului;

b- prin inclinarea suportului motorului.

1.2. MATERIALE UTILIZATE PENTRU CURELE LATE

Curelele obisnuite de transmisie se confectioneaza din piele, bumbac, matase sau textile cauciucate. Curelele din piele, panza cauciucata si cele din bumbac sunt standardizate. Prin curele de transmisie obisnuite se inteleg acelea destinate sa lucreze la temperature pana la 55˚C si umezeala relative a aerului de 60-75%, cu viteze sub 30 m/s si frecventa de pana la 20000 incovoieri pe ora.

Fig.1.4. Constructia curelei late.

Curelele de transimisie late din piele se simbolizeaza prin grosimea h, latimea b, lungimea L precum si prin grupa si subgrupa la care apartin. De exemplu h x b x L - A. 2 . STAS 615-68.

In ultimul timp au aparut curele late compound care constau dintro folie sau snur de material plastic de inalta rezistenta, captusit in interior prin lipire sau un strat de piele fig. 1.4.

Stratul de material plastic reprezinta elemental de rezistenta iar stratul de piele asigura un coefficient mare de frecare si o mare rezistenta la uzura.

Curelele din tesaturi impregnate cu cauciuc se compun din mai multe straturi textile (insertii) din bumbac legate intre ele prin cauciuc vulcanizat. Insertia poate fi sub forma de tesatura sau snur si are rolul de a prelua incarcarea iar cauciucul are rolul de a lega straturile intre ele si de a le proteja de actiuni chimice si mecanice. In tabelul 1.3. se prezinta caracteristicile unor materiale pentru curele.

Benzile de transmisie din otel se utilizeaza uneori in locul curelelor de piele sau textile. Ele au dimensiuni mai reduse la aceeasi putere fata de curele si permit viteze periferice pana la 40 m/s cu alunecare elastica neglijabila, in schimb pretend montaj prcis sin u rezista la vibratii. Se confectioneaza din banda de otel de mare rezistenta cu latimi intre 20-250mm si grosimi 0,6-1,1 mm. rotile pentru transimisii sunt captusite cu pluta.

1.3. IMBINAREA CAPETELOR CURELEI

Captele curelelor se imbina prin lipire, cusatura sau cu ajutorul unor dispozitive mecanice. Pentru curele care lucreaza la viteze mari se recomanda lipirea sau coaserea capetelor fig 1.5.

Se mentioneaza ca imbinarile capetelor curelei cu dispozitive metalice aratate in figura 1.6. produc socuri la trecerea peste rotile purtatoare de aceea nu pot fi utilizate la viteze mari sau in cazul ca se cere o functionare linistita a transmisiei.

Fig.1.5. Schema de imbinare a capatelor de curea

Fig.1.6. Metode de imbinare a capetelor de curea

cu dispozitive metalice

1.4. CONSIDERATII TEORETICE PRIVITOARE LA GEOMETRIA TRANSMISIEI PRIN CURELE LATE

Se considera transmisia deschisa cu axe paralele din figura 1.7.

In ipoteza unei curele perfect intinse, neelastice si cu grosimea foarte mica, se poate admite ca viteza fiecarui punct al curelei este aceeasi. Notand cu D diametrul rotii motoare, cu n turatia ei precum si cu D diametrul rotii conduse si cu n2 turatia sa, se poate scrie viteza curelei.

Pentru transmisiile prin curele reprezentate elementele geometrice caracteristice ca: distanta axiala A, lungimea curelei L, unghiurile de infasurare a curelei pe roti, sunt date in tabelul 1.2.(anexa 2)

Fig.1.7.Geometria transmisiilor

1.5. FORTE SI EFORTURI UNITARE IN CURELE LATE

Cureaua se monteaza pe roti cu o intindere initiala astfel incat in fiecare din cele doua ramuri lucreaza o forta Fo .

Forta de pretensionare 2 Fo va da nastere la o apasare normala N inre curea si roata, care datorita frecarii dintre aceste elemente va asigura posibilitatea de transmitere a unei forte periferice Fu

Frecarea dintre curea si roata va modifica starea de effort din curea existenta in repaus, astefel incat in ramura active va creste de la valoarea Fo la valoarea F iar in ramura pasiva forta va scadea de la valoarea Fo la valoarea F

1.6. METODE DE CALCUL A TRANSMISIEI

PRIN CURELE LATE

Succesiunea de calcul a transmisiei prin curele este prezentata in tabelul 1.3.(anexa 3) pentru aplicarea indicatiilor date in acest table, in tema de proiect se precizeaza: puterea de transmis P, turatiile arborilor n1 si n2 sau turatia arborelui motor n1 si raportul de transmitere i12. Calculul sectiunii curelei are la baza efortul unitary util admisibil. Metodele de calcul a curelelor au fost grupate dupa modul in care se determina in: metode bazate pe rezistenta de rupere a materialului curelei, si metode legate de capactitatea de tractiune(curbele de alunecare a curelei).

1.7. TRANSMISII PRIN CURELE TRAPEZOIDALE

Transmisiile prin curele trapezoidale asigura transmiterea miscarii de rotatie intre doi arbori cu un raport de transmitere mare chiar si in cazul in care distanta dintre arbori este mica. La transmisiile cu curea trapezoidala, fetele de lucru sunt flancurile laterale ale sectiunii curelei, portanta este mai mare si incarcarea pe lagarele arborilor este mai mica fata de transmisiile similare cu curele late, deoarece aderenta la roti este mai buna cu un coefficient de frecare mai mare. Curelele trapezoidale au o durabilitate mai scazuta decat cele late ca urmare a raprotului h/D mult mai mare ca la curele late.

La transmiterea miscarii intre doi arbori se pot folosi una sau mai multe curele si de asemenea o curea poate fi folosita la antrenarea mai multor arbori. Se intalnesc si transmisii semiincrucisate sau incrucisate. In cazul transmisiilor cu mai multe elemente de antrenat dispuse pe ambele parti ale conturului infasurat se utilizeaza curele trapezoidale duble (fig. 1.8. b).

Fig.1.8.Tipuri curele trapezoidale

In cazul transmisiilor semiincrucisate si incrucisate se recomanda folosirea rotilor de curea cu profilul adancit. Curelele trapezoidale multiple (fig.1..c) se pot utilize pentru a inlocui curele simple ce functioneaza in parallel. Dimensiunea caracteristica a curelelor este latimea primitive (fig 11.23). Prin lp se intelege latimea profilului curelei in dreptul fibrelor primitive, care nu se comprima sin u se intend in timpul functionarii curelei.

1.8. TRANSMISII PRIN CURELE LATE DINTATE

Transmisia prin curele late dintate este prezentata in figura 1.9.a,b Cureaua lata are prevazuta o dantura prismatic ape una sau ambele fete si transmite energia de la un arbore la altul, prin angrenarea cu rotile de curea motoare si condusa.

Transmisiile cu curele late dintate prezinta urmatoarele avantaje: functionare silentioasa si sincrona prin eliminarea alunecarilor elastice specifice curelelor si a socurilor la intrare in angrenare cu roata; forta de intindere initiala ca si alungirea curelei in timp sunt foarte mici ceea ce conduce la incarcari reduse pe arbori si lagare si la lipsa necesitatii reglarii periodice a distantei axiale; transmisia este compacta si usoara cu un gabarit redus, comparative cu celelate tipuri de curele, sau cu transmisia prin lant; nu necesita ungere sin u sunt sensibile la acitiunea umiditatii; intretinere si montaj ieftin. Dintre dezavantajele transmisiei cu curele late dintate se enumera: nu sunt tipizate prin standarde ceea ce ingradeste posibilitatea de utilizare si extindere; constructia rotilor de curea este comparabila sub aspectul complexitatii, cu cea a rotilor dintate si necesita tehnologie de executie precisa; pretind precizie mai mare la executia formei rotilor si la montaj.

Fig. 1.9.a Transmisii prin curea dintata. Fig. 1.9.b Transmisii prin curele cu role de intindere

CAPITOLUL II

TRANSMISII PRIN LANT

2.1. GENERALITATI

Transmisia prin lant este utilizata in antrenarea a doua sau mai multe roti de lant prin contactul dintre dintii rotilor de lant si rolele(bucsele, bolturile) zalelor lantului. Prin angrenarea intre lantul ca element flexibil infasurat fara sfarsit peste rotile de lant si dintii acestor roti dispare alunecarea. Lantul este format dintrun sir de elemente asemanatoare (figura 2.1) (inele, zale, verigi, placi) articulate intre ele si care sunt solicitate numai la tractiune.

Transmisia prin lant se utilizeaza in cazurile in care distanta dintre arbori este prea mica pentru a putea fi utilizata transmisia prin curele sau prea mare pentru a putea utilize angrenaje. Transmisia prin lant este indicate atunci cand se cere transmiterea unor momente de torsiune mari cu mentinerea raportului de transmitere constant. Se pot evidentia urmatoarele avantaje ale transmisiilor prin lant: incarcare redusa pe arbori, randament ridicat, gabarit redus, functioneaza si in conditii grele de exploatare(praf, coroziune), permit transmiterea unor puteri relativ mari. Printre dezavantajele transmisiilor cu lant se numara urmatoarele: este o transmisie rigida, produce vibratii si zgomot, necesita montaj gresit al arborilor si rotilor, necesita o intretinere mai pretentioasa decat transmisiile prin curele, au viteze relative mici.

Domeniul de puteri pentru care se poate utilize transmisia prin lant este de la valori mici pana la 4000 kW, viteza unghiulara pana la 500 rad/sec - distante axiale pana la 8 m si rapoarte de transmitere.

Fig. 2.1 Transmisia prin lant

Clasificarea lanturilor articulate este data in STAS 2577-67 si cuprinde urmatoarele tipuri: lanturi de transmisie(lanturi cu eclise si bolturi, lanturi flyer, lanturi cu bucse, lanturi cu role, lanturi cu bolturi, lanturi cu eclise dintate, lanturi pentru variatoare tip PIV etc.) si lanturi de transport(lanturi: cu bucse, cu role, cu tacheti, cu furca, cu carlige, etc).

In figura 2.2. este prezentata constructia lantului Galle.

Lantul cu eclise, bolturi si bucse (fig.2.3) prezinta o rezistenta la uzura mai buna, o durabilitate mai mare, putand fi utilizat pana la viteza de 3 m/s si sarcini mari.

Lanturile articulate cu eclise, bolturi, bucse si role STAS 5174-66 (fig.2.4) prezinta o durabilitate mult mai sporita deoarece angrenarea lantului cu dintele rotii de lant se realizeaza prin rostogolirea rolei. La aces tip de lant zona exterioara consta in doua eclise presate pe bucse. Bucsele sunt montate cu joc pe bolturi. Pe bucse sunt montate cu joc rolele. Capetele lanturilor se imbina cu ajutorul unor zale speciale de legatura. In cazul lanturilor se imbina cu ajutorul unor zale speciale de legatura. In cazul unui numar par de zale(inclusiv zaua de legatura) capetele lanturilor se imbina direct cu o za formata din furca si o eclisa demontabila mentinuta pe bolturi cu ajutorul unor cuie spintecate (fig.2.5) sau cu ajutorul

Fig.2.2 Lantul tip Galle    Fig.2.3. Lantul articulate cu eclise, bolturi, bucse

unei cleme. In cazul unui numar impar de zale(inclusive zaua de legatura) capetele lantului se imbina cu o za de legatura de constructie speciala (fig. 2.6.)

In cazul unor sarcini mari se folosesc lanturile cu mai multe randuri de zale(fig.2.7) executate din aceleasi elemente ca si cele, cu un singur rand, insa cu bolturile de lungime mai mare. Numarul de randuri poate fi 2 sau 3.

Lanturile dintate sunt formate din eclise dintate asezate una langa alta articulate prin bolturi transversale(fig.2.8). In timpul functionarii eclisele dintate angreneaza cu dintii rotii de lant ceea ce pretinde o precizie ridicata de executie. Se pot utilize la viteze foarte mari fiind silentioase.

Pentru a reduce uzura in articulatii se utilizeaza o ariticulatie tip cantar (fig.2.9.)

Ghidarea lantului dintat se face cu o eclisa centrala de conducere care intra intrun canal practicat in roata de lant.

Fig.2.4. Lantul articulate cu eclise, bolturi, bucse Fig.2.5. Imbinarea    capetelor lantului

Fig. 2.7 Constructia lantului articulate triplu

Fig.2.8. Lantul dintat Fig.2.9. Lantul dintat- constructie

2.2. MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCTIA ELEMENTELOR TRANSMISIILOR PRIN LANT

Eclisele lanturilor se executa din oteluri cu continut mediu de carbon sau din oteluri aliate OLC 45, OLC 60, 40 Cr 10 etc, in stare imbunatatita.

Piesele articulatiilor, axele, bucsele, se executa din oteluri de cementare OLC 15, OLC 20 etc. Duritatea ecliselor dupa tratamentul termic este HRC=40...50; a bucselor, rolelor si bolturilor HRC=45...60.

Rotile de lant cu dinti prelucrati se executa de obicei din oteluri de imbunatarire cu continut mediu de carbon OLC 45 sau de oteluri aliate, pentru viteze si sarcini mari, unde se cere si o duribilitate ridicata. Alegerea materialelor pentru alementele lantului se face dupa metodica prezentata in capitolul 2.

CAPITOLUL III

REPARAREA MECANISMELOR DE TRANSMISIE CU CURELE SI CU LANT

3.1. GENERALITATI

In grupa mecanismelor de transmisie cu miscare de rotatie intra: mecanismele de transmisie cu curele; mecanismele de transmisie cu lant; mecanismele de transmisie cu roti dintate, care sunt cele mai frecvente si mai variate; angrenajele melcate, folosite in cazul rapoartelor de tensiune mari; si tot aici intra si camele si excentricii de comanda a unor miscari.

In cele ce urmeaza se vor arata uzurile ce se constata ce intervin la aceste mecanisme si procedeele tehnologice pentru repararea lor si intretinerea in functionare.

3.2. REPARAREA MECANISMELOR DE TRANSMISIE CU CURELE

Exista doua feluri de roti de transmisie: roti pentru curele late, si roti pentru curele trapezoidale, cu canale.

Aceste mecanisme pot sa prezinte urmatoarele defecte: canale uzate; joc mare intre fusul arborelui si alezajul butucului rotii; canale de pana largite.

Uzura canalelor se controleaza cu ajutorul unui sablon de forma prezentata in figura 3.1.

Acest sablon de control este confectionat pentru diferite latimi standardizate de canale trapezoidale.

Rapararea rotilor pentru curele trapezoidale se face prin tragerea pe roata a unei coroane pe care se executa canale noi. Roata uzata se trage pe un dorn si se strunjeste exterior pentru indepartarea canalelor uzate.

Se strunjeste interiorul coroanei la un diametru corespunzator pentru ajustaj cu strangere, care apoi se preseaza la cald pe saiba, se sudeaza lateral prin puncte sau se blocheaza cu suruburi.

Dupa tragerea coroanei pe saiba se strunjeste exterior si frontal si se executa canalele trapezoidale pentru curele, verificandu-se forma canalelor cu sablonul de control.

Rotile care lucreaza la viteze periferice mari de peste 25 m/s se echilibreaza dynamic, iar cele sub 25 m/s se echilibreaza static.

Se face apoi un control final.

Suprafetele canalelor nu trebuie sa prezinte sufluri, porozitati sau crapaturi, iar rugozitatea suprafetelor sa nu depaseasca 0,003 mm.

Fig.3.1.Sablon de verificat Fig.3.2.Roata pentru lant cu placute

canale trapezoidale    articulate

3.3. REPARAREA MECANISMELOR DE TRANSMISIE CU LANT

Lanturile cu placute, role si bucse (Gall) se gasesc la masinile-unelte si alte utilaje industriale care pun in miscare organelle masinii prin intermediul unor roti dintate de constructie speciala. (fig.3.2.)

Uzura lanturilor consta in marirea pasului dintre centrele gaurilor de asamblare a zalelor, dereglarea transmisiei si iesirea lantului de pe roti.

Lanturile care prezinta asemenea uzuri nu mai pot fi folosite si nici reconditionate, si ca urmare trebuie inlocuite cu altele noi.

Odata cu uzura lantului se uzeaza si flancurile rotilor de transmisie din cauza alunecarii rolelor pe flancuri si dintii se subtiaza. Rotile ai caror dinti s-au subtiat, nu mai pot fi folosite si ca urmare trebuie inlocuite cu altele noi.

Cunoscand pasul lantului t si numarul de dinti z pe care vrem sa`l avem la roata, diametrul cercului de constructie al rotii se calculeaza cu formula :

Intervalul dintre doi dinti cosecutivi este marginit spre interiorul rotii cu un profil semirotund avand un diametru putin mai mare decat diametrul d al buloanelor, iar latimea dintilor este mai mica putin decat dinstanta b dintre placile interioare ale lantului.

Sunt necesare aceste jocuri pentru angrenarea usoara a lantului cu roata dintata.

In timpul functionarii lantului cu placute articulate, zalele descriu arce de cerc cu centrul in axul bulonului care calc ape periferia rotii in locasurile semirotunde dintre dinti. Flancurile dintilor au si ele un profil de arc de cerc cu centrul in axul bulonului urmator.

Varfurile dintilor sunt marginite de cercul exterior al rotii. Centrele buloanelor lantului cu placute articulate, infasurate pe roata, constituie cercul de constructie al rotii.

Diametrul rotii de lant cu placute articulate se calculeaza in functie de numarul de dinti z si pasul t, tinand seama de relatia :

si prin urmare se obtine relatia data anterior.

Numarul de dinti se ia cel putin z=8-10 dinti.

Uzura lanturilor cu placute articulate se caracterizeaza printro marire a pasului dintre centrele zalelor din cauza uzurii gaurilor si a buloanelor si din cauza intinderii zalelor, fie prin ascutirea dintilor rotii.

In urma acestor uzuri s-a aratat mai inainte ca nici lanturile si nici rotile nu se mai pot folosi si ca urmare trebuiesc inlocuite cu altele noi.

La inlocuirea rotilor dintate pentru lant trebuie sa se tina seama ca roata noua sa aiba aceleasi dimensiuni ca si roata pe care o inlocuieste.

Dupa prelucrare pe strung si taierea dintilor pe masina de frezat rotile se trateaza termic prin C.I.F., procedeu care inlatura posibilitatea de deformare a rotii si a dintilor si se poate obtine o suprafata neteda si dura.

Dupa tratamentul termic, flancurile dintilor se lustruiesc fin.

4.1.ELEMENTE DE PROTECTIA MUNCII

4.1. ELEMENTE DE PROTECTIA MUNCII LA MONTAREA SI EXPLOATAREA TRANMISIILOR PRIN CURELE

Montarea si exploatarea curelelor determina siguranta in functionare a mecanismelor actionate prin aceste transmisii. Asezarea corecta a curelei trapezoidale in canalul rotii este un element care determina direct durabilitatea si randamentul curelei. Figura 4.1. reprezinta posibilitatile de a gresi la montajul curelei. La montarea curelelor cu capete lipite se va avea in vedere ca sensul de miscare a curelei sa fie astfel incat san nu duca la desfacerea lipiturii. Se prefera ca la transmisiile cu curele late, orizontale, ramura superioara sa fie trasa pentru a marii unghiul de infasurare.

Montarea si demontarea curelelor trapezoidale se va face prin slabirea intinderii curelelor, fiind interzisa utilizarea sculelor in acest scop (fig. 4.1.).

Fig.4.1. a, b ,c

Este necesar a se verifica aliniamentul curelei trapezoidale (fig. 4.1 a) precum si intinderea curelei. Se considera sufficient intinsa o curea atunci cand lovind-o cu mana la jumatatea distantei intre roti va avea un recul. Transmisiile prin curele se protejeaza cu aparatori din tabla sau plasa de sarma.

4.2. ELEMENTE DE PROTECTIA MUNCII SI EXPLOATARE A TRANSMISIILOR PRIN LANT

Pentru buna functionare a transmisilor prin lanturi de actionare sau a celor care intra in constructia transportoarelor este necesar sa fie respectate normele de intretinere, montaj, si exploatare.

Lanturile de la transmisii si cele de la transportoare sunt prevazute deobicei cu intinzatoare pentru a asigura intinderea necesara functionarii. Se considera sufficient intins un lant atunci cand la o apasare cu mana va capata o o sageata de 12....25 mm (fig.4.1.)

Intinderea lantului se poate face prin deplasarea corespunzatoare a motorului, prin plasarea inclinata a motorului pe un dispozitiv articulate sau prin intinzator (fig.4.2).

Fig.4.1. Controlul intinderii lantului Fig.4.2.Metode de intindere a lantului

Intinzatorul poate fi cu autoreglarea fortei de intindere prin contragreutate (fig.4.2.a) cu reglarea fortata a fortei de intindere (fig.4.2.b)sau cu reglarea fortata prin tender cu arc (fig.4.2.c). Transmisia cu lant impune ca rotile de lant sa afle intrun plan iar axele arborilor intrun plan perpendicular pe acesta. Montarea lantului se face astfel ca el sa se afle in plan vertical pentru ca in acest caz sunt necesare mecanisme de intindere a lantului. Prin inclinarea transmisiei se pot elimina mecanismele de intindere.

Ramura motoare a lantului trebuie sa fie cea superioara. Schemele montajelor transmisiilor prin lant sunt reprezentate in figura 4.3.

Ungerea lanturilor se face prin imersiunea in baie de ulei sau periodic cu unsoare consistenta. Ungerea cu ulei se mai poate face si picurare sau cu o pompa de ulei. In aceste cazuri transmisia va fi prevazuta cu o carcasa sudata ce dispune de un rezervor de ulei in care se colecteaza uleiul scurs de pe lant.

Ca masura denerala de protectia muncii, transmisiile cu lant vor fi prevazute cu aparatori sau carcase.

Fig.4.3. Montajul transmisiilor prin lant