LICEUL TEHNOLOGIC RUȘEȚU

Profesor ing. CIORBĂ PAVEL

- 2014 –

I. NOȚIUNI GENERALE PRIVIND LAGĂRELE I.1. Definiția lagărelor

Lagărele sunt organe de mașini care susțin organe în mișcare de rotație (în general arbori și osii) și care împreună cu fusurile arborilor sau ale osiilor, formează cuple de rotație sau oscilație. I.2. Condiții pe care trebuie să le îndeplinească lagărele de rostogolire frecare cât mai mică; precizie cât mai mare în momentul deplasării elementului mobil; funcționarea cu joc cât mai mic, pentru o variație cât mai mare de temperatură; capacitate bună de preluare a sarcinilor; funcționarea bună în regimuri vibratorii și de șoc; uzură mică și posibilitatea compensării ei; execuție ușoară, montare și demontare ușoară; construcție simplă și necostisitoare.

1.3. Criterii de clasificare a lagărelor

• În funcție de tipul forțelor de frecare ce apar în timpul funcționării:

lagăr de alunecare - forțele de frecare sunt de alunecare;

lagăr de rostogolire – forțele de frecare sunt de rostogolire.

• În funcție de direcția forțelor principale care acționează în cuplele cinematice:

lagăre radiale – rezultanta forțelor este perpendiculară pe axa geometrică a lagărului

lagăre axiale - rezultanta forțelor are aceeași direcție cu axa geometrică a lagărului;

lagăre radial-axiale - rezultanta forțelor acționează pe o direcție înclinată față de axa lagărului.

II. LAGĂRE DE ROSTOGOLIRE (RULMENȚI)

II.1. Definiție

• Rulmenții sunt lagăre de rostogolire, care au în construcție un cuzinet cu o formă specială.

• Mișcarea relativă dintre fus și lagăr se realizează prin rostogolirea unor corpuri interpuse între aceste suprafețe, care intră în compunerea rulmentului.

II.2. Avantaje și dezavantaje

• Avantaje:

frecare mică și portanță mare;

uzură și încălzire reduse;

jocuri radiale reduse;

rigiditate mare;

înlocuire ușoară și posibilitate de standardizare.

• Dezavantaje:

gabarit pe diametru mai mare;

greutate mai mare;

în cazul frecării uscate, există un moment de frecare ridicat;

funcționare mai puțin silențioasă;

durabilitate redusă la turații mari;

tehnologie mai pretențioasă și cost mai ridicat.

II.3. Clasificarea rulmenților II.3.1. În funcție de forțele principale pe care le preiau

• În funcție de forțele principale pe care le preiau, rulmenții pot fi:

rulmenți radiali – când principala forță pe care o preiau este perpendiculară pe axa fusului;

rulmenți axială – când forța preluată este paralelă cu axa fusului;

rulmenți radiali-axiali – când forțele preluate sunt axiale și radiale.

II.3.2. Din punct de vedere al formei constructive a corpurilor de rulare

• Din punct de vedere al formei constructive a corpurilor de rulare, clasificarea rulmenților se face ca în Fig. 1.

Fig. 1. Clasificarea rulmenților

a – rulmenți cu bile; b - rulmenți cu role cilindrice; c - rulmenți cu role conice; d - rulmenți cu role-butoi; e - rulmenți cu ace

II.4. Construcția rulmenților

Rulmenții radiali și radiali-axiali

1 – inel interior , 2 - inel exterior , 3

- corpuri de rulare; 4 - colivie

Rulmenții axiali

1 – inel inferior , 2 - inel superior ,

3 - corpuri de rulare; 4 - colivie

II.5. Reguli pentru o bună alegere a tipului de rulment

la sarcini relativ reduse și la viteze de rotație mari, se folosesc rulmenți cu bile, iar pentru sarcini mai mari, se folosesc rulmenți cu role;

dacă între lagăre poate exista o dezaxare sau dacă arborii sau axele pot căpăta deformări prin încovoiere, se folosesc rulmenți oscilanți;

pentru solicitări pur axiale, de mărime mijlocie, se recomandă folosirea rulmenților axiali cu bile;

pentru solicitări radiale și axiale foarte mari, se folosesc rulmenți axială oscilanți cu role;

pentru turații mari, la mașinile-unelte ca prelucrează prin așchiere, se folosesc rulmenți axiali radiali cu dublu efect;

pentru solicitări compuse, se folosesc rulmenți radial-axiali, cu bile pe un rând, pe două rânduri sau cu role conice;

pentru temperaturi ridicate, ce depășesc 1200C, este necesară utilizarea unor rulmenți speciali, cu elemente componente executate din mărci speciale de oțel stabilizat prin tratamente termice; se are în vedere și adoptarea de soluții constructive pentru eliminarea căldurii, pentru a se putea asigura o ungere corespunzătoare;

pentru aparate de uz casnic, aparate de uz medical, ascensoare sau mașini electrice de putere mică, se utilizează rulmenți radiali cu bile, prevăzuți pentru construcții speciale de zgomot. Acești rulmenți au diametrul interior, în general, de până la 50 mm.

III. ASAMBLAREA RULMENȚILOR

• Montarea corectă a rulmenților determină buna funcționare a lagărelor, dar și siguranța lor în exploatare.

• Respectarea regulilor de montare și de demontare a rulmenților duce la creșterea preciziei de funcționare a ansamblului.

• Durata de funcționare a unui lagăr cu rulmenți depinde de alegerea corectă a mărimii și a tipului de rulment, adecvat condițiilor specifice de exploatare, dar și calității îmbinării cu piesele vecine.

• Deteriorarea rulmenților înainte de expirarea timpului de funcționare calculat se datorează în mare măsură montării și întreținerii necorespunzătoare.

Pentru asigurarea condițiilor optime de funcționare, la montarea rulmenților se parcurg etapele de mai jos:

1. verificarea rulmenților;

2. verificarea și pregătirea fusului arborelui;

3. verificarea și pregătirea locașurilor din carcasă;

4. montarea rulmenților;

5. etanșarea rulmenților;

6. funcționarea de probă.

1. Verificarea rulmenților. Înainte de asamblarea propriu-zisă, se realizează o verificare a rulmentului,

operație ce cuprinde următorii pași:

spălarea cu benzină pură după despachetare, pentru îndepărtarea unsorii de protecție;

uscarea și depozitarea într-un loc curat, rulmenții fiind acoperiți cu hârtie impregnată sau cu material plastic;

verificarea suprafețelor exterioare, pentru a se constata starea de curățenie și absența petelor;

verificarea tipului și a dimensiunilor exterioare ale rulmentului, conform prevederilor din proiect;

verificarea., cu ajutorul dispozitivelor, a bătăilor radiale și a bătăii axiale, pentru inelul interior, față de inelul exterior .

verificarea jocului radial și axial, rulmenții putând fi clasificați în:

• rulmenți cu joc inițial redus, folosiți la ansambluri dificile din punct de vedere al preciziei de rotire și al rigidității arborilor;

• rulmenți cu joc inițial mare, folosiți la ansambluri cu temperatură de funcționare de peste 1000C, deoarece la aceștia, datorită dilatărilor mari, se reduce jocul radial.

2. Verificarea și pregătirea fusului arborelui.

Înainte de începerea operației de montare a rulmenților, se verifică îndeplinirea următoarelor condiții:

toleranțele dimensionale, de formă și calitate ale suprafeței fusului pe care se va monta rulmentul să fie corespunzătoare;

suprafața fusului trebuie să fie curată, netedă, să nu prezinte urme de coroziune, lovituri sau rizuri;

partea frontală a umerilor arborelui să nu prezinte rizuri, urme de lovituri sau bavuri, pentru a permite o bună aderență a inelului rulmentului cu arborele;

să fie respectată perpendicularitatea umerilor arborelui.

verificarea dimensională a fusului arborelui se va face folosind un calibru-potcoavă sau un micrometru.

pentru fusurile lungi, abaterile de formă se verifică plasând o riglă impregnată cu tuș pe direcție longitudinală. Dacă, după deplasarea dute-vino a riglei, urma lăsată de riglă este continuă, atunci fusul este drept. Dacă fusul prezintă ondulații, linia rezultată va fi întreruptă;

pentru fusurile conice, se folosesc calibre inel. Verificarea se face prin introducerea fusului în interiorul calibrului;

pentru fusuri cu diametre mai mari de 140 mm, datorită greutății mari a calibrelor, se folosesc dispozitive speciale de control.

3. Verificarea și pregătirea locașurilor din carcasă se realizează prin câteva operații și anume:

interiorul carcaselor, se verifică folosind calibre fixe sau se măsoară cu micrometre de interior;

pentru carcasele din două bucăți, se verifică finisarea suprafețelor de contact pentru fiecare bucată și se elimină eventualul joc existent între acestea;

lipsa jocului dintre suprafețele în contact după montaj, se verifică folosind lere de grosime;

după montaj, se verifică forma geometrică a carcaselor, folosind calibre cilindrice, a căror suprafață a fost acoperită cu vopsea.

4. Montarea rulmenților se face respectând condițiile:

inelul cu încărcare periferică se montează pe arbore sau pe carcasă cu ajustaj cu strângere; la montarea cu strângere, se produce dilatarea inelului interior și comprimarea inelului exterior, deformații ce sunt compensate în anumite limite de jocul interior asigurat din fabricație;

axele geometrice ale locașelor rulmenților de pe același arbore trebuie să coincidă;

elementele sistemului de reazem trebuie să aibă o rigiditate bună pentru a nu se deforma sub sarcină;

trebuie să fie asigurată etanșarea și să se realizeze condiții corespunzătoare de ungere;

montarea și demontarea rulmenților se face nu prin lovire directă, ci prin intermediul unor piese sau dispozitive cu o duritate mai mică și dimensiuni potrivite;

se evită lovirea rulmenților mari, aceștia montându-se pe arbore după încălzire în baie de ulei;

la montaj, trebuie prevăzută posibilitatea dilatării axiale a arborelui.

Asamblarea rulmenților pe fus sau în carcasă poate fi executată manual sau

mecanic.

Montarea manuală a rulmenților se execută folosind o bucșă de montare, așezată pe inelul rulmentului, care se îmbină cu o contrapiesă, folosind un ciocan din oțel. Loviturile se aplică axial pe nicovala bucșei de montare.

Montarea mecanică a rulmenților se execută cu ajutorul preselor mecanice sau hidraulice.

5. Etanșarea rulmenților este realizată în scopul asigurării unei durate de funcționare normale și protejării împotriva pătrunderii elementelor nedorite (praf, particule metalice, umiditate, acizi), dar și pentru menținerea lubrifiantului în interior.

soluția de etanșare aleasă depinde de:

tipul de lubrifiant folosit;

sistemul de ungere;

condițiile de mediu în care funcționează lagărul;

viteza periferică a arborelui;

temperatura de lucru;

soluția constructivă aleasă pentru lagăr.

variantele de etanșare ale lagărelor cu rulmenți sunt grupate în două sisteme:

etanșări cu alunecare , realizate cu inele de pâslă, manșoane de cauciuc, cutii de etanșare;

etanșări fără alunecare , realizate prin canale circulare, inele-labirint, șaibe de etanșare, inele centrifuge.

6. Funcționarea de probă

zgomot ul produs în timpul funcționării;

variația de temperatură produsă în timpul funcționării;

la începutul funcționării, crește cu 65-750C peste temperatura mediului ambiant;

după 2-3 ore de funcționare, temperatura ajunge la maxim, apoi începe să scadă lent, cu aproximativ 200C;

la echilibru termic, temperatura se menține constantă, în intervalul 40-600C.

IV. ÎNTREȚINEREA LAGĂRELOR DE ROSTOGOLIRE • Durata de funcționare a lagărelor este condiționată în mare măsură de modul de exploatare și de

întreținere a acestora.

• Exploatarea rațională și întreținerea zilnică sunt factorii determinanți care conduc la prelungirea timpului de funcționare a unui lagărelor.

• În timpul exploatării lagărelor de rostogolire apare uzarea inevitabilă datorită frecării pieselor în mișcare, șocurilor, coroziunii etc. datorită uzării se măresc jocurile în ajustaje ceea ce provoacă scăderea preciziei, creșterea consumului de energie și funcționarea utilajelor cu zgomot.

• Uzarea este un proces care nu poate fi împiedicat, însă gradul de uzare poate fi sensibil micșorat printr-o exploatare rațională și o permanentă îngrijire a utilajelor.

• Readucerea lagărelor la parametrii apropiați cu cei avuți la intrarea în exploatare se realizează prin reparație.

• Mărirea duratei de funcționare a lagărelor de rostogolire se poate realiza prin respectarea unui complex de măsuri, dintre care cele mai importante sunt:

ungerea cu uleiuri corespunzătoare;

supravegherea permanentă a organelor supuse uzării;

folosirea regimului optim de lucru;

verificarea temperaturii de funcționare.

• Analizând conținutul acestor măsuri rezultă că aplicarea lor depinde în cea mai mare parte de muncitor. Deci, de pregătirea profesională și de conștiinciozitatea acestuia depinde menținerea lagărului în stare bună de funcționare.

• Întreținerea lagărelor de rostogolire constă în verificarea ungerii și a temperaturii de regim, care trebuie să aibă valori sub temperatura critică.

• Lipsa lubrifiantului, jocul prea mic, ajustarea necorespunzătoare a cuzineților, descentrarea lagărului față de arbore, precum și alimentarea insuficientă cu ulei de ungere sunt cauzele principale care duc la uzarea și la încălzirea lagărelor.

• Temperatura de funcționare a unui lagăr nu trebuie să depășească temperatura mediului ambiant, de 200C.

• Ungerea lagărelor se va face la intervale de timp prevăzute.

• Se ung în general cu uleiuri, datorită condițiilor de lucru ale lor, ca: temperaturi înalte, viteze mari, care impun o întreținere şi un control special al lubrifianților. Ungerea se face cu cana de ulei, cu ungătorul cu picurare, cu ungătorul cu fitil sau cu pâlnie, cu inelele de ungere sau cu instalațiile de ungere sub presiune în circuit închis.

• Când lagărele cu rostogolire nu sunt unse corespunzător, se produce încălzirea lor care produc distrugerea cămăşilor, corpurilor de rostogolire și a coliviei.

Înlăturarea defectelor rulmenților și cazurile în care se înlocuiesc:

rulmenții la care se observă la constatare urme de uzuri, ciupituri, sau oxidarea căilor de rulare și a corpurilor de rostogolire, trebuie înlocuiți cu alții noi;

ceea ce se poate remedia la un rulment demontat de la un utilaj, este spălarea acestuia în benzină amestecată cu ulei mineral sau într-o baie de ulei fierbinte, după care se procedează la îndepărtarea petelor de coroziune, prin frecarea suprafeței respective cu o pastă formată din oxid de crom și ulei mineral;

repararea propriu-zisă a rulmenților se face numai la aceea care lucrează pe ace sau pe role, direct pe arbore; În acest caz arborele se repară prin rectificare sau prin cromare dură și se lepuiește. Prin această recondiționare arborele se micșorează, iar rolele trebuie înlocuite cu altele cu diametru corespunzător;

în toate cazurile în care se observă o încălzire a lagărelor, trebuie oprită imediat funcționarea mașinii și trebuie luate măsurile necesare. Verificarea încălzirii lagărelor se face cu ajutorul termometrelor sau cu vopsea termoscopică.

V. MĂSURI DE TEHNICĂ A SECURITĂȚII MUNCII LA ASAMBLAREA ȘI ÎNTREȚINEREA LAGĂRELOR DE ROSTOGOLIRE

Respectarea normelor de tehnica securității muncii contribuie la asigurarea condițiilor normale de muncă și la înlăturarea cauzelor care pot provoca accidente de muncă.

• folosirea echipamentului de protecție; echipamentul trebuie să fie ajustat pe corp, mânecile să fie încheiate, iar părul să fie acoperit sau legat;

• sculele manuale trebuie să fie permanent în perfectă stare;

• utilizarea și depozitarea corespunzătoare a sculelor și a dispozitivelor;

•în timpul lucrărilor de reparații trebuie respectate măsurile de norme de tehnica securității muncii și prevenirea și stingerea incendiilor specifice fiecărei operații tehnologice;

• metodele de lucru improvizate sau periculoase pot fi surse de accidentare;

• o atenție deosebită trebuie să se acorde păstrării poziției corecte a corpului în timpul lucrului;

• locul de muncă să fie echipat în locuri vizibile cu mijloace de combatere a incendiilor;

• intervenția pentru întreținere sau remediere în timpul funcționării lagărelor este interzisă;

• utilizarea mănușilor de protecție la asamblarea lagărelor;

• în cazul încălzirii lagărelor peste limita admisă, trebuie oprită imediat funcționarea mașinii și trebuie luate măsurile necesare.