+ All Categories
Home > Documents > Carte Rulmenti

Carte Rulmenti

Date post: 25-Nov-2015
Category:
Upload: cipri90
View: 323 times
Download: 33 times
Share this document with a friend
Description:
dasdas
252
5 Cuprins Prefaţă .......................................................................................................................... 7 Foreword ...................................................................................................................... 9 1 RULMENŢI. CONSTRUCŢIE. PROPRIETĂŢI. .................................................. 11 1.1 Elemente constructive ........................................................................................ 11 1.2 Simbolizarea rulmenţilor .................................................................................... 18 1.3 Exemple de utilizare a rulmenţilor ..................................................................... 26 1.4 Tu eşti proiectantul ............................................................................................. 29 2 FUNCŢIILE LAGĂRELOR CU RULMENŢI. MONTAJE TIPICE ..................... 31 2.1 Funcţiile de speţa I în montaje tipice ................................................................. 31 2.1.1 Arbore montat pe doi rulmenţi radiali, dintre care unul este rulment conducător ..................................................................................................... 31 2.1.2 Arbore montat pe doi rulmenţi radiali cu bile, cu conducere reciprocă ........ 33 2.1.3 Arbore montat pe doi rulmenţi radiali-axiali cu role conice cu conducere reciprocă, în X............................................................................................... 36 2.1.4 Arbore montat pe doi rulmenţi radiali-axiali cu conducere reciprocă, în O.. 38 2.1.5 Arbore rezemat, la o extremitate, pe o pereche de rulmenţi radiali–axiali cu role conice în X, iar la cealaltă extremitate – pe un rulment radial (liber).... 40 2.1.6 Arbore rezemat, la o extremitate, pe o pereche de rulmenţi radiali–axiali cu role conice în O, iar la cealaltă extremitate – pe un rulment radial (liber).... 42 2.1.7 Arbore având ca rulmenţi conducători doi rulmenţi axiali cu bile................ 43 3 CONDIŢII REFERITOARE LA UTILIZAREA LAGĂRELOR CU RULMENŢI45 3.1 Precizia de rezemare şi de rotaţie a arborelui ..................................................... 45 3.1.1 Precizia rulmenţilor ....................................................................................... 45 3.1.2 Jocul intern al rulmenţilor ............................................................................. 48 3.1.3 Rigiditatea. Pretensionarea rulmenţilor ......................................................... 57 3.1.4 Joc sau pretensionare? ................................................................................... 67 3.2 Nealinierea unghiulară a inelelor rulmentului .................................................... 69 3.3 Lubrifianţi .......................................................................................................... 71 3.3.1 Unsoare consistentă sau ulei?........................................................................ 71 3.3.2 Unsori consistente pentru ungerea rulmenţilor ............................................. 72 3.3.3 Uleiuri pentru ungerea rulmenţilor................................................................ 76 3.4 Etanşarea lagărelor cu rulmenţi .......................................................................... 77 3.4.1 Rulmenţi cu etanşare proprie (interioară) ..................................................... 81 3.4.2 Lagăre cu etanşare exterioară ........................................................................ 84 3.4.2.1 Etanşări cu contact ............................................................................84 3.4.2.2 Etanşări fără contact ..........................................................................91 4 AJUSTAJELE DE MONTAJ ALE RULMENŢILOR ......................................... 109 4.1 Comentarii iniţiale ............................................................................................ 109 4.2 Alegerea ajustajelor de montaj ......................................................................... 111
Transcript
  • 5

    Cuprins

    Prefa .......................................................................................................................... 7 Foreword...................................................................................................................... 9

    1 RULMENI. CONSTRUCIE. PROPRIETI. .................................................. 11 1.1 Elemente constructive ........................................................................................ 11 1.2 Simbolizarea rulmenilor.................................................................................... 18 1.3 Exemple de utilizare a rulmenilor ..................................................................... 26 1.4 Tu eti proiectantul............................................................................................. 29

    2 FUNCIILE LAGRELOR CU RULMENI. MONTAJE TIPICE..................... 31 2.1 Funciile de spea I n montaje tipice ................................................................. 31

    2.1.1 Arbore montat pe doi rulmeni radiali, dintre care unul este rulment conductor..................................................................................................... 31

    2.1.2 Arbore montat pe doi rulmeni radiali cu bile, cu conducere reciproc ........ 33 2.1.3 Arbore montat pe doi rulmeni radiali-axiali cu role conice cu conducere

    reciproc, n X............................................................................................... 36 2.1.4 Arbore montat pe doi rulmeni radiali-axiali cu conducere reciproc, n O.. 38 2.1.5 Arbore rezemat, la o extremitate, pe o pereche de rulmeni radialiaxiali cu

    role conice n X, iar la cealalt extremitate pe un rulment radial (liber).... 40 2.1.6 Arbore rezemat, la o extremitate, pe o pereche de rulmeni radialiaxiali cu

    role conice n O, iar la cealalt extremitate pe un rulment radial (liber).... 42 2.1.7 Arbore avnd ca rulmeni conductori doi rulmeni axiali cu bile................ 43

    3 CONDIII REFERITOARE LA UTILIZAREA LAGRELOR CU RULMENI45 3.1 Precizia de rezemare i de rotaie a arborelui..................................................... 45

    3.1.1 Precizia rulmenilor....................................................................................... 45 3.1.2 Jocul intern al rulmenilor ............................................................................. 48 3.1.3 Rigiditatea. Pretensionarea rulmenilor......................................................... 57 3.1.4 Joc sau pretensionare?................................................................................... 67

    3.2 Nealinierea unghiular a inelelor rulmentului.................................................... 69 3.3 Lubrifiani .......................................................................................................... 71

    3.3.1 Unsoare consistent sau ulei?........................................................................ 71 3.3.2 Unsori consistente pentru ungerea rulmenilor ............................................. 72 3.3.3 Uleiuri pentru ungerea rulmenilor................................................................ 76

    3.4 Etanarea lagrelor cu rulmeni.......................................................................... 77 3.4.1 Rulmeni cu etanare proprie (interioar) ..................................................... 81 3.4.2 Lagre cu etanare exterioar........................................................................ 84

    3.4.2.1 Etanri cu contact ............................................................................84 3.4.2.2 Etanri fr contact ..........................................................................91

    4 AJUSTAJELE DE MONTAJ ALE RULMENILOR ......................................... 109 4.1 Comentarii iniiale............................................................................................ 109 4.2 Alegerea ajustajelor de montaj ......................................................................... 111

  • 6

    5 ALEGEREA I CALCULUL RULMENILOR ................................................. 127 5.1 Relaii cinematice i solicitrile ciclice ale elementelor rulmentului ............... 127 5.2 Durabilitatea. Sarcina dinamic de baz. ......................................................... 129 5.3 Sarcina dinamic echivalent ........................................................................... 131 5.4 Durabilitatea nominal corectat...................................................................... 136 5.5 Sarcini echivalente la funcionarea cu fore i turaii variabile dup anumite

    legi.................................................................................................................... 139 5.5.1 For a crei mrime variaz n trepte......................................................... 139 5.5.2 For radial a crei mrime variaz liniar.................................................. 140 5.5.3 For cu dou componente radiale dintre care una este rotitoare ................ 140 5.5.4 For radial a crei mrime variaz ciclic.................................................. 141 5.5.5 Fora i turaia sunt variabile, cu paliere constante ..................................... 142 5.5.6 For combinat, a crei direcie i mrime se modific pe paliere ............ 142 5.5.7 For combinat, de o direcie constant oarecare i de mrime constant. 142

    5.6 Sarcina static de baz...................................................................................... 143 5.7 Consideraii privind alegerea i calculul rulmenilor pe baza sarcinii dinamice

    echivalente........................................................................................................ 145 5.8 Metodologie de alegere i de calcul al rulmenilor .......................................... 147

    5.8.1 Metodologia general.................................................................................. 147 5.8.2 Calculul rulmenilor radiali i radiali-axiali, utilizai n diverse montaje i

    ncrcai cu fore radiale, combinate sau axiale. ......................................... 149 5.8.2.1 Rulmeni radiali cu bile ncrcai cu o sarcin radial de direcie, sens i mrime constante ........................................................................................149 5.8.2.2 Rulmeni radiali cu bile ncrcai cu o sarcin combinat de direcie, sens i mrime constante ................................................................................150 5.8.2.3 Rulmeni radiali-axiali cu bile ncrcai cu o sarcin combinat de direcie, sens i mrime constante ..................................................................162 5.8.2.4 Rulmeni radiali axiali cu bile pe dou rnduri ............................166 5.8.2.5 Rulmeni cu patru puncte de contact ...............................................174 5.8.2.6 Rulmeni radiali oscilani cu bile pe dou rnduri ..........................174 5.8.2.7 Rulmeni radiali cu role cilindrice...................................................186 5.8.2.8 Rulmeni radiali-axiali cu role conice ncrcai cu o sarcin combinat de direcie, sens i mrime constante............................................196 5.8.2.9 Rulmeni radiali oscilani cu role butoi pe un rnd .........................199 5.8.2.10 Rulmeni radiali oscilani cu role butoi pe dou rnduri .................200

    5.8.3 Calculul rulmenilor axiali i axiali-radiali ................................................. 201 5.8.3.1 Metodologie general de calcul.......................................................201 5.8.3.2 Rulmeni axiali cu bile, cu simplu sau cu dublu efect.....................223 5.8.3.3 Rulmeni axiali-radiali cu bile cu simplu efect ...............................224 5.8.3.4 Rulmeni axiali cu role cilindrice ....................................................225 5.8.3.5 Rulmeni axiali oscilani cu role butoi asimetrice ...........................227

    5.8.4 Calculul rulmenilor cu ace ......................................................................... 228 5.8.4.1 Metodologie general de calcul.......................................................228 5.8.4.2 Rulmeni cu ace, fr sau cu inel interior........................................247 5.8.4.3 Rulmeni oscilani cu ace ................................................................253

    Bibliografie .............................................................................................................. 255

  • 7

    Prefa

    Lagrele cu rulmeni sunt pri componente ale ansamblelor. Prin rolul i

    prin comportarea lor n serviciu, ele influeneaz precizia de funcionare, precum i durabilitatea ansamblului respectiv (main motoare, main de lucru etc.).

    ntr-o prim i, poate, grbit accepiune, exist percepia c lagrele asigur doar rezemarea arborilor sau a altor organe de maini n micare de rotaie sau de oscilaie. Ele, ns, trebuie s asigure i poziionarea axial a arborelui, precum i posibilitatea de dilatare a acestuia la temperatura de lucru. De asemenea, prin construcia lor, trebuie s fac posibil ungerea, etanarea i, eventual, rcirea rulmenilor din componena acestora. Lagrele pot prelua fore de mrime i direcie variabile i se pot adapta, dac este necesar, nealinierilor unghiulare ale arborilor. Ele trebuie s permit, n unele cazuri, i reglarea poziiei roilor dinate n angrenaj, pentru o angrenare corect (de exemplu la angrenaje conice sau la angrenaje melcate). Puse n aceast lumin, lagrele cu rulmeni i dezvluie complexitatea.

    Autorii au conceput i elaborat acest volum, astfel nct, pe de o parte, coninutul su s i asigure utilitatea pentru un grup-int ct mai larg, iar pe de alt parte, structura lui, precum i stilul prezentrii, s-l fac accesibil studenilor i tinerilor proiectani.

    Volumul de fa este centrat pe rulment, elementul principal al lagrului. Privit din unghiul proiectantului nceptor, rulmentul, n ciuda geometriei sale, aparent prietenoase, cu sfere, cilindri, cercuri i raze de racordare, se nfieaz ca avnd multe faete, care reflect att geometria lui intern, ct i relaiile directe, de montaj i funcionale, cu piesele conjugate, precum i dependenele de alte elemente constructive ale ansamblului, cu care rulmentul nu are contacte directe: roi dinate, cuplaje, transmisii prin curele sau prin lanuri.

    Mainile, instalaiile, utilajele n construcia crora se utilizeaz rulmeni au construcii dintre cele mai diverse. Parametrii lor funcionali variaz ntr-o gam extrem de larg. Dac se consider chiar i numai civa dintre acetia, cum ar fi turaia, puterea de transmis, natura i tipul forelor, temperatura de lucru, se constat c plaja lor de valori este foarte larg. De pild, rulmenii cu ncrcri neglijabile, dar cu turaii mari, pun probleme de tipul patinrii corpurilor de rostogolire pe cile de rulare, cu consecinele de rigoare, dac nu se iau msuri pentru evitarea acesteia, prin pretensionarea rulmentului. Temperaturile de lucru pot determina alegerea unor anumii lubrifiani, precum i a unor anumite clase de jocuri interne ale rulmenilor. Turaiile mari

  • 8

    determin alegerea unor tipuri de etanri specifice cazului, de exemplu etanri fr contact. Sarcinile cu ocuri determin alegerea doar a unor tipuri de rulmeni, precum i a unor dimensiuni ale acestora.

    Tipul mainii, precum i scopul acesteia, determin alegerea unor anumii rulmeni (de exemplu rulmeni cu rigiditate mare pentru arborii principali ai mainilor-unelte), precum i a unui anumit montaj al acestora (de exemplu, pretensionarea rulmenilor radiali-axiali cu bile, utilizai la arborii mainilor-unelte, sau la arborii unor ansamble de precizie). n unele cazuri se impune ca rulmenii s fie silenioi. Aceast condiie influeneaz, de pild, alegerea unor anumite clase de jocuri, a unor anumite materiale pentru colivie (mase plastice).

    Din aceste cteva exemple, din marea diversitate de situaii posibile, se nelege ct de nuanat trebuie s tratm problemele de alegere i de calcul ale rulmenilor.

    Volumul de fa nu ofer reete, dar pune la dispoziia celor interesai un material care i poate conduce prin acel traseu complicat, ce pornete de la citirea temei de proiectare sau de la schia de principiu a ansamblului care trebuie proiectat i se termin cu prognoza privind durabilitatea rulmentului. A rulmentului care a fost, n prealabil, ales, montat, uns, etanat.

    Autorii nu au avut n vedere, pentru acest volum, problemele de construcie complet a lagrelor cu rulmeni, ci numai acele aspecte legate de construcia carcasei, care privesc ajustarea inelului exterior n carcas, precum i reglarea jocurilor din rulmeni. De asemenea, nu au avut n vedere nici mentenana lagrelor, cu tot ceea ce implic acest concept. Aceste aspecte vor face obiectul unor lucrri viitoare.

    Autorii

  • 9

    Foreword

    Bearings are important components of the mechanical assemblies. By

    their role and behaviour during their running duty, they influence the accuracy of working, as well as the expecting service life of the assembly itself (prime mover, actuated machine etc.)

    At first (and obviously hasty) sight, there is the common perception that the bearings assure only the supporting of the shafts or other machine elements in rotating or oscillating motion. But, the bearings have to assure the axial positioning of the shaft too, as well as the possibility of the thermal expansion of the shaft at the operational temperature. Besides these, by their design, the bearings have to make possible the lubrication, the sealing, and eventually the cooling of the enclosing rolling bearings. Bearings are often subjected to simultaneously acting radial and axial loads, constant or, more likely, inconstant in magnitude and direction, and they have to accommodate, if necessary, the angular bending deformations of the shafts. In some cases, the bearings must allow the adjustment of the meshing gears (e.g. bevel gearing and worm drive). These aspects reveal the complexity of the bearings.

    The authors conceived and worked out this volume so that, on the one hand, its content should assure its utility for a target-group as large as possible, and on the other hand, its structure should make it accessible to students and young designers.

    The present volume focuses on the rolling bearing, the main element of a bearing. From the tyro designers point of view, the rolling bearing, despite its seeming friendly geometry, encompassing spheres, cylinders, circles and fillet radii, imagines itself through a lot of facets that reflect both its internal geometry and the direct, mounting, and functional relationships with the conjugate elements, as well as the dependences upon other mechanical elements of the assembly: gears, couplings, belt or chain drives.

    The machineries, the equipments, and the appliances in which structure the rolling bearings are used, have the design among the most various ones. Their operational parameters vary within very large ranges. Even if one takes into account only a few of these parameters, as the speed, the power, the nature and the type of the acting loads, operational temperature, one finds that their ranges are very large. For example, the rolling bearings with negligible loads but operating at very high speeds, set problems regarding the sliding (skidding) of the rolling elements along the raceways. In order to avoid the destructive

  • 10

    consequences of this fact, the designer has to take in consideration a preloading method for those rolling bearings. The operating temperature influences the choice of a suitable lubricant, as well as the choice of a rolling bearing with an appropriate internal clearance. The high speeds induce the choice of a specific seal (e.g. non-contacting seals). The presence of impact loads (shocks) acting on the rolling bearings causes the choice of only a few bearing types and dimensions.

    The machine type, as well as its purpose, causes the choice of certain rolling bearings (e.g. machine tool spindle bearings have a higher degree of stiffness), as well as a specific bearing arrangement (e.g. the preloading of the angular contact ball bearings used for the machine tool spindles or for the shafts of the high precision assemblies). In some cases, the rolling bearings should have a quiet running. This condition influences, for example, the choice of a rolling bearing with a certain precision or with a suitable material for the cage (plastics).

    From these only a few examples, from the huge diversity of the possible cases, one could understand in how many ways we have to treat the problems of choice and calculus of the rolling bearings.

    The present volume do not offer recipes, but it places at interested peoples disposal a material that could leads them along this complicated path which starts with the design goal or with the design draft and it finishes with the forecasting of the rolling bearing life (the rolling bearing that was previously chosen, mounted, lubricated, and sealed).

    The authors did not take in consideration, in this volume, the problems regarding the complete construction of the bearings, but only those aspects concerning the design of the housing, those that regard the fitting of the outer ring into the housing, as well as the adjustment of the clearance of the rolling bearings. Also, the authors did not refer to the maintenance of the bearings (with everything this entire concept implies). All these aspects will constitute the subject of future works.

    The authors

  • 11

    1 RULMENI. CONSTRUCIE. PROPRIETI.

    1.1 Elemente constructive

    Din punct de vedere constructiv, rulmenii sunt organe de maini complexe. Ei sunt utilizai pentru rezemarea pieselor care execut micri de rotaie sau de oscilaie: arbori, mese rotative, turele de macara, uruburi cu bile, volani, osii (la vagoane) etc.

    Principalele elemente constructive ale rulmenilor sunt: inelul interior i inelul exterior (la rulmenii radiali i radial-axiali, fig. 1.1, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j), aiba de fus i aiba de carcas (la rulmenii axiali i axial-radiali, fig. 1.1, k), corpurile de rostogolire, colivia. Pe inele (aibe) sunt practicate cile de rulare. Colivia are rolul de a ghida i de a menine corpurile de rostogolire la o distan egal ntre ele. Exist rulmeni la care unele dintre componentele menionate lipsesc: inelul interior (de exemplu la rulmenii cu ace INA, seriile NK, RNA, NKS), ambele inele (colivii cu ace INA, seria K) sau colivia (la rulmeni cu unul sau dou rnduri de role, de exemplu la rulmenii INA, seriile full complement single row SL18 29, SL18 32, sau full complement double row SL18 50, SL01 48). n construcia unor tipuri de rulmeni mai apar o serie de elemente care le confer proprieti deosebite: elemente de etanare (cu contact sau fr contact), capsule de protecie, inele elastice etc.

    Rulmenii pot prelua, n funcie de construcia lor, precum i de montajul acestora ntr-un ansamblu, sarcini radiale, axiale sau de o direcie oarecare. Capacitatea lor de a prelua astfel de sarcini depinde, n special, de unghiul de contact (unghiul de presiune) (fig. 1.2). Unghiul de contact este, prin definiie, unghiul format de linia de aciune a sarcinii rezultante (linie de presiune), pe un corp de rulare i un plan radial. La un rulment cu role conice (fig. 1.2, g), linia de presiune este perpendicular pe calea de rulare care are umr de ghidare. Punctul de intersecie dintre linia de presiune i axa rulmentului se numete centru de presiune. Pentru unele tipuri de rulmeni, unghiul de contact depinde numai de construcia intern a rulmentului (fig. 1.2, b, d, e, f, g). n acest caz, el i pstreaz valoarea i sub sarcin. Din contr, la alte tipuri de rulmeni la care unghiul de contact de fabricaie, al rulmentului nencrcat, are o anumit valoare (fig. 1.2, a, c), el va crete sub aciunea componentei axiale a unei sarcini combinate, lund o valoare funcional.

    Cu ct unghiul de contact este mai mare (fig. 1.2, g i d), cu att rulmenii pot prelua sarcini cu componente axiale mai mari. Rulmentul radial cu role cilindrice (fig. 1.2, b), care are un unghi de contact de fabricaie = 0, nu poate

  • Lagre cu rulmeni

    12

    Fig. 1.1 Tipuri de rulmeni a - radial cu bile pe un rnd; b - radial cu role cilindrice tip N; c - radial cu role cilindrice tip NJ; d - radial cu role cilindrice tip NUP; e - radial oscilant tip CARB; f - radial oscilant cu role butoi,

    pe dou rnduri; g - radial-axial cu bile; h - radial-axial cu patru puncte de contact; i - radial-axial cu role conice; j - radial cu ace; k - axial cu bile cu simplu efect.

    Inel exterior Corp de rostogolire (bil)

    Colivie Cale de rulare Inel interior

    a b c

    d e f

    g h

    j

    Inel de reazem

    Inel de reazem

    i

    Rol butoi

    Guler de ghidare

    Rol conic

    Guler de ghidare

    Faa lat a inelului exterior

    k

    Suprafa de ajustare cu fusul

    aib de fus

    aib de carcas

    d

    D1

    d

  • Rulmeni. Construcie. Proprieti.

    13

    Fig. 1.2 Unghiul de contact la diferite tipuri de rulmeni a - radial cu bile pe un rnd; b - radial cu role cilindrice pe un rnd; c - radial-axial cu

    bile pe un rnd; d - axial cu bile pe un rnd; e - axial cu role cilindrice pe un rnd; f - radial-oscilant cu role butoi pe dou rnduri; g - radial-axial cu role conice.

    a

    a

    =0 =0

    =90 =90

    a b c

    d e

    f g

    Cp

    Cp

  • Lagre cu rulmeni

    14

    prelua sarcini axiale. Unghiul su de contact nu se poate modifica sub aciunea unei sarcini axiale. n schimb, rulmentul radial cu bile (fig. 1.2, a) poate prelua i o sarcin axial, deoarece, sub aciunea acesteia, inelele rulmentului au o deplasare relativ axial (posibil datorit jocurilor interne, existente chiar i dup montarea rulmentului, respectiv deformaiilor elastice ale elementelor implicate), rezultnd un unghi de contact diferit de zero.

    Fig. 1.3 Sarcini preluate de rulmeni Capacitate foarte bun de a prelua sarcina pe direcia i n sensul menionat. Rulmentul poate prelua o sarcina pe direcia i n sensul respectiv. Rulmentul nu poate prelua o sarcina pe direcia i n sensul respectiv.

    = 90 = 90 > 45 > 45

    = 0 45 = 0 45 45

  • Rulmeni. Construcie. Proprieti.

    15

    Punctul de aplicaie a sarcinii se afl n centrul de presiune al rulmentului. Pentru rulmenii radial-axiali (fig. 1.2, c, g), poziia centrului de presiune Cp este dat n cataloagele de rulmeni. Centrul de presiune este poziionat prin cota a, n raport cu faa lat a inelului exterior. Pentru ceilali rulmeni din figura 1.2, centrul de presiune se afl n planul median al rulmentului. Cunoaterea poziiei centrului de presiune este foarte important, deoarece n centrul de presiune se afl reazemul arborelui.

    n figura 1.3 se prezint disponibilitatea diferitelor tipuri de rulmeni de a prelua sarcini radiale, axiale sau combinate, conform INA-FAG [9].

    Aceste aspecte, precum alte importante caracteristici constructive i funcionale ale rulmenilor rezult din tabelul 1.1, dup recomandrile INA-FAG [9].

    Din punct de vedere constructiv, rulmenii pot fi separabili sau neseparabili.

    Fig. 1.4 Tipuri de rulmeni separabili a - rulment radial cu role tip N; b - rulment radial cu role tip NJ; c - rulment radial cu role tip NUP;

    d - rulment radial-axial cu role conice; e - rulment radial-axial cu patru puncte de contact; f - rulment axial cu bile.

    a b

    c d

    e f

  • 16

    a

    P

    o

    t

    a

    v

    e

    a

    r

    o

    l

    d

    e

    r

    u

    l

    m

    e

    n

    t

    l

    i

    b

    e

    r

    ?

    Tabelul 1.1 Caracteristici constructive i funcionale ale rulmenilor

    C

    a

    p

    a

    c

    i

    t

    a

    t

    e

    d

    e

    n

    c

    r

    c

    a

    r

    e

    r

    a

    d

    i

    a

    l

    P

    o

    t

    a

    v

    e

    a

    r

    o

    l

    d

    e

    r

    u

    l

    m

    e

    n

    t

    c

    o

    n

    d

    u

    c

    t

    o

    r

    ?

    P

    i

    e

    r

    d

    e

    r

    i

    m

    i

    c

    i

    p

    r

    i

    n

    f

    r

    e

    c

    a

    r

    e

    R

    i

    g

    i

    d

    i

    t

    a

    t

    e

    m

    a

    r

    e

    E

    t

    a

    n

    a

    r

    e

    p

    e

    o

    p

    a

    r

    t

    e

    s

    a

    u

    p

    e

    a

    m

    b

    e

    l

    e

    p

    r

    i

    A

    l

    e

    z

    a

    j

    c

    o

    n

    i

    c

    F

    u

    n

    c

    i

    o

    n

    a

    r

    e

    s

    i

    l

    e

    n

    i

    o

    a

    s

    F

    u

    n

    c

    i

    o

    n

    a

    r

    e

    l

    a

    t

    u

    r

    a

    i

    i

    m

    a

    r

    i

    P

    r

    e

    c

    i

    z

    i

    e

    m

    r

    i

    t

    C

    o

    m

    p

    e

    n

    s

    a

    r

    e

    a

    n

    e

    a

    l

    i

    n

    i

    e

    r

    i

    i

    R

    u

    l

    m

    e

    n

    i

    s

    e

    p

    a

    r

    a

    b

    i

    l

    i

    D

    i

    l

    a

    t

    a

    r

    e

    a

    a

    r

    b

    o

    r

    e

    l

    u

    i

    p

    e

    s

    e

    a

    m

    a

    a

    j

    u

    s

    t

    a

    j

    u

    l

    u

    i

    c

    u

    j

    o

    c

    A

    s

    i

    g

    u

    r

    a

    r

    e

    a

    d

    i

    l

    a

    t

    r

    i

    i

    a

    r

    b

    o

    r

    e

    l

    u

    i

    p

    r

    i

    n

    c

    o

    n

    s

    t

    r

    u

    c

    i

    a

    i

    n

    t

    e

    r

    n

    S

    a

    r

    c

    i

    n

    a

    x

    i

    a

    l

    n

    a

    m

    b

    e

    l

    e

    s

    e

    n

    s

    u

    r

    i

    *

    Compatibilitate

    Tipul rulmentului

    foarte bun

    bun

    normal / posibil

    limitat

    incompatibil / inaplicabil

    Radial cu bile

    Radial-axial cu bile

    Radial-axial cu bile pe dou rnduri

    Radial-axiali de precizie pentru arborii mainilor unelte

    Cu patru puncte de contact

    Oscilant cu bile pe dou rnduri

    Radial cu role cilindrice, tip NU, N

    Radial cu role cilindrice, tip NJ

    Radial cu role cilindrice, tip NUP, NJ+HJ

    Radial cu role cilindrice pe dou rnduri, tip NN

    Radial cu role cilindrice, tip NCF, NJ23VH

    a

    b

    b

    c

    c

    d

    a a a

    a a a

    e

    f

    b

    b

    16

    Lagre cu rulmen

    i

  • 17

    P

    o

    t

    a

    v

    e

    a

    r

    o

    l

    d

    e

    r

    u

    l

    m

    e

    n

    t

    l

    i

    b

    e

    r

    ?

    C

    a

    p

    a

    c

    i

    t

    a

    t

    e

    d

    e

    n

    c

    r

    c

    a

    r

    e

    r

    a

    d

    i

    a

    l

    P

    o

    t

    a

    v

    e

    a

    r

    o

    l

    d

    e

    r

    u

    l

    m

    e

    n

    t

    c

    o

    n

    d

    u

    c

    t

    o

    r

    ?

    P

    i

    e

    r

    d

    e

    r

    i

    m

    i

    c

    i

    p

    r

    i

    n

    f

    r

    e

    c

    a

    r

    e

    R

    i

    g

    i

    d

    i

    t

    a

    t

    e

    m

    a

    r

    e

    E

    t

    a

    n

    a

    r

    e

    p

    e

    o

    p

    a

    r

    t

    e

    s

    a

    u

    p

    e

    a

    m

    b

    e

    l

    e

    p

    r

    i

    A

    l

    e

    z

    a

    j

    c

    o

    n

    i

    c

    F

    u

    n

    c

    i

    o

    n

    a

    r

    e

    s

    i

    l

    e

    n

    i

    o

    a

    s

    F

    u

    n

    c

    i

    o

    n

    a

    r

    e

    l

    a

    t

    u

    r

    a

    i

    i

    m

    a

    r

    i

    P

    r

    e

    c

    i

    z

    i

    e

    m

    r

    i

    t

    C

    o

    m

    p

    e

    n

    s

    a

    r

    e

    a

    n

    e

    a

    l

    i

    n

    i

    e

    r

    i

    i

    R

    u

    l

    m

    e

    n

    i

    s

    e

    p

    a

    r

    a

    b

    i

    l

    i

    D

    i

    l

    a

    t

    a

    r

    e

    a

    a

    r

    b

    o

    r

    e

    l

    u

    i

    p

    e

    s

    e

    a

    m

    a

    a

    j

    u

    s

    t

    a

    j

    u

    l

    u

    i

    c

    u

    j

    o

    c

    A

    s

    i

    g

    u

    r

    a

    r

    e

    a

    d

    i

    l

    a

    t

    r

    i

    i

    a

    r

    b

    o

    r

    e

    l

    u

    i

    p

    r

    i

    n

    c

    o

    n

    s

    t

    r

    u

    c

    i

    a

    i

    n

    t

    e

    r

    n

    S

    a

    r

    c

    i

    n

    a

    x

    i

    a

    l

    n

    a

    m

    b

    e

    l

    e

    s

    e

    n

    s

    u

    r

    i

    Cu role conice

    Oscilant cu role butoi pe dou rnduri

    Axial cu bile cu contact unghiular

    Axial cu role cilindrice

    Cu role butoi

    Axial cu bile

    Axial oscilant

    Legend: * Sgeata indic faptul c rulmenii individuali sau n tandem, de tipul respectiv, potprelua o sarcin axial numai n sensul indicat de sgeat.

    a) pentru montaj pereche

    b) pentru sarcini axiale mici

    c) compatibilitate limitat, n cazul montrii pereche

    d) de asemenea, pentru montaj cu buc conic

    e) doar n cazul unei sarcini axiale

    f) excelent n cazul seriilor nguste

    a

    g

    g

    c

    c

    d

    d

    a a

    a a

    a

    Compatibilitate

    Tipul rulmentului

    foarte bun

    bun

    normal / posibil

    limitat

    incompatibil / inaplicabil

    17

    Rulm

    eni. C

    onstrucie. Proprieti.

  • Lagre cu rulmeni

    18

    La rulmenii separabili, unele dintre elementele componente ale acestora pot fi separate de celelalte, fr ca rulmentul s se deterioreze. n figura 1.4 se prezint cteva tipuri de rulmeni separabili. Cunoaterea acestora permite judecarea i a altor tipuri de rulmeni din acest punct de vedere.

    Proprietatea de a avea elemente separabile le confer acestor rulmeni avantaje legate de funciile lagrelor cu rulmeni sau, din contr, dezavantaje care nseamn tot attea restricii sau precauii la utilizarea lor, aa cum se va vedea mai departe, n capitolul 2.

    1.2 Simbolizarea rulmenilor

    Rulmenii sunt utilizai n cele mai diverse aplicaii, de la aparatele sensibile din mecanica fin, la utilajele grele din construcii, minerit ori la cele foarte pretenioase din domeniul construciilor aeronautice sau navale. Ca urmare, cercetrile desfurate att n cadrul firmelor productoare de rulmeni, ct i n cel al institutelor de cercetare ori al universitilor tehnice au condus la proiectarea i realizarea unor tipuri de rulmeni care s rspund condiiilor extrem de diverse din domeniile amintite. De asemenea, aceti rulmeni trebuie s aib o serie de proprieti specifice destinaiei lor: s asigure etaneitatea chiar n condiii grele de serviciu, funcionarea corect la temperaturi ridicate, precizie de rotaie, sileniozitate, durabilitate mrit la un gabarit ct mai redus, funcionarea la turaii mari i foarte mari etc. n consecin, rulmenii au o construcie intern i extern strns legate de condiiile amintite mai sus. Este uor de neles faptul c diversitatea tipo-dimensional a rulmenilor a impus simbolizarea lor, astfel nct ei s poat fi identificai cu uurin. Utilizarea simbolurilor permite stabilirea unei relaii clare i rapide ntre vnztor i cumprtor, ntre productor i utilizator, ntre proiectant i constructor.

    Simbolul unui rulment este format, n cazul general, din dou componente (fig. 1.5): simbolul de baz i sufixul (sau mai multe sufixe scrise n serie).

    Fig. 1.5 Formarea simbolului rulmentului

    Totui, pentru identificarea doar a unor elemente componente ale unui rulment (inelul liber al unui rulment separabil, aiba de fus sau aiba de carcas a rulmentului axial cu bile, colivia mpreun cu corpurile de rostogolire, la un rulment separabil etc.) sau pentru a indica un material pentru rulmeni, diferit de cele uzuale (de exemplu oel inoxidabil pentru rulmeni), la simbolul rulmentului, format ca mai sus, se ataeaz un prefix, care arat despre ce parte component sau despre ce material este vorba.

    Simbolul de baz Sufix

  • Rulmeni. Construcie. Proprieti.

    19

    Prefixe Prefixe pentru materiale H oel refractar; S mase plastice, ceramic; T oel de cementare; X oel inoxidabil. Prefixe pentru prile componente ale rulmentului E aiba de fus a rulmentului axial cu bile; GS aiba de carcas a rulmentului axial cu role; K colivia, mpreun cu corpurile de rostogolire, la un rulment

    separabil; L inelul liber al unui rulment separabil; R rulmentul separabil, fr inelul liber; W aiba de carcas a rulmentului axial cu bile; WS aiba de fus a rulmentului axial cu role. Prefixul se separ de restul simbolului printr-o liniu. Simbolul de baz conine informaii asupra tipului rulmentului, a

    gabaritului acestuia, precum i a diametrului alezajului inelului interior. Formarea simbolului de baz, precum i citirea acestuia rezult din figura 1.6

    Sufixele permit identificarea acelor elemente constructive, funcionale sau dimensionale care confer rulmentului proprieti deosebite fa de construcia standard a rulmentului din categoria respectiv. Dac un rulment conine modificri sau particulariti care corespund mai multor sufixe, atunci acestea se nscriu dup simbolul de baz ntr-o succesiune-tip. Exist patru grupe de sufixe, iar sufixele se nscriu n simbolul rulmentului n ordinea acestor grupe.

    Se poate face observaia c un sufix simbolizat prin aceeai liter (de exemplu A), poate avea, la diferitele tipuri de rulmeni, semnificaii concrete diferite. Astfel, sufixul A indic, la un rulment cu bile pe dou rnduri, inexistena canalului de introducere a bilelor. La un rulment radial cu role cilindrice, acelai sufix A indic existena unui canal lrgit, pentru inelul de oprire de pe suprafaa inelului exterior. La un rulment radial-axial cu bile pe un rnd, el indic un unghi de contact de 30o. Mai jos este prezentat o selecie de sufixe, pentru cele patru grupe. innd seama de multitudinea sufixelor, la interpretarea unui desen sau la proiectarea unui ansamblu, este necesar consultarea cataloagelor de rulmeni ale firmelor.

    Dac un rulment are anumite particulariti simbolizate prin mai multe sufixe, acestea se separ, ntre ele, prin punct (tab.1.2).

    Grupa 1 (modificri ale construciei interne a rulmentului) Rulment radial cu bile: A construcie interioar modificat: rulment radial cu bile pe dou

    rnduri sau rulment radial axial cu bile pe un rnd fr canal de introducere a bilelor.

  • 20

    Simbolul tipului

    rulmentului

    Simbolulseriei

    de limi

    Simbolulseriei

    de diametre

    Simbolul diametrului

    interior

    SERIA DE DIMENSIUNI

    SIMBOLUL DE BAZ

    Tipul rulmentului Simbolul

    tipului rulmentului

    Radial-axial cu bile pe 2 rnduri Radial-oscilant cu bile pe 2 rnduri Radial-oscilant cu role butoi pe 2 rnduri Axial oscilant cu role Radial-axial cu role conice Radial cu bile pe 2 rnduri Axial cu bile cu simplu sau cu dublu efect Radial cu bile Radial-axial cu bile Axial cu role cilindrice Cu ace, cu inel interior Cu ace, fr inel interior

    Radial oscilant tip CARB

    Radial cu role cilindrice pe 1 rnd

    Radial cu role cilindrice pe 2 rnduri

    Radial cu role cilindrice fr colivie, pe 1 rnd

    Radial cu role cilindrice fr colivie, pe 2 rnduri

    SL18 18 SL18 22 SL18 29 SL18 30 SL18 50 SL01 48 SL01 49 SL02 49

    NN, NNC, NNCF, NNCL

    N, NU, NJ, NUP, NC, NF

    NKI, NA NK, RNA

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6 7 8

    C

    Seria de diametre (exterioare) pentru aceeai lime Simbolul seriei de diametre 3 497 2108

    Seria de limi pentru aceleai diametre

    Simbolul seriei de limi 3 4 5 6 72 108

    d < 10 d 500

    Este chiar valoarea, n mm, a diametrului interior

    Simbolul diametrului interior

    Diametrul interior d (mm)

    Diametrul interior d (mm)

    10

    00

    12

    01

    15 17

    02 03Simbolul diametrului interior

    20 d < 500

    Diametrele variaz din 5 n 5 mm, iar simbolul reprezint d/5: 04, 05,...,90

    Diametrul interior d (mm)

    Simbolul diametrului interior

    Fig. 1.6 Formarea simbolului de baz

    20

    Lagre cu rulmen

    i

  • Rulmeni. Construcie. Proprieti.

    21

    Rulment radial-axial cu bile pe un rnd: A unghi de contact de 30o; AC unghi de contact de 25o; B unghi de contact de 40o. Rulment radial-axial cu bile pe dou rnduri: A construcie intern optimizat, fr canal de introducere a bilelor; B unghiul de contact de 40o. Rulment radial-oscilant cu bile pe dou rnduri: E construcie intern optimizat. Rulment radial cu role cilindrice: E construcie intern optimizat, un numr mai mare de role i/sau

    cu diametrul mrit; EC construcie intern optimizat, un numr mai mare de role i/sau

    cu diametrul mrit, contact mbuntit ntre extremitatea rolei i umerii inelului.

    Rulment radial cu role cilindrice fr colivie: A canal lrgit, pentru inelul de oprire de pe suprafaa inelului

    interior. Rulment radial-oscilant cu role butoi pe dou rnduri: E rulment cu role butoi simetrice, fr umeri la inelul interior, cu

    colivii cu dou ferestre, stanate din oel i inel de ghidare centrat pe inelul interior (la 65mmd ); pentru 65mmd > , inelul de ghidare este centrat pe colivie.

    Grupa2 (modificri ale construciei externe a rulmentului) D rulment cu inelul interior din dou buci; K rulment cu alezaj conic, cu conicitatea 1:12; K30 rulment cu alezaj conic, cu conicitatea 1:30; N canal circular pe inelul exterior pentru inel de oprire; N2 rulment cu dou canale la 180o situate pe muchia dintre suprafaa

    frontal i suprafaa cilindric exterioar; NR canal circular pe inelul exterior i inel de oprire; R guler la inelul exterior al rulmentului; RS etanare cu contact, din cauciuc sintetic, cu sau fr armtur, pe

    o singur parte a rulmentului; 2RS etanare cu contact, din cauciuc sintetic, cu armtur, pe ambele

    pri ale rulmentului; Z aib (disc) de protecie, fr contact, pe o parte a rulmentului; 2Z aibe (discuri) de protecie pe ambele pri ale rulmentului. Grupa 3 (construcia coliviei) F colivie masiv, prelucrat din oel sau din font special; J colivie presat, din oel neclit; o liter dup acest sufix indic o

    anumit construcie a coliviei (ex. J2);

  • Lagre cu rulmeni

    22

    JR colivie din dou aibe presate, din oel neclit; M colivie masiv, prelucrat din alam; MA colivie masiv, prelucrat din alam, ghidat pe inelul exterior; MB colivie masiv, prelucrat din alam, ghidat pe inelul interior; T colivie din material pe baz de rin fenolic, cu inserie textil; TN colivie injectat din poliamid ; TN9 colivie injectat din fibr de sticl armat cu poliamid 6.6 ; V rulment fr colivie; Y colivie presat din tabl de alam. Grupa 4 (Particulariti constructive, funcionale etc.) Subgrupa 4.1 (materiale, tratament termic) H colivie presat din oel, clit; HA rulment sau elemente componente din oel, cementate. Pentru o

    identificare mai precis, sufixului HA i se ataeaz una din urmtoarele cifre: 0 rulmentul ntreg; 1 inelul exterior i inelul interior; 2 inelul exterior; 3 inelul interior; 4 inelul exterior, inelul interior i corpurile de rostogolire; 5 corpurile de rostogolire; 6 inelul exterior i corpurile de rostogolire; 7 inelul interior i corpurile de rostogolire.

    HB rulment sau elemente componente, clite, cu structur bainitic. Pentru o identificare mai precis, sufixului HB i se ataeaz una din cifrele menionate la sufixul HA;

    HC rulment sau elemente componente din materiale ceramice. Pentru o identificare mai precis, sufixului HC i se ataeaz una din cifrele menionate la sufixul HA;

    HE rulment sau elemente componente din oel retopit n vid. Pentru o identificare mai precis, sufixului HE i se ataeaz una din cifrele menionate la sufixul HA;

    HM rulment sau elemente componente clite, cu structur martensitic. Pentru o identificare mai precis, sufixului HM i se ataeaz una din cifrele menionate la sufixul HA;

    HN rulment sau elemente componente crora li s-a aplicat un tratament termic superficial special. Pentru o identificare mai precis, sufixului HN i se ataeaz una din cifrele menionate la sufixul HA;

    HV rulment sau elemente componente din oel inoxidabil clibil. Pentru o identificare mai precis, sufixului HV i se ataeaz una din cifrele menionate la sufixul HA.

  • Rulmeni. Construcie. Proprieti.

    23

    Subgrupa 4.2 (precizie, jocuri, funcionare silenioas) Precizia dimensional i geometric a rulmenilor este caracterizat de

    toleranele corespunztoare diferitelor clase de precizie. DIN 620 prescrie aceste tolerane. n general rulmenii se ncadreaz n urmtoarele clase: clasa de precizie normal (sufix PN), precum i clasele cu precizie mrit (sufixele P6, P5, P4, n ordinea cresctoare a preciziei). n afara acestora se pot meniona i alte clase de precizie, realizate de firmele productoare doar pentru anumite tipuri de rulmeni:

    1. Clasa SP (clas de precizie special) pentru rulmenii radiali cu role cilindrice pe dou rnduri, rulmenii axiali cu bile cu contact unghiular, de exemplu rulmeni FAG [9];

    2. Clasa UP (ultraprecizie) pentru rulmenii radiali cu role cilindrice pe dou rnduri, de exemplu rulmeni FAG [9];

    3. P4S pentru rulmenii radiali-axiali ai arborilor mainilor unelte; 4. Clasa P6X pentru rulmenii radiali-axiali cu role conice (fabricaie n

    sistemul metric). Clasa de precizie normal, PN, nu se trece, ca sufix, n simbolul

    rulmentului. Dac n simbol nu apar sufixele care indic alte clase de precizie, atunci se subnelege c rulmentul are precizia normal, PN.

    Jocul intern al rulmentului (joc radial sau axial de fabricaie, al rulmentului nemontat) se modific la montarea acestuia, prin deformarea inelelor datorat ajustajelor cu strngere dintre unul sau ambele inele i piesele conjugate. De asemenea, jocul se modific i datorit dilatrii termice diferite ale inelelor n timpul funcionrii, tiut fiind faptul c, de regul, inelul interior are o temperatur mai ridicat dect inelul exterior. Jocul efectiv din timpul funcionrii trebuie s fie ct mai mic pentru a se asigura o centrare ct mai precis a arborelui. De aceea, la proiectare trebuie s se in seama de aceste influene i condiii. n funcie de cerinele concrete ale construciei proiectate (precizie de rotire, sileniozitate etc.) pot fi utilizai rulmeni cu joc intern normal (sufix CN) ori cu joc intern mai mic (sufixele C2, C1, n ordinea descreterii jocului) sau mai mare (sufixele C3, C4, C5, n ordinea creterii jocului) dect cel normal.

    n ceea ce privete simbolizarea, se menioneaz faptul c sufixul pentru jocul radial normal, CN, nu se trece n simbolul rulmentului. El este subneles, dac n simbolul rulmentului nu apar sufixe care s indice alte jocuri dect cel normal.

    Subgrupa 4.3 (rulmeni montai pereche) DB pereche montat n O; DF pereche montat n X; DT pereche montat n tandem; Q set de patru rulmeni; QBC set de patru rulmeni montai n O (cte doi sunt n tandem); QFC set de patru rulmeni montai n X (cte doi sunt n tandem);

  • Lagre cu rulmeni

    24

    QT set de patru rulmeni montai n tandem; QBT set de patru rulmeni montai combinat, n O i tandem (trei

    rulmeni sunt n tandem); QFT set de patru rulmeni montai combinat, n X i tandem (trei

    rulmeni sunt n tandem); T set de trei rulmeni; TBT trei rulmeni montai combinat, n O i n tandem; TFT trei rulmeni montai combinat, n X i n tandem; TT trei rulmeni montai n tandem; U rulmeni care pot fi utilizai n oricare din montajele DB, DF, DT

    (rulmeni universali); UL montaj pereche cu uoar pretensionare iniial; DUL doi rulmeni pereche, de tip U, montai cu uoar pretensionare

    (UL); TUL set de trei rulmeni (T), de tip U, montai cu uoar

    pretensionare (UL); QUL set de patru rulmeni (Q), de tip U, montai cu uoar

    pretensionare (UL). Subgrupa 4.4 (stabilitate dimensional la temperaturi mai mari de

    120oC) S0 inelele sau aibele (la rulmenii axiali) sunt stabilizate pentru a

    putea fi utilizate pn la temperaturi de funcionare de +150oC; S1 inelele sau aibele (la rulmenii axiali) sunt stabilizate pentru a

    putea fi utilizate pn la temperaturi de funcionare de +200oC; S2 inelele sau aibele (la rulmenii axiali) sunt stabilizate pentru a

    putea fi utilizate pn la temperaturi de funcionare de +250oC; S3 inelele sau aibele (la rulmenii axiali) sunt stabilizate pentru a

    putea fi utilizate pn la temperaturi de funcionare de +300oC; S4 inelele sau aibele (la rulmenii axiali) sunt stabilizate pentru a

    putea fi utilizate pn la temperaturi de funcionare de +350oC. Subgrupa 4.5 (aspecte privind ungerea rulmenilor) HT rulment uns cu unsoare destinat unor temperaturi de funcionare

    nalte, de pn la 130oC (de la 20oC); LT rulment uns cu unsoare destinat unor temperaturi de funcionare

    joase, de pn la 50oC (de la + 80oC); LHT rulment uns cu unsoare destinat unui interval larg de

    temperaturi de funcionare ( 40oC + 140oC); MT rulment uns cu unsoare destinat unor temperaturi de funcionare

    medii ( 30oC + 110oC); W fr canal inelar sau fr guri de ungere n inelul exterior; WT rulment uns cu unsoare destinat att unor temperaturi joase, ct

    i unor temperaturi nalte ( 40oC + 160oC); W20 trei guri de ungere n inelul exterior;

  • Rulmeni. Construcie. Proprieti.

    25

    W26 ase guri de ungere n inelul interior; W33 canal inelar i trei guri de ungere n inelul exterior; W513 ase guri de ungere n inelul interior, precum i canal inelar i

    trei guri de ungere n inelul exterior; W64 lubrifiant solid. n tabelul 1.2 sunt prezentate cteva exemple de simboluri.

    Tabelul 1.2 Exemple de simboluri ale rulmenilor

    Exemple Simbol

    Rulment radial-axial cu role conice, simbol de baz 32206, fr inelul liber (inelul exterior) (prefix R) R-32206

    Cu

    pref

    ixe

    Inelul liber (inelul exterior) al rulmentului radial-axial cu role conice, simbol de baz 32206 (prefix L)

    L-32206

    Rulment radial cu bile pe un rnd 6207; 6207.2ZR; S 6200. W203.B Rulment radial-axial cu bile pe un rnd 7200B.TVP; 7228B.MP Rulment radial axial cu bile pe un rnd pentru arborii mainilor-unelte

    B7202C.T.P4S.UL; HSS7011C.T.P4S.UL

    Rulment radial-axial cu patru puncte de contact QJ 311N2.MA

    Rulment radial-oscilant cu bile pe dou rnduri 2203.2RS.TV; 2315M; 2315K.M.C3

    Rulment radial cu role cilindrice N202E.TVP2;

    NJ2204E.TVP2; NUP2205E.TVP2

    Rulment radial cu role cilindrice pe un rnd, fr colivie

    SL 18 3006; SL 19 2322

    Rulment radial cu role cilindrice pe dou rnduri, fr colivie

    NNC4928V.C3, NNF5028B.2LS.V;

    SL 18 5004; SL01 4832; SL02 4844

    Rulment radial-axial cu role conice 32004X; 30302A; 32009XA

    Rulment radial-oscilant cu role butoi pe dou rnduri 21307E.TVPB; 22210 EK Rulment axial cu bile pe un rnd 51201; 51200

    Rulment cu ace fr inel interior NK 14/16;

    RNA 4900; RNA 4900.2RS

    Sim

    bolu

    ri al

    e ru

    lmen

    ilor

    de

    dife

    rite

    tipur

    i

    Rulment cu ace cu inel interior NKI 12/20; NA 4901 Note:

    1. La rulmenii NK, numrul 14 reprezint diametrul fusului, iar numrul 16 reprezint limea rulmentului.

    2. La rulmenii NKI, numrul 12 reprezint diametrul fusului, iar numrul 20 reprezint limea rulmentului.

  • Lagre cu rulmeni

    26

    1.3 Exemple de utilizare a rulmenilor

    n figura 1.7 se prezint o transmisie planetar cu angrenaj melcat [8].

    Fig. 1.7 Transmisie planetar cu angrenaj melcat

    1 colivii cu ace; 2 - rulment cu ace fr inel interior; 3 - rulment radial cu bile; 4 - rulment radial-axial cu bile pe dou rnduri; 5 - rulment radial cu role cilindrice tip NUP.

    Arbore de ieire

    Roat melcat

    Arbore de intrare, cu melc

    Arbore intermediar Satelit

  • Rulmeni. Construcie. Proprieti.

    27

    Se poate constata diversitatea tipurilor de rulmeni utilizai. Ea decurge din necesitatea de a se asigura ndeplinirea anumitor condiii legate de funcionarea transmisiei la parametrii impui de tema de proiectare. Se asigur astfel, de exemplu: rigiditatea montajului i funcionarea angrenajelor n condiii mai apropiate de cele teoretice; dilatarea liber a arborilor, datorat nclzirii acestora n timpul funcionrii; preluarea unor sarcini axiale; centrarea precis a arborilor etc.

    n figura 1.8 se prezint un reductor cu roi dinate conice din fabricaia INA-FAG [21]. Rulmenii utilizai sunt radiali cu bile, respectiv radiali-axiali cu bile pe un rnd, fr sau cu etanare proprie, pe ambele pri (2RS).

    Fig. 1.8 Reductor cu roi conice 1 - rulment radial cu bile 6010; 2 - rulment radial-axial cu bile 7205 BE

    (sau, n cazul unei ungeri insuficiente cu uleiul din baie, se utilizeaz rulmeni 7205 BE 2RS, cu etanare proprie pe ambele pri).

  • Lagre cu rulmeni

    28

    La reductorul cu dou trepte, cilindro-melcat (fig. 1.9) roile dinate

    cilindrice sunt cu dini drepi. Se observ c n lagrele reductorului s-au utilizat rulmeni radiali cu bile, respectiv rulmeni radial-axiali cu role conice, montai pereche n X.

    Fig. 1.9 Reductor cilindro-melcat

  • Rulmeni. Construcie. Proprieti.

    29

    1.4 Tu eti proiectantul

    Din figurile 1.7, 1.8, 1.9 rezult att complexitatea constructiv a ansamblelor, ct i diversitatea rulmenilor utilizai.

    Forele care apar n angrenaje se transmit arborilor i sunt preluate de lagre (rulmeni). Pentru calculul, att al arborilor ct i al rulmenilor, trebuie determinate, mai nti, reaciunile din reazeme. Acestea pot avea att componente radiale ct i axiale. Reazemele, dup cum s-a menionat anterior, se afl n centrele de presiune ale rulmenilor. Centrul de presiune al unui singur rulment, are o poziie bine determinat. Dac n lagr exist un singur rulment, atunci reazemul se afl chiar n centrul de presiune al acestuia. Dac n lagr sunt, de exemplu, doi rulmeni radiali-axiali cu role conice montai pereche, n O sau n X, se pune ntrebarea, care este poziia reazemului n acest caz?

    O alt problem care se pune, ntotdeauna, la o transmisie este cea a durabilitii rulmenilor. Ea se trateaz nuanat, n funcie de o serie de factori.

    Din cele de mai sus rezult complexitatea cadrului n care proiectantul trebuie s-i pun i s rezolve o multitudine de probleme de diferite naturi:

    - Ce tipuri de rulmeni trebuie alei pentru tema respectiv de proiectare?

    - n ce fel tipul forelor care trebuie preluate de rulmeni (i pe care acetia le transmit carcasei) influeneaz alegerea tipului rulmenilor?

    - Pentru ansamblul proiectat, care trebuie s fie durabilitatea rulmenilor?

    - Cum influeneaz gabaritele disponibile alegerea tipului i seriei rulmentului?

    - Ce raionamente se parcurg pentru alegerea soluiei de lgruire a arborelui (cu rulment conductor i rulment liber; cu conducere reciproc n X sau n O, cu rulmeni montai pereche i cu rulment liber; cu rulment axial conductor i cu rulmeni radiali liberi)?

    - Ce raionamente stau la baza alegerii corecte a ajustajelor dintre inelele rulmentului i piesele conjugate arbore, carcas?

    - Ce soluie trebuie adoptat pentru a se asigura dilatarea arborelui la temperatura de funcionare?

    - Ce msuri trebuie luate pentru a sigura funcionarea corect a rulmenilor n urma modificrii radiale a dimensiunilor inelelor, datorat nclzirii acestora n timpul funcionrii?

    - Ce lubrifiani trebuie alei? - Care este soluia de etanare cea mai adecvat pentru lagrele cu

    rulmeni din tema de proiectare, tiind c aceast soluie depinde de factori ca: poziia rulmenilor n cadrul transmisiei; tipul rulmenilor; temperatura de lucru; turaia; mediul ambiant i tipul contaminanilor;

  • Lagre cu rulmeni

    30

    scopul n care se folosete utilajul respectiv? - Ce calcule trebuie parcurse pentru a se asigura funcionarea

    rulmenilor fr defeciuni (cu o probabilitate de 90% sau mai mare) de-a lungul duratei de utilizare impuse (durabilitii impuse)?

    Iat principalele probleme cu care se confrunt proiectantul lagrelor cu rulmeni. n afara acestora mai trebuie rezolvate i alte aspecte, care depind de specificul temei de proiectare. Dup cum se vede, sarcina proiectantului este complex i prezint importante dificulti. Informaiile din volumul de fa i permit s ia deciziile adecvate pentru a soluiona problemele menionate.

  • 31

    2 FUNCIILE LAGRELOR CU RULMENI. MONTAJE TIPICE

    Lagrele cu rulmeni trebuie s asigure rezemarea i centrarea arborelui, poziionarea sa axial, precum i dilatarea lui liber la temperatura de lucru (funcii de spea I). Pe de alt parte, prin construcia lor, ele trebuie s permit ungerea, etanarea i, eventual, rcirea rulmenilor din componena acestora (funcii de spea II).

    n cele ce urmeaz se vor trata funciile de spea I. Ele vor fi exemplificate n cadrul unor montaje tipice. Funciile de spea II fac obiectul volumelor urmtoare.

    2.1 Funciile de spea I exemplificate n montaje tipice

    2.1.1 Arbore montat pe doi rulmeni radiali, dintre care unul este rulment conductor

    Montajul este prezentat n figura 2.1.

    Fig. 2.1 Arbore montat pe doi rulmeni radiali, dintre care unul este rulment conductor

    I II

  • Lagre cu rulmeni

    32

    Rezemarea i centrarea arborelui Rezemarea, avnd semnificaia de mpiedicare a unei deplasri radiale a

    arborelui, este realizat prin form i se bazeaz pe ajustarea inelelor rulmentului n piesele conjugate (arbore, carcas).

    Centrarea arborelui, inclusiv precizia sa de rotaie, este determinat de ajustajele alese ntre inelele rulmentului i piesele conjugate. Precizia centrrii depinde de jocul radial din rulment, n stare montat.

    Poziionarea axial a arborelui Prin poziionarea axial a arborelui se nelege mpiedicarea deplasrii

    axiale a acestuia n ambele sensuri. n montajul prezentat (fig. 2.1), aceast funcie este realizat de rulmentul conductor I. Prin rulment conductor se nelege rulmentul care, prin construcia lui i prin modul n care este montat, mpiedic deplasarea axial, n ambele sensuri, a arborelui. Se constat c rulmentul I este un rulment neseparabil. Ambele sale inele sunt fixate axial n piesele conjugate, fcnd imposibil deplasarea axial a arborelui, att n raport cu inelul interior, ct i n raport cu carcasa. Din figura 2.1 rezult care sunt piesele care concur la blocarea tendinei de deplasare axial a arborelui. Astfel, tendina de deplasare spre dreapta este anulat de inelul de siguran pentru arbore, inelul interior al rulmentului, bilele, inelul exterior, inelul de siguran pentru alezaj (traseul marcat cu sgeat albastr). Deplasarea spre stnga este mpiedicat de umrul arborelui, inelul interior al rulmentului bile, inelul exterior, capac, uruburile de fixare a capacului (traseul marcat cu sgeat roie).

    n acelai mod se monteaz i se comport, din punctul de vedere al poziionrii axiale a arborelui, rulmenii oscilani cu bile sau cu role butoi.

    Asigurarea dilatrii arborelui la temperatura de funcionare Aceast funcie este realizat de rulmentul liber II. Prin rulment liber se

    nelege rulmentul care, prin construcia lui i prin modul n care este montat, permite dilatarea necondiionat a arborelui. Dac rulmentul liber este neseparabil (cazul din figura 2.1), atunci, la dilatarea arborelui, rulmentul se va deplasa axial mpreun cu acesta, existnd o alunecare ntre inelul su exterior i carcas. La fel se pune problema atunci cnd rulmentul liber este un rulment oscilant cu bile sau cu role butoi, care sunt neseparabili. n figura 2.2 se prezint trei variante de rulmeni liberi neseparabili (a, b, c).

    Ca rulmeni liberi pot fi utilizai i rulmenii radiali care sunt separabili. Ei i ndeplinesc funcia de rulment liber prin deplasarea axial a unor elemente componente ale acestora. De exemplu, la rulmenii radiali cu role cilindrice (fig. 2.2, d) rolele, mpreun cu inelul interior alunec axial pe calea de rulare a inelului exterior atunci cnd arborele se dilat, fr ca aceast dilatare s fie mpiedicat n vreun fel. La rulmenii cu ace fr inel interior (fig. 2.2, e) la dilatarea arborelui, acesta alunec axial pe acele rulmentului. La

  • Funciile lagrelor cu rulmeni. Montaje tipice

    33

    rulmenii cu ace care au ambele inele (fig. 2.2, f) dilatarea arborelui este posibil prin alunecarea axial a inelului interior fa de acele rulmentului.

    Fig. 2.2 Rulmeni liberi a - rulment radial cu bile; b - rulment oscilant cu bile pe dou rnduri; c - rulment

    oscilant cu role butoi pe dou rnduri; d - rulment radial cu role cilindrice; e - rulment cu ace fr inel interior; f - rulment cu ace cu ambele inele.

    Montajul analizat are avantajul c nu necesit rezolvarea unor lanuri de

    dimensiuni pe direcia axial, n vederea reglrii jocurilor din rulmeni, precum i acela al dilatrii libere a arborelui.

    2.1.2 Arbore montat pe doi rulmeni radiali cu bile, cu conducere reciproc

    Montajul este prezentat n figura 2.3. Prin conducere reciproc se nelege situaia n care fiecare din cei doi

    rulmeni mpiedic deplasarea axial a arborelui ntr-unul din cele dou sensuri.

    Rezemarea i centrarea arborelui Problema se pune, n principiu, ca n cazul tratat la 2.1.1, dar, la

    montajul cu conducere reciproc jocurile din rulmeni pot fi modificate cu

    a b

    d e f

    c

    a a a

  • Lagre cu rulmeni

    34

    ajutorul seturilor (pachetelor) de elemente de reglare 1R sau 2R montate ntre capace i carcas (fig. 2.3). n acest fel se pot realiza chiar pretensionri ale rulmenilor. Prin reglarea jocurilor sau prin asigurarea unei pretensionri poate fi influenat precizia de rotire a arborelui.

    Fig. 2.3 Arbore montat pe doi rulmeni radiali cu conducere reciproc

    Poziionarea axial a arborelui Pentru ca arborele s fie poziionat axial, trebuie ca cele dou capace s

    fie n contact cu rulmenii. Cu alte cuvinte, trebuie rezolvat dependena dimensional 212121 BBLllllL accrrc ++=++ (2.1) prin modificarea grosimii seturilor de elemente de reglare 1R sau 2R . Acest fapt constituie un dezavantaj fa de montajul cu rulment conductor.

    Prin transferul unor elemente de reglare dintr-o parte n cealalt nu se modific jocul din rulmeni, dar se poate modifica poziia axial a roii dinate montate pe acest arbore, n vederea asigurrii angrenrii corecte a acesteia cu roata conjugat.

    Din figura 2.3 rezult cum se realizeaz mpiedicarea deplasrii axiale a arborelui n cele dou sensuri. Astfel, dac tendina de deplasare este spre stnga, traseul cu sgeat roie indic piesele care concur la blocarea acestei deplasri: umrul arborelui, rulmentul I, capacul, uruburile de fixare. n mod analog este blocat deplasarea axial spre dreapta (traseul marcat cu sgeat albastr).

    ntruct elementele metalice de reglare nu asigur o etanare eficient la ungerea rulmenilor cu ulei, s-au prevzut inelele O, notate cu O1 i O2.

    I II R1 R2

    O1 O2

    B1 B2 lc1 lc2

    lr1 lr2 Lc

    La

  • Funciile lagrelor cu rulmeni. Montaje tipice

    35

    Asigurarea dilatrii arborelui la temperatura de funcionare La temperatura de funcionare arborele se dilat, avnd o expansiune

    axial. n aceast expansiune este antrenat i inelul interior al rulmentului mpreun cu corpurile de rulare, n timp ce inelul exterior este blocat axial n capac (fig. 2.3). Ca urmare, corpurile de rulare se apropie de inelul exterior, micorndu-se jocul axial din rulment existent la temperatura ambiant a montajului. Deoarece ntre jocul axial i cel radial exist o dependen geometric, se va micora i acesta din urm. n concluzie, dilatarea axial a arborelui este posibil n limita jocului disponibil. Dac este depit acest joc, atunci rulmentul va fi tensionat, cu consecine nefavorabile asupra durabilitii sale.

    Avnd n vedere aceste aspecte, montajul cu conducere reciproc, n varianta din figura 2.3, se recomand la arbori scuri i n cazul unor temperaturi de lucru relativ mici.

    Fig. 2.4 Montaj cu conducere reciproc, cu element elastic intercalat 1 - arc disc (Beleville); 2 - arc disc (Beleville); 3 - distanier.

    Problema dilatrii arborelui poate fi rezolvat mai bine prin introducerea

    unor elemente elastice (arcuri) ntre capac i rulment (fig. 2.4). S-a montat o pereche de arcuri disc (Beleville), pentru creterea elasticitii montajului. Ele sunt, ns, suficient de rigide pentru ca deformaia lor datorat sarcinii axiale de serviciu s fie neglijabil. Dac arcurile s-ar deforma la sarcina de serviciu, atunci arborele s-ar deplasa axial cu o cantitate egal cu aceast deformaie, ceea ce ar fi, n majoritatea cazurilor, inacceptabil.

    Problemele care se refer la jocul intern al rulmentului n stare nemontat, la modificarea acestuia n momentul montrii rulmentului pe arbore, respectiv n carcas, precum i la influena dilatrii arborelui asupra jocului intern sunt tratate detaliat, cu exemplificri numerice, la 3.1.2.

    1 2 3

  • Lagre cu rulmeni

    36

    2.1.3 Arbore montat pe doi rulmeni radiali-axiali cu role conice cu conducere reciproc, n X

    Montajul este prezentat n figura 2.5.

    Fig. 2.5 Arbore rezemat pe doi rulmeni radiali-axiali cu conducere reciproc, n X

    a - montajul; b - poziia n X a liniilor de presiune; 1, 2 centre de presiune (reazeme).

    Rulmenii radiali-axiali cu role conice sunt rulmeni separabili (fig. 1.4,d i fig. 2.6). Ca urmare, n cazul acestora nu se poate vorbi despre un joc iniial (joc de fabricaie), ca n cazul, de pild, al rulmenilor radiali cu bile.

    Din figura 2.6 se observ c, la deplasarea axial a inelului exterior cu cantitatea AB (joc axial aj ), rezult un joc radial total ( 2 )r rj j AC= astfel nct: ( )2 tg 2r aj j= + (2.2)

    Pentru a se putea asigura precizia de rotaie a arborelui trebuie ca, la montarea rulmenilor, jocul s fie reglat. Exist mai multe posibiliti constructive pentru rezolvarea acestei probleme. Una dintre ele, folosit i n montajul din figura 2.5, este utilizarea unor elemente de reglare calibrate, introduse ntre capacele rulmenilor i carcas.

    Detalii privind jocul intern al rulmenilor sunt date n 3.1.2. Denumirea montajului din figura 2.5 ca fiind n X se datoreaz

    configuraiei liniilor de presiune (fig. 2.5, b). Centrele de presiune constituie reazemele arborelui. Poziia centrului de presiune este dat n cataloagele de

    1 2 b.

    linii de presiune

    III

    2la.

    1

  • Funciile lagrelor cu rulmeni. Montaje tipice

    37

    rulmeni, pentru fiecare rulment n parte, prin distana, pe direcia axei, de la acesta la faa lat a inelului exterior. Se observ c deschiderea arborelui, l , la montajul n X, este mai mic dect distana dintre planele mediane ale rulmenilor. Acest fapt poate deveni important dac arborele are i o consol, ntruct trebuie s se realizeze o condiie de stabilitate ( cll 2 ,unde cl este lungimea consolei).

    Fig. 2.6 Apariia jocurilor axiale i radiale la deplasarea axial a inelului exterior

    Rezemarea i centrarea arborelui Rezemarea i centrarea arborelui se asigur prin alegerea corect a

    ajustajelor dintre inelele rulmenilor i piesele conjugate, precum i prin reglarea jocurilor din rulmeni. Se rezolv, astfel, i precizia de rotaie dorit a arborelui.

    Poziionarea axial a arborelui Din figura 2.5 rezult cum se realizeaz fixarea axial a arborelui. Astfel,

    dac tendina de deplasare (fora axial rezultant din arbore) este spre stnga, traseul cu sgeat roie indic elementele care concur la blocarea acestei deplasri: umrul arborelui, rulmentul I, capacul, uruburile de fixare. ntr-un mod analog este blocat deplasarea axial spre dreapta (traseul marcat cu sgeat albastr).

    Asigurarea dilatrii arborelui la temperatura de funcionare La montajul n X, la creterea temperaturii ansamblului n timpul

    funcionrii, deci la dilatarea arborilor, jocul din rulment se micoreaz (dac se consider acelai material pentru arbore i carcas, aceeai temperatur a inelului interior i a ntregului arbore, aceeai temperatur a inelului exterior i

    CB

    2

    +2

    A

  • Lagre cu rulmeni

    38

    a ntregii carcase). innd seama de acest aspect, problema dilatrii arborelui la montajul pe rulmeni radial-axiali cu role conice, cu conducere reciproc, n X este aceeai cu cea prezentat la paragraful 2.1.2.

    2.1.4 Arbore montat pe doi rulmeni radiali-axiali, cu conducere reciproc, n O

    Montajul este cel din figura 2.7. Denumirea montajului ca fiind n O, se datoreaz configuraiei liniilor

    de presiune (fig. 2.7, b). La acest tip de montaj, spre deosebire de montajul n X, deschiderea arborelui, l , este mai mare dect distana dintre planele mediane ale rulmenilor. De aceea, la un asemenea montaj, condiia de stabilitate, legat de prezena consolei ( 1 22 , 2c cl l l l ), se realizeaz cu un gabarit mai mic dect la montajul n X.

    Fig. 2.7 Arbore rezemat pe doi rulmeni radiali-axiali, cu conducere reciproc, n O

    a - montajul; b - poziia n O a liniilor de presiune. 1, 2 centre de presiune (reazeme); 3 - piuli canelat; 4 - caset.

    La montajul de mai sus jocurile din rulmeni se regleaz cu ajutorul

    piuliei canelate 3.

    Rezemarea i centrarea arborelui Rezemarea i centrarea arborelui se asigur prin alegerea corect a

    ajustajelor dintre inelele rulmenilor i piesele conjugate i prin reglarea jocurilor din rulmeni. n funcie de jocurile realizate se obine precizia de rotaie dorit a arborelui.

    1 2l

    a.

    lc2 lc1

    1 2 b.

    3

    4

    I II

  • Funciile lagrelor cu rulmeni. Montaje tipice

    39

    Poziionarea axial a arborelui Din figura 2.7 rezult cum se realizeaz fixarea axial a arborelui. Astfel,

    dac tendina de deplasare (fora axial rezultant din arbore) este spre stnga, traseul cu sgeat roie indic elementele care concur la blocarea acestei deplasri: umrul arborelui, rulmentul II, caseta 4, uruburile de fixare. Dac tendina de deplasare axial (fora axial rezultant din arbore) este spre dreapta, atunci elementele care concur la blocarea acestei deplasri se afl pe traseul marcat cu sgeat albastr: piulia canelat 3, inelul distanier, rulmentul I, caseta 4.

    Fig. 2.8 Situaii posibile la montajul cu conducere reciproc, n O a - vrfurile conurilor exterioare coincid; b conurile se intersecteaz;

    c conurile nu se intersecteaz.

    a.

    R S S

    R SS R

    R S S R

    b.

    c.

  • Lagre cu rulmeni

    40

    Asigurarea dilatrii arborelui la temperatura de funcionare La dilatarea arborelui, n urma creterii lungimii acestuia, inelele

    interioare ale rulmenilor, ajustate pe fusurile arborilor, se ndeprteaz axial, cu o anumit cantitate, de inelele exterioare. Prin aceasta, jocul axial din rulmeni i, respectiv, cel radial tind s creasc. n acelai timp, din cauza rigiditii radiale mari a arborelui i carcasei, expansiunea termic a inelului exterior al rulmentului va fi spre interior (dac ajustajul acestuia n carcas nu este cu joc), iar cea a inelului interior - spre exterior. Prin aceasta, jocurile tind s se micoreze. Cele dou tendine se compenseaz sau nu, n funcie de distana dintre centrele de presiune ale rulmenilor (sau dintre vrfurile conurilor exterioare), figura 2.8.

    La montajul n O, spre deosebire de cel n X, efectul dilatrii simultane a arborelui i inelelor difer n funcie de distana dintre vrfurile conurilor exterioare (fig. 2.8). Astfel, dac vrfurile coincid (fig. 2.8, a), jocul din rulment nu se modific la temperatura de funcionare. Dac vrfurile conurilor sunt deplasate relativ spre interior (fig. 2.8, b), atunci jocul se va micora n urma expansiunii termice. Dac vrfurile conurilor exterioare sunt deplasate spre exterior (fig. 2.8, c), atunci jocul va crete n urma expansiunii termice. De aceea, la reglarea jocurilor la montaj, trebuie inut seama de aceste situaii.

    2.1.5 Arbore rezemat, la o extremitate, pe o pereche de rulmeni radiali-axiali cu role conice n X, iar la cealalt extremitate pe un rulment radial (liber)

    Montajul este prezentat n figura 2.9. n acest montaj roata dinat se afl ntre lagrele I i II. Rezemarea real

    este pe trei reazeme, 1, 1, 2, deci arborele este static nedeterminat. Pentru un calcul exact trebuie s se in seama de aceast nedeterminare. Se accept, ns, i simplificri ale problemei (variantele A i B). n varianta A se consider c reazemul din stnga se afl la o distan egal cu 3/1l de centrul de presiune al rulmentului aflat mai aproape de roata dinat (sarcin). n varianta B, reazemul se afl la jumtatea distanei dintre centrele de presiune ale rulmenilor pereche.

    Rezemarea i centrarea arborelui Rezemarea i centrarea arborelui se asigur prin alegerea corect a

    ajustajelor dintre inelele rulmenilor i piesele conjugate i prin reglarea jocurilor din rulmenii pereche. Jocurile se regleaz, n varianta din figura 2.9, cu ajutorul elementelor de reglare calibrate R montate ntre capacul lagrului I i carcas. Un joc precis i un montaj uor se asigur prin folosirea unui set de rulmeni livrat ca atare, cu inel distanier inclus (vezi 3.1.2, figura 3.4 i comentariile aferente).

  • Funciile lagrelor cu rulmeni. Montaje tipice

    41

    Fig. 2.9 Arbore cu rulmeni pereche montai n X, respectiv cu rulment radial cu role cilindrice

    1, 1, 2 - centre de presiune (reazeme); 3 - piuli canelat; 4 - caset; R - elemente de reglare a jocurilor din rulmenii pereche.

    Poziionarea axial a arborelui Lagrul I este lagrul conductor. Din figura 2.9 rezult cum se realizeaz

    fixarea axial a arborelui. Astfel, dac tendina de deplasare (fora axial rezultant din arbore) este spre stnga, traseul cu sgeat roie indic elementele care concur la blocarea acestei deplasri: umrul arborelui, inelul interior al rulmentului din dreapta al perechii, rulmentul din stnga al perechii, capacul, uruburile de fixare. Dac tendina de deplasare (fora axial rezultant din arbore) este spre dreapta, atunci elementele care concur la blocarea acestei deplasri se afl pe traseul marcat cu sgeat albastr: piulia canelat 3, inelul distanier, inelul interior al rulmentului din stnga al perechii, rulmentul din dreapta al perechii, caseta 4.

    Asigurarea dilatrii arborelui la temperatura de funcionare Arborele se poate dilata liber, datorit prezenei rulmentului radial cu role

    cilindrice. La dilatare, rolele, mpreun cu inelul interior, vor aluneca axial pe calea de rulare a inelului exterior.

    3l1

    3l1

    3l1

    l2l1

    l2

    2

    1

    1l

    Rezemare real

    Varianta A

    Varianta B

    2l1

    2l1

    3 11

    I II4

    2

    R

  • Lagre cu rulmeni

    42

    2.1.6 Arbore rezemat, la o extremitate, pe o pereche de rulmeni radiali-axiali cu role conice n O, iar la cealalt extremitate pe un rulment radial (liber)

    Montajul este prezentat n figura 2.10. n acest montaj roata dinat se afl ntre lagrele I i II. Rezemarea real este pe trei reazeme, 1, 1, 2, deci arborele este static nedeterminat. Pentru un calcul exact trebuie s se in seama de aceast nedeterminare. Se accept, ns, simplificri ale problemei (variantele A i B). n varianta A se consider c reazemul din stnga se afl la o distan egal cu 3/1l de centrul de presiune al rulmentului aflat mai aproape de roata dinat (sarcin). n varianta B, reazemul se afl la jumtatea distanei dintre centrele de presiune ale rulmenilor pereche.

    Fig. 2.10 Arbore cu rulmeni pereche montai n O, respectiv cu rulment radial cu bile

    1, 1, 2 - centre de presiune (reazeme); 3 - piuli canelat; 4 - inel distanier; 5 - caset;

    La montajul cu rulmeni pereche n O trebuie introdus, ntre inelele exterioare ale rulmenilor, un inel distanier 5, pentru a se evita atingerea coliviilor.

    1

    3 l1

    3l1

    3l1

    l2l1

    l2

    2

    1

    l

    Rezemare real

    Varianta A

    Varianta B

    2l1

    2 l1

    3 2 11

    III4 5

  • Funciile lagrelor cu rulmeni. Montaje tipice

    43

    Rezemarea i centrarea arborelui Rezemarea i centrarea arborelui se asigur prin alegerea corect a

    ajustajelor dintre inelele rulmenilor i piesele conjugate i prin reglarea jocurilor din rulmenii pereche. Jocurile se regleaz, n varianta din figura 2.10, cu ajutorul piuliei canelate 3. Se poate realiza, astfel, precizia de rotaie dorit a arborelui. Un joc precis i un montaj uor se asigur prin folosirea unui set de rulmeni livrat ca atare, cu inel distanier inclus (vezi 3.1.2, figura 3.4 i comentariile aferente).

    Poziionarea axial a arborelui Lagrul I este lagrul conductor. Din figura 2.10 rezult cum se

    realizeaz fixarea axial a arborelui. Astfel, dac tendina de deplasare (fora axial rezultant din arbore) este spre stnga, traseul cu sgeat roie indic elementele care concur la blocarea acestei deplasri: umrul arborelui, rulmentul din dreapta al perechii, inelul distanier 5, inelul exterior al rulmentului din stnga al perechii, inelul distanier, capacul, uruburile de fixare. Dac tendina de deplasare (fora axial rezultant din arbore) este spre dreapta, atunci elementele care concur la blocarea acestei deplasri se afl pe traseul marcat cu sgeat albastr: piulia canelat 3, inelul distanier, rulmentul din stnga al perechii, inelul distanier 4, inelul exterior al rulmentului din dreapta al perechii, caseta 5.

    Asigurarea dilatrii arborelui la temperatura de funcionare Arborele se poate dilata necondiionat datorit prezenei rulmentului

    radial cu bile (cu rol de rulment liber). La dilatarea arborelui, rulmentul, care este neseparabil, va aluneca n carcas pe o distan egal cu alungirea arborelui.

    Jocul din rulmenii perechii se va micora datorit expansiunii termice, deoarece rulmenii sunt foarte apropiai i montajul se ncadreaz n condiiile din figura 2.8, c.

    2.1.7 Arbore avnd ca rulmeni conductori doi rulmeni axiali cu bile

    Montajul este prezentat n figura 2.11. ntr-un montaj care conine un rulment axial, acesta are ntotdeauna rolul

    de rulment conductor. n montajul din figura 2.11 s-au utilizat doi rulmeni axiali. Fiecare va prelua sarcina axial ntr-un singur sens, rulmentul A1 spre stnga, iar rulmentul A2 spre dreapta. Ambii rulmeni radiali cu bile I i II sunt rulmeni liberi. n montajul de mai jos roata dinat (melcul) se gsete ntre rulmenii I i II.

  • Lagre cu rulmeni

    44

    Rezemarea i centrarea arborelui Rezemarea i centrarea arborelui o asigur rulmenii radiali cu bile I i II,

    prin alegerea corect a ajustajelor inelelor acestora cu piesele conjugate. Pentru evitarea dublei centrri, ntre aibele de carcas ale rulmenilor

    axiali i alezajul casetei trebuie s existe un joc nominal.

    Fig. 2.11 Arbore avnd ca rulmeni conductori doi rulmeni axiali cu bile 1 - inel distanier; 2 - buc; 3 - piuli canelat; 4 - capac; 5 - caset; A1 - rulment axial cu bile;

    A2 - rulment axial cu bile; I - rulment radial cu bile; II - rulment radial cu bile

    Poziionarea axial a arborelui Fixarea axial a arborelui o realizeaz rulmenii axiali. Astfel, dac fora

    axial rezultant din arbore are sensul spre stnga, traseul cu sgeat roie indic elementele care concur la blocarea deplasrii arborelui spre stnga: umrul arborelui, inelul interior al rulmentului I, inelul distanier I, buca II, rulmentul A1, capacul 4, uruburile de fixare. Dac fora axial rezultant din arbore este orientat spre dreapta, atunci elementele care concur la blocarea acestei deplasri se afl pe traseul marcat cu sgeat albastr: piulia canelat 3, buca 2, rulmentul A2, caseta 5. Trebuie observat c piesele pe care se sprijin aibele rulmenilor axiali trebuie s asigure o suprafa de sprijin pn dincolo de axa bilelor, pentru ca fora axial transmis prin bile s fie preluat de aceste suprafee i pentru a se evita, astfel, ncovoierea aibelor acestor rulmeni.

    Asigurarea dilatrii arborelui la temperatura de funcionare Arborele se poate dilata fr restricii datorit prezenei rulmenilor

    radiali, care sunt rulmeni liberi. La dilatarea arborelui, acetia vor aluneca n carcas pe o distan egal cu alungirea arborelui.

    II

    4

    I

    3 2 1

    A1 5A2

  • 45

    3 CONDIII REFERITOARE LA UTILIZAREA LAGRELOR CU RULMENI

    3.1 Precizia de rezemare i de rotaie a arborelui

    3.1.1 Precizia rulmenilor Precizia de rotaie a arborilor rezemai n rulmeni depinde de o serie de

    factori. Cei mai importani factori sunt precizia de form i de poziie a cilor de rulare ale inelelor rulmentului (de pild, btaia radial iaK a inelului interior pentru rulmentul montat). Normele DIN 620 sau ISO 1132, precum i cele ale unor organisme naionale de standardizare, prescriu valorile abaterilor dimensionale, de form i de poziie, care se refer la alezajul inelului interior, la diametrul exterior al inelului exterior, la razele de racordare ale celor dou inele (anfrenul), la limea inelelor, la precizia de rotaie (btaie radial, btaie axial, abateri de la perpendicularitate). Tabelul 3.1 Clase de precizie i corespondena lor n diferite standarde

    Standardul Clasele de precizie

    ISO 492 Clasa 0

    (normal Clasa 6x)

    Clasa 6 Clasa 5 Clasa 4 Clasa 2

    ISO 578 (rulmeni cu role conice) Clasa 4 - Clasa 3 Clasa 0 Clasa 00

    DIN 6201 P0 P6 P5 P4 P2

    JIS B15142 Clasa 0 (Clasa 6x) Clasa 6 Clasa 5 Clasa 4 Clasa 2

    ANSI/AFBMA3 (standardul 20/1996)

    ABEC 14 RBEC 15

    ABEC 3 RBEC 3

    ABEC 5 RBEC 5

    ABEC 7 ABEC 9

    1 DIN Deutsch Industrie Norm (germania); 2 JIS Japanese Industrial Standard (Japonia); 3 ANSI American National Standard Institute (SUA); AFBMA Anti-Friction Bearing Manufacturers Association (SUA ); 4 ABEC Annular Bearing Engineers Committee (SUA); acest comitet elaboreaz standarde pentru

    rulmeni, pentru AFBMA. Clasele ABEC se folosesc la rulmenii cu bile. 5 RBEC (Roller Bearing Engineers Committee) Clase de precizie AFBMA, care se folosesc la rulmenii

    cu role.

    Mrimea acestor abateri, pentru diferite tipo-dimensiuni de rulmeni, ncadreaz rulmenii n diferite clase de precizie (tolerance classes). n tabelul 3.1 se dau clasele de precizie ale rulmenilor, precum i corespondena acestor

  • Lagre cu rulmeni

    46

    clase n standardele diferitelor organisme de standardizare. Clasa de precizie 6 (P6) este mai precis dect clasa normal (P0), clasa 5 (P5) - mai precis dect clasa 6 (P6), clasa 4 (P4) - mai precis dect clasa 3 (P3), iar clasa 2 (P2) mai precis dect clasa 4 (P4).

    Unele tipuri de rulmeni se fabric n toate clasele de precizie (de exemplu, rulmenii radiali cu bile cu cale adnc, rulmenii radiali-axiali cu bile, rulmenii cu role cilindrice), n timp ce, pentru alte tipuri, se prevd doar cteva din aceste clase. De exemplu, pentru rulmenii axiali-oscilani cu role se prevede doar clasa de precizie normal (P0), iar pentru rulmenii oscilani cu bile - clasele normal, 6, 5 (P0, P6, P5). n tabelul 3.2 sunt date clasele de precizie pentru diferitele tipuri de rulmeni. Tabelul 3.2 Clase de precizie ISO i echivalente aplicate diferitelor tipuri de

    rulmeni

    Tipul rulmenilor Clasele de precizie aplicate rulmenilor

    Radiali cu bile cu cale adnc Normal (Clasa 0) Clasa 6 Clasa 5 Clasa 4 Clasa 2

    Radiali-axiali cu bile Normal (Clasa 0) Clasa 6 Clasa 5 Clasa 4 Clasa 2

    Oscilani cu bile Normal (Clasa 0) Clasa 6 Clasa 5 - -

    Cu role cilindrice Normal (Clasa 0) Clasa 6 Clasa 5 Clasa 4 Clasa 2

    Rulmeni cu ace Normal (Clasa 0) Clasa 6 Clasa 5 Clasa 4 -

    Oscilani cu role Normal (Clasa 0) Clasa 6 Clasa 5 - -

    Rulmeni Magneto BAS Normal BAS

    Clasa 6 BAS

    Clasa 5 - -

    Cu bile pentru aparate (n oli) - - ABMA2

    Clasa 5P ABMA

    Clasa 7P ABMA

    Clasa 9P

    Radiali-axiali cu role conice (n mm) Normal (Clasa 6x) - Clasa 5 Clasa 4 -

    JIS2 Clasa 0 Clasa 6 Clasa 5 Clasa 4 Clasa 2

    DIN2 P0 P6 P5 P4 P2

    Rulmeni cu bile ABEC 12 ABEC 3 ABEC 5 (Clasa 5P)ABEC 7

    (Clasa 7P) ABEC 9

    (Clasa 9P) Rulmeni cu role RBEC 12 RBEC 3 RBEC 5 - -

    Standarde echivalente

    ABMA1

    Rulmeni cu role conice (n mm) Clasa 4 Clasa 2 Clasa 3 Clasa 0 Clasa 00

    Rulmeni cu role conice (n oli) ABMA Clasa 4 ABMA

    Clasa 2 ABMA Clasa 3

    ABMA Clasa 0

    ABMA Clasa 00

    Rulmeni axiali cu bile Normal (Clasa 0) Clasa 6 Clasa 5 Clasa 4 -

    Rulmeni axiali-oscilani cu role Normal (Clasa 0) - - - -

    1 ABMA American Bearing Manufacturers Association; 2 Semnificaiile sunt cele de sub tabelul 3.1.

  • Condiii referitoare la utilizarea lagrelor cu rulmeni

    47

    n general, n marea majoritate a construciilor, se folosesc rulmeni din clasa de precizie normal (P0). Exist, ns, i aplicaii n care se utilizeaz rulmeni din clase de precizie superioare clasei normale. n tabelul 3.3 se prezint, pentru orientare, cteva exemple n care rulmenii trebuie s aib o precizie mrit. Tabelul 3.3 Situaii care impun rulmeni de precizie mrit

    Condiii de funcionare Exemple de utilizare Clase de precizie

    Tamburul magnetic al videorecorderelor cu caset P5 Arbori principali ai mainilor unelte P5, P4, P2 Maini rotative de imprimat P5 Mese rotative ale preselor verticale P5, P4 Fusurile cilindrilor de susinere ale laminoarelor la rece Mai precis dect P4

    Precizie nalt de rotire

    Lagrul pivotant al antenelor parabolice Mai precis dect P4 Aparate pentru stomatologie Clasa 7P, Clasa 5P Giroscoape, turbine Clasa 7P, P4 Arbori Clasa 7P, P4 Compresoare de supraalimentare P5, P4

    Turaii foarte mari

    Arbori principali ai motoarelor cu reacie Mai precis dect P4 Servomecanisme Clasa 7P, Clasa 5P Controlere poteniometrice Clasa 7P

    Moment rezistent mic i variaie nesemnificativ a acestui moment Cadrul (suspensia) giroscopului (n navigaie) Clasa 7P, P4

    Pentru rulmenii de nalt precizie, firma SKF prevede clasele din tabelul

    3.4 [43]. Tabelul conine i echivalenele cu clasele de precizie ISO i ABEC.

    Tabelul 3.4 Clase de precizie SKF pentru rulmenii de nalt precizie i echivalena acestora cu cele din alte standarde

    Clasa SKF Clase de precizie pentru dimensiuni (ISO, ABMA) Clase de precizie pentru

    precizia de rotire (ISO, ABMA)

    SP ISO 5, ABEC 5 ISO 4, ABEC 7 UP ISO 4, ABEC 7 ISO 2, ABEC 9 P4A ISO 4, ABEC 7 ISO 2, ABEC 9 P4C ISO 4, ABEC 7 ISO 4, ABEC 7

    PA9A ISO 2, ABEC 9 ISO 2, ABEC 9

    n tabelul 3.5 se prezint clasele de precizie pentru diferite tipuri de

    rulmeni de nalt precizie [43]. Pentru rulmenii din clase mai puin precise dect cele din tabelul 3.5, clasele SKF normal, P6, P5, P4 corespund cu clasele

  • Lagre cu rulmeni

    48

    ISO respective (normal, 6, 5, 4). n tabelul 3.6 sunt date clasele de precizie TIMKEN i corespondena lor cu clasele ISO [46]. Tabelul 3.5 Clase de precizie SKF corespunztoare diferitelor tipuri de rulmeni

    Clasa SKF Tipul rulmenilor

    P4A i PA9A Radiali-axiali cu bile SP i UP Radiali cu role cilindrice

    P4 Axiali-radiali cu simplu efect SP i UP Axiali-radiali cu dublu efect, seriile 2344(00)

    P4C Axiali-radiali cu dublu efect, seriile BTM-A i BTM-B

    Tabelul 3.6 Clase de precizie TIMKEN i corespondena lor cu clasele ISO

    Clasa de precizie

    TIMKEN K N C B A AA

    ISO Normal (Clasa 0) 6x 5 4 2 -

    n simbolul unui rulment, clasa de precizie normal (P0) nu apare ca

    sufix, ci este subneleas (de exemplu, rulmentul radial cu bile, simbol 6210). Dac proiectantul consider necesar o precizie mai mare dect normal, de exemplu P5, atunci aceast clas de precizie apare ca sufix n simbol (de pild, la rulmentul anterior, 6210P5).

    3.1.2 Jocul intern al rulmenilor Termenul de joc intern se traduce prin spaiul interior dintre corpurile

    de rostogolire i inele (cile de rulare), care permite deplasarea relativ, radial sau axial a inelelor rulmentului.

    Jocul radial al rulmentului nemontat desemneaz jocul (distana) dintre cile de rulare i corpurile de rostogolire, msurat n planul normal pe axa rulmentului (fig. 3.1, jocul rj ), iar jocul axial desemneaz mrimea deplasrii totale a unui inel al rulmentului dintr-o poziie extrem n cealalt, pe direcie axial, n timp ce inelul cellalt rmne fix, iar inelele sunt coaxiale(fig. 3.2, jocul aj ).

    La rulmenii neseparabili, jocul radial, respectiv cel axial sunt realizate la fabricaia rulmentului. Ele sunt jocuri intrinseci ale rulmentului, n stare nemontat. Jocurile axiale sunt o funcie a jocurilor radiale. Deoarece ntre jocurile axiale i cele radiale exist o dependen geometric, firmele productoare indic jocurile radiale ale diferitelor tipuri de rulmeni. Proiectantul, care alege o anumit clas de jocuri radiale, va putea aprecia, cu o

  • Condiii referitoare la utilizarea lagrelor cu rulmeni

    49

    bun precizie, nc din faza de proiectare, jocurile axiale ale rulmenilor alei, aa cum se va vedea n finalul acestui paragraf.

    Fig. 3.1 Jocul radial Fig. 3.2 Jocul axial

    De asemenea, jocurile radiale, pentru unele tipuri de rulmeni separabili (rulmenii radiali cu role cilindrice, rulmenii cu ace) sunt jocuri intrinseci, realizate la fabricaia rulmentului. La aceti rulmeni nu se poate vorbi de un joc axial, n accepiunea de mai sus i nici de dependena lui de jocul radial al rulmentului.

    Conform ISO, exist urmtoarele clase de jocuri radiale: C1 jocurile mai mici dect C2; C2 jocuri mai mici dect jocurile normale CN; CN jocuri normale; pentru jocurile normale se mai utilizeaz

    notaia C0; C3 jocuri mai mari dect CN; C4 jocuri mai mari dect C3; C5 jocuri mai mari dect C4.

    Clasele de jocuri nu depind de clasele de precizie ale rulmenilor (3.1.1). Astfel, de exemplu, un rulment se poate ncadra n clasa de precizie P6 i clasa de jocuri C2, ori n clasa de jocuri CN. n simbolul unui rulment, clasa de jocuri CN este subneleas i nu apare ca sufix. n schimb, dac proiectantul consider c sunt necesare alte jocuri dect CN, atunci simbolul jocului prescris de proiectant apare ca sufix n simbolul rulmentului. Exemple:

    a. Rulmentul radial cu bile, simbol 6210, clasa de precizie P0, clasa de jocuri CN.

    n acest caz, n simbol nu apare nici un sufix referitor la cele dou clase, P0 i CN. Ele sunt subnelese, iar simbolul este 6210.

    jr

    ja

  • Lagre cu rulmeni

    50

    b. Rulmentul radial cu bile, simbol 6210, clasa de precizie P0, clasa de jocuri C3.

    n acest caz se trece sufixul referitor doar la clasa de jocuri, care este diferit de cea normal, n timp ce clasa P0 este subneleas: 6210C3.

    c. Rulmentul radial cu bile, simbol 6210, clasa de precizie P6, clasa de jocuri CN.

    n acest caz se trece sufixul referitor la clasa de precizie, care este diferit de cea normal, dar nu se trece simbolul clasei de jocuri, care este subneleas: 621


Recommended