Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
90
III. ORGANE ALE MICRII DE ROTAIE 6. Osii i arbori
6.1. Caracterizare. Rol funcional
Osiile sunt organe de maini care susin alte organe n rotaie, n oscilaie sau n repaos ale mainilor, agregatelor sau vehiculelor, fr a transmite momente de rsucire, fiind solicitate n principal la ncovoiere. Tensiunile la rsucire provocate de frecrile n reazeme sunt neglijabile. Arborii sunt organe de maini rotative n jurul axelor geometrice care transmit momente de torsiune. Arborii sunt solicitai n principal la torsiune.
Prile osiilor i arborilor pe care are loc rezemarea se numesc fusuri (fig.6.1). Rezemarea se face prin intermediul lagrelor cu alunecare sau cu rostogolire.
Clasificare: Osie: -fix Arbori: -drepi -rotativ -cotii -plini
-tubulari
F
, Mt
a b Fig.6.1
fusuri fusuri
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
91
Gurirea arborilor i osiilor duce la reducerea greutii lor; n ipoteza c
diametrul interior este jumtate din diametrul exterior c greutatea se micoreaz cu 25%, pe cnd rezistena la ncovoiere se reduce cu numai 6,25%.
6.2. Materiale i tehnologie
- OL42, 50, 60 STAS 500 - OLC25, OLC35 i ndeosebi OLC45 STAS 880 - Oeluri aliate cu Ni, Cr-Hi, Cr-Mn, Ti STAS 291 - Oeluri turnate sau fonte de nalt rezisten.
n funcie de scop, importan i dimensiuni, arborii i osiile n stare de semifabricat se obin :
- din laminate trase precis pentru d 140 mm
- din laminate cu forjare ulterioar - prin forjare din lingouri - prin matriare
- prin turnare.
Proiectarea osiilor i arborilor implic : a) predimensionarea, printr-un calcul simplificat
b) proiectarea formei, cu considerarea rezultatelor valorice obinute i a condiiilor funcionale c) efectuarea verificrilor - oboseal - deformaii sgei, nclinare n reazeme - fusurilor
- vibraii.
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
92
6.3. Calculul i construcia osiilor
a) Predimensionarea solicitarea de ncovoiere 1) stabilirea schemei de ncrcare a osiei cu forele exterioare; 2) determinarea analitic sau grafic a reaciunilor; 3) determinarea momentului de ncovoiere i trasarea diagramei de momente
ncovoietoare;
4) alegerea materialului; 5) calculul seciunii principale :
- determinarea diametrului pentru seciunile circulare sau dimensiunilor pentru seciuni dreptunghiulare;
- pentru osiile tubulare 8,0...3,0dd1
== (d1 = diametrul interior, d = diametrul exterior) Osia de egal rezisten (fig.6.2)
Se consider o singur for F aplicat la jumtatea distanei dintre reazeme, astfel c reaciunile RA i RB vor fi egale.
ntr-un punct situat la distana x momentul de ncovoiere va fi Mix = (F/2)x iar tensiunea de ncovoiere din punctul considerat va fi
aixi
ixix d
xFWM
pi
==32/)2/(
3 i
33 )2/(32 xkxFdai
x == pi
- ecuaia unui paraboloid. Un astfel de paraboloid este dificil de a fi realizat.
x
Mi x
l
Mi max
RA RB
a b F
Fig.6.2
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
93
b) Proiectarea formei innd seama de dimensiunile fusurilor de reazem (fig.6.3). Cerinele tehnologice accesibilitatea pietrei de rectificat Cerinele de diminuare a concentrrilor de tensiuni i de rezemare a pieselor n direcia axial impun racordri i anuri de descrcare la salturile de diametre.
Raza de racordare s fie ct mai mare posibil R 0,1 d (d = diametrul cel mai mic al celor 2 tronsoane vecine)
canale pentru accesibilitatea pietrei de rectificat
d b a
< 50 2,53 0,250,5
> 50 45 0,51
R n STAS 406 Pentru osii greu solicitate racordarea se face mult alungit, cu raza variabil.
Forme pentru diminuarea concentratorilor de eforturi
Rezemarea pieselor pe direc]ie axial\
Fig.6.3
D
R
canal pentru accesibilitatea pietrei de rectificat
d
R
racord\ri pentru salturi de diametre
D
R2
racord\ri alungite pentru osii greu solicitate
R1
d D
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
94
Rezemarea pieselor n direcia axial se realizeaz prin contactul lor pe umerii osiilor sau numai prin asamblarea presat (fig.6.3). Fixarea osiei n direcie axial se face ntr-un singur loc pentru a nu mpiedica dilatarea liber. Verificri
1) Deformaii- flexionale (ncovoiere) Osia fiind solicitat numai la ncovoiere, deformaiile sunt de tip flexional:
se determin sgeile (f) n diferite puncte de pe osie, sub aciunea sarcinii (din
ecuaia fibrei medie deformate : EIM
x
f=
2
2
) sau unghiul de nclinare n reazeme
(max): - se aplic principiul suprapunerilor efectelor i
l000.103
000.102ff admmax
= pentru funcionarea rulmentului, n cazul
osiei rotitoare rezemate pe rulmeni ( l distana dintre reazeme )
sau 001,0ld
admmax =
max nclinare n reazeme
d = jocul diametral n lagrul cu alunecare 2) Oboseal pentru osii rotitoare
Cunoscnd forele i dispunerea lor, se determin tensiunile din punctul considerat al osiei i apoi coeficientul de siguran.
Ca puncte critice la oboseal se apreciaz cele cu concentratori de tensiuni: salt de diametru, canale longitudinale, guri, filete etc. Coeficientul de siguran la oboseal pentru solicitarea de ncovoiere:
vk
1c
=
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
95
n care: k este coeficient al concentratorilor de tensiuni i depinde de forma i geometria concentratorului (salt de diametru, canal de pan, gaur transversal etc);
coeficient dimensional i ine seama c epruveta, pentru care s-a determinat rezistena pentru ciclul de solicitare alternant simetric
-1, difer ca dimensiuni de osia verificat; coeficient de calitate a suprafeei osiei n comparaie cu epruveta pe care s-a determinat caracteristicile de oboseal
-1;
v amplitudinea ciclului de solicitare la ncovoiere n seciunea respectiv
v = (max - min )/ 2 = max ( pentru fore constante n timp, tensiunile de ncovoiere pentru osia rotitoare variaz dup un ciclu alternant simetric ciclul al III lea) 3) Verificarea fusurilor ( a se vedea paragraful 6.5)
6.4. Calculul i construcia arborilor drepi
a) Predimensionarea arborilor i proiectarea prealabil a formei. 1) Predimensionarea arborilor numai la torsiune
Se consider cunoscute puterea de transmis P (W) i turaia n (rot/min) sau viteza unghiular (rad/s) Mt = P/( n/30) = P/ . Predimensionarea la torsiune se poate face din condiia de rezisten admisibil (at) sau din condiia de deformaie unghiular admisibil (a)
= patp
tt WW
M diametrul arborelui
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
96
a
p
t
GIlM
sau =
a= 7,513 o = (7,5....13)x pi/180 rad - pentru arborii diferenialelor a= 1520 = (15...20) )x pi/(180x60) - rad pentru arborii podurilor rulante Din condiia de deormaie maxim rezult momentul de inerie geometric polar Ip i apoi diametrul arborelui.
2) Predimensionarea arborilor solicitai la rsucire i ncovoiere - Diagrama de momente ncovoietoare n 2 plane perpendiculare
se determin reaciunile n plan vertical ( ) = BAiVBA VMVV 0, se determin reaciunile n plan orizontal HA, HB
- Momentul de ncovoiere total 2iH
2ivi MMM +=
- Momentul de ncovoiere echivalent: deoarece n timp tensiunile tangeniale de torsiune i cele normale de ncovoiere au variaii diferite. este necesar echivalarea dup un anumit ciclu de solicitare. Deoarece tensiunile de ncovoiere variaz dup un ciclu alternant simetric, chiar dac momentul ncovoietor este constant n seciunea respectiv, se recomand echivalarea dup ciclul alternant simetric (ciclul III)
Mi echivalent = ( )2t2i MM + , n care este un coeficient de echivalare a ciclurilor de solicitare la torsiune i la ncovoiere. Astfel, dac tensiunile de torsiune variaz dup ciclul pulsator (ciclul II), coeficientul de echivalare este
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
97
Dac tensiunile de torsiune sunt constante n timp (ciclul I), In acest mod, se consider efectul cumulat al torsiunii i al ncovoierii printr-un moment de ncovoiere echivalent. Astfel, relaia de dimensionare la ncovoiere echivalent este
aiIIIi
iechivieciv W
M =
Din aceast expresie se determin modulul de rezisten la ncovoiere Wi: Miech = aiIIIWi Wi d pentru seciunea circular sau- di i de pentru
seciuneainelar.
Rezistena admisibil la ncovoiere pentru ciclul alternant simetric n condiiile materialelor obinuite recomandate arborilor este
A B F1
F2 Fa F4 F3
VA VB
F1 Fa
F3
HA HB
F2 F4
Mt
Miv
MiH + -
+ -
oaiII
aiIII
1==
1
1
aiI
aiIII
=
=
t
II
t
III
t
I
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
98
b
a
d
aiIII = 4065 MPa pentru oel carbol laminat (OL) 7590 MPa OLC 3040 MPa OT
a) Proiectarea formei Froma constructiv a arborelui rezult din analiza urmtoarelor aspecte
(fig.6.3): - seciunile de baz determinate prin predimensionare (metoda de mai sus); - modificrile care se aduc innd seama de piesele care se aplic pe arbore i modul de solidarizare a lor; - cnd asamblarea se face cu pene, slbirea arborelui prin prezena canalelor se atenuiaz prin mrirea diametrului cu
4% pentru pan nalt 7% pentru dou pene la 90o sau 120o 10% pentru dou pene paralele opuse(180o)
- trecerile tranconice i racordrile care se fac ntre seciunile cu diametre diferite. Cerinele tehnologice accesibilitatea pietrei de rectificat Cerinele de diminuare a concentrrilor de tensiuni i de rezemare a pieselor n direcia axial impun racordri i anuri de descrcare la salturile de diametre.
Raza de racordare s fie ct mai mare posibil R 0,1 d (d = diametrul cel mai mic al celor 2 tronsoane vecine) canale pentru accesibilitatea pietrei de rectificat
d b a
< 50 2,53 0,250,5
> 50 45 0,51
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
99
Pentru arborii greu solicitai racordarea se face mult alungit, cu raza variabil.
Rezemarea pieselor n direcia axial se realizeaz prin contactul lor pe umerii (fig.6.3) arborilor sau numai prin asamblarea presat.
Fixarea arborelui n direcie axial se face ntr-un singur loc pentru a nu mpiedica dilatarea liber.
b) Verificrile arborelui 1) Verificarea la solicitare compus (dac arborele a fost predimensionat
numai la torsiune.
=ech Mechiv / W I ai III
2) Verificarea la oboseal Cunoscnd forele i dispunerea lor, se determin tensiunile din punctul
considerat al arborelui i apoi coeficientul de siguran. Ca puncte critice la oboseal se apreciaz cele cu concentratori de tensiuni:
salt de diametru, canale longitudinale, guri, filete etc. Coeficientul de siguran la oboseal pentru solicitri compuse:
=>+
= a22c
cc
ccc
1,83, atunci cnd solicitrile nu sunt cunoscute
complet;
c
m
1
vk
1c
+
=
c
m
1
vk
1c
+
=
n care k i k sunt coeficieni ai concentratorilor de tensiuni i depind de forma i geometria concentratorului (salt de diametru, canal de pan, gaur transversal etc);
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
100
coeficient dimensional i ine seama c epruveta, pentru care s-a determinat rezistena pentru ciclul de solicitare alternant simetric
-1, -1 , difer ca dimensiuni de arborele verificat; coeficient de calitate a suprafeei arborelui n comparaie cu epruveta pe care s-a determinat caracteristicile de oboseal
-1, -1 ;
c, c rezistena critic a materialui ( rezistena de curgere pentru materialele tenace i rezistena de rupere pentru materialele fragile); v ,v amplitudinea ciclului de solicitare pentru ncovoiere respectiv torsiune; m ,m media ciclului de solicitare pentru ncovoiere respectiv torsiune.
3. Verificarea la deformaii : - flexionale (ncovoiere) se determin sgeile n diferite puncte de pe arbore sub
aciunea sarcinii (din ecuaia fibrei medie deformate : EIM
x
f=
2
2
)
- se aplic principiul suprapunerii efectelor i
l000.103
000.102ff admmax
= pentru funcionarea rulmentului.
( )m03,001,0 pentru arborii ce susin roi dinate ; m = modulul angrenajului = interfierul dintre inductor i indus la maini electrice.
sau 001,0ld
admmax = ncr arbori elastici.
Exemplu de calcul al turaiei critice flexionale i al turaiei critice torsionale
Calculul la vibraii flexionale Cauza : mase excentrice care produc fore centrifuge. Arbore de mas neglijabil , solidar cu un disc de mas m i sprijinit pe dou lagre.
Arbore vertical discul de mas m, montat cu o excentricitate e. n timpul funcionrii.
( ) 2efmF dinc += - fora centrifug dine kfF = - fora elastic
k = constant elastic a arborelui
2
2
dinecmk
mefFF
==
Condiia de apariie a rezonanei :
m
kmkf a2din ==
Se definete factorul de amplificare
2
cr
2
cr
22cr
2
22cr
2din
2
1mm
m
e
fA
=
=
==
Arbore orizontal de mas m (greutate G)
e
fdin
Fc
G Fe
cr/
A2 Regim de rezonan
0,5 1 1,5
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
102
ststst fFksauf
mgfGk === unde F este fora din
acel punct
( )ste
2stc
kfF
efmF
=
+=
( )efmkf
saufg
st
stcr
stcr
+==
n care e este excentricitatea de montaj a discului fa de centrul su de greutate. Condiia de echilibru: fora centrifug Fc trebui s fie egala cu fora elastic Fe.
Calculul la vibraii torsionale Cauza : momente de inerie volani neechilibrai
Arbore cu diametru constant, cu un singur disc oscilant. Sub aciunea momentului Mt, arborele
rigid se rsucete cu unghiul
l
GIM
GIlM p
tp
t==
Ecuaia micrii : 'kMJ t ==
t2
2M
dtdJ =
unde : J = momentul de inerie masic al volantului fa de axa de simetrie; k = constanta elastic torsional.
0J'k
dtd
2
2=+ ecuaie diferenial cu soluia de forma
= Acos pt + B sin pt. (1) Condiia limit: t = 0 = 0, = 0.
Din (1) = - A p sin pt + B p cos pt din t = 0 = Bp B = 0
e
fst
Mt
d
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
103
Din (1) pentru t = 0 = A = 0
Deci : tcostJ'k
cosptcos cr000 == J'k
cr =
** Arbore cu dou discuri oscilante
Cele dou discuri vor oscila unul contra celuilalt o anumit seciune n-n
neutr c arborele se poate considera ncastrat n seciunea n-n neutr c
arborele se poate considera ncastrat n seciunea n-n.
2
2
1
1cr J
'kJ'k
== (1)
2
2p2
1
1p1
pt
p
t
lGI
'k,l
GI'k'k
lGI
MGI
lM=====
din (1) 22
2p
11
1p
JlI
lJI
= i += 21 lll
21
12
21
21
JJJll
JJJll
+=
+=
1
211pcr J
JJl
GI +=
n general arborele nu are diametrul constant o simplificare de calcul prin nlocuirea arborelui cu un arbore echivalent (diametrul dc, lungimea redus lc)
d B
A
l
l2 l1 D
2
D1
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
104
Se alege dc i lc din condiia ca deformaia arborelui real i a celui
echivalent s fie aceeai sub aciunea unui moment de torsiune dat.
4c
cc
c
t
p
t
ddlll
dG32lM
GIlM
=
==
pi
6.5. Calculul simplificat al fusurilor
Se numete simplificat, deoarece introduce ipoteze simplificatoare 1) Se neglijeaz jocul dintre fus i cuzinet 2) Se neglijeaz calitatea suprafeelor 3) Se neglijeaz prezena lubrefiantului.
Se ine seama ns de cuplul de material fus- cuzinet. Calculul are dou aspecte :
4) un calcul de rezisten 5) un calcul termic verificarea la nclzire. 1. Calculul simplificat al fusurilor radiale frontale (fig.6.4)
a) Calcul de rezisten Fora R se consider concentrat la
mijlocul lungimii fusului. Fusul se consider ca o grind dreapt ncastrat n arbore.
lc l2 l1
d 0
d 1
d 2
d 3
d c
d
P l/2
l
Fig.6.4.
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
105
Se cunoate : - mrimea forei R (reaciunea radial total din reazem).
Nu se cunosc :
- diametrul i lungimea fusului. Calculul de rezisten are urmtoarelor aspecte :
- dimensionarea pe baza ncovoierii fusului, seciunea periculoas : seciunea de ncastrare.
aii W2lRM ==
dar 33 d1,0d32
W == pi
deci : ai3
i d1,0M = , necunoscute l i d, se face urmtorul artificiu :
ai2d1,0
d2lR = raportul
dl
= mrime caracteristic fusului,
8,15,03,0dl
=
pentru fusuri lungi 5,28,1dl
= i necesit cuzinei oscilani.
Deci dl
este cunoscut i d
aiIII
dlP
d2,0
= III dup ciclul alternant simetric.
d se rotunjete la o valoare standardizat i
=
dldl
- verificare la oboseal Soderberg
Se face cu coeficientul de siguran a
1
vkc
1c =
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
106
- verificare la strivire sau presiune de contact.
am pldRp =
pm = presiune medie, pa = depinde de cuplul de material : de exemplu, pentru oel-bronz, pa = 3-5 MPa.
Observaie
1o. n cazul rapoartelor 1dl
, presiunea de contact (strivirea) este mai
periculoas dect ncovoierea ca atare, dimensionarea se face pe baza presiunii de contact.
Adic : a
a2 p
dl
Rdpd
dlR
=
i
=
dldl i se face verificarea la ncovoiere.
b) Calculul la nclzire Se face ipoteza c ntregul lucru mecanic de frecare se transform n cldur.
Aprecierea nclzirii se face pe baza puterii specifice de frecare, adic:
dlvR
dlN
N fspf
=
=
Nf = putere de frecare [W]
Nf sp = putere de frecare specific
2mm
W
dar mpldR
= deci vpN mspf = , dar este aproximativ constant,
deci mrimea caracteristic la nclzire este produsul pmv.
Se pune condiia pmv (pmv)a, care se gsete n tabele; de axemplu , pentru
arborii de la motoare ( )s
m
mm
N5vp 2am =
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
107
Dac nu se verific la nclzire, atunci se lungete fusul.
( ) lvp10060d
ldR
amn
pi
2. Calculul fusurilor intermediare (fig.6.5) Atunci cnd fora R este relativ mic, deci solicitarea la ncovoiere se poate
neglija, diametrul fusului se calculeaz numai la rsucire cu relaia de predimensionare de la arbori
3at
t
2,0Md
= pentru at se ia valori
mici 20. 30 MPa
Avnd d l dup ce alegem n prealabil
dl
,
=
dldl .
Se face verificare la presiunea de contact am pldRp = ;
Se face verificare la nclzire ( )amm
vpvp .
Cnd R este mare, se calculeaz Mech = Mred
( )2t2iredech MMMM +== , = coeficientul de la ipotezele referitoare la variaia n timp a tensiunilor de ncovoiere i de torsiune i
( )amm
am
3ailIII
red
vpvp
pp
dldl
1,0Md
=
=
Mt
P l
d
Fig.6.5
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
108
3. Calculul fusului sferic (fig.6.6)
La acest fus 1dl
< n calcule lucrm cu dm, de aceea se ia 17,0dlm
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
109
- Diametrul d se alege constructiv n funcie de diametrul arborelui (da) - Se verific la presiunea de contact.
am pdRp =
4
2pi
Observaii 1. La aceste fusuri ns, cnd fusul este nou , presiunea de contact se poate
considera c este uniform repartizat pe toat suprafaa. 2. Cnd fusul funcioneaz, vitezele variind de la exterior spre centru, uzura apare
mare la perifierie i se pierde contactul cu cuzinetul, presiunea crescnd dup nite arce de hiperbol.
Din aceast cauz, acest fus se nlocuiete cu fusul inelar.
2. Verificare la nclzire
( )ammmm
mm2m
2t
spf
vpvp
vp
4d
RV
4d
NN
== pi
pi
unde 4/2
0 drrv mm =
+==
b) Fusul axial inelar (fig.6.8) - de = f(da) se alege constructiv
5,04,0dd
e
i=
constructiv
( ) ei d5,04,0d = - se face verificarea la strivire.
( ) aemp
dd
Rp
=
21
2
4pi
p fus uzat
P
da
di
de
p fus nou
Fig.6.8
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
110
- se face verificare la nclzire :
( ) ( ) mm2i2em
2i
2e
fsp vp
dd4
Rr
dd4
NN
pi
pi
=
=
=
( )
2
0rrv
vpvp
mm
ammmm
+==
Observaii - Presiunea la pivotul inelar este limitat.
4. Calculul fusului canelat (multiinelar) (fig.6.9) - diametrul di =f(da), idi = da
- din raportul 7,05,0dd
e
i=
6,0dd ie =
Se calculeaz numrul de inele :
( ) a2i2e pdd4P
z
=
pi
presiunea admisubil pa se ia mai mic dect la fusurile inelelor simple, jumtate, cci fora p nu se repartizeaz uniform pe cele z inele.
- Se face o verificare la nclzire : pmvm (pmvm)a unde ( )212em dd4z
R
p
=
pi
- Se face o verificare la ncovoiere.
( ) id15,012,0h =
da
R/z R/z
R/z R/z
de
di
Fig.6.9 R
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
111
aii
i
2eie
i 6hd
4dd
z
RM
pi
=
=
Observaie
1. Se consider grinda curb ca o grind dreapt, deoarece 87hd i
= .
Forme constructive de fusuri (fig.6.10)
1. Fusuri radiale Fusurile radiale se pot executa dintr-o bucat cu arborele sau separat.
Execuiile separat de arbore prezint avantajul unei realizri mai uoare a cuplului de material fus-cuzinet dorit, o prelucrare de suprafa mai uoar i mai corespunztor scopului, dect atunci cnd este fcut dintr-o bucat cu arborele. Totui, centrarea cuzinet-arbore este foarte dificil, motiv pentru care acest procedeu se aplic la fusuri de manivele i arbori cotii, unde centrarea este mai uoar i unde se realizeaz, fie prin presare, fie prin sudare. n figura 6.10 fusuri dintr-o bucat cu arborele.
- Fusuri radiale frontale se realizeaz din 2 variante.
rf
rc
d
rf guler
d a d
rf
umr
d =
d a
urub cu cap necat urub cu cap necat
Fig.6.10
a b c
d e
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
112
a) fr guler de capt mai simpl ca form i execuie, permite montarea cuzinetului dintr-o bucat nu poate limita deplasrile axiale dect ntr-un singur sens.
b) cu guler de capt este mai complex ca form i ca execuie, necesit cuzinei din 2 buci, limiteaz deplasrile n ambele sensuri.
n ambele forme este necesar racordarea fusului cu arborele sau gulerul pentru a micora concentrarea tensiunilor.
Raza de acordare a fusului r trebuie s fie suficient de mare pentru a micora aceast concentrare, dar nici prea mare c expulseaz uleiul prin micare centrifugal.
( )d04,003,0r f = Raza de racordare a cuzinetului (rc) trebuie s fie > rf, deoarece este foarte greu de realizat centrarea cuzinet-fus dup 3 suprafee cilindrice. -Fusuri radiale intermediare (varianta c) Se obine prin reducerea diametrului arborelui (da > d). Se micoreaz rezistena fusului la ncovoiere i rsucire fa de arbore. Pentru a remedia aceast situaie, exist varianta d) (da = d), iar pentru limitarea deplasrilor cuzinetului se monteaz pe arbore 2 inele, fie prin presare, fie prin uruburi cu cap necat (3 uruburi la 1200). Nu mai este nevoie de racordri. Varianta e) : fusul are acelai diametru cu arborele, pentru evitarea deplasrilor se prevd 2 umeri n arbore.Trebuiesc racordri.
Pentru fusurile axiale, una din cele mai des forme ntlnite este prezentat n fig.6.11.
La fusurile axiale, soluia constructiv are n vedere faptul c prin uzarea suprafeelor n contact s nu fie necesar nlocuirea complet a fusului, respectiv a
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
113
arborelui, ci numai a unor poriuni ale acestuia i totodat montarea i demontarea simpl.
n acest scop, arborele este prevzut n partea inferioar cu un loca conic n care
ptrunde placa A care are o coad conic i care are suprafaa de contact cu cuzinetul inelar.
Cuzinetul este format din placa B care se monteaz n lagr, centrndu-se prin 2 lifturi C1, C2 care o mpiedic totodat s se roteasc.
Se mai prevede un cuzinet radial pentru preluarea eventual a unor sarcini radiale. Dup uzare se nlocuiesc numai plcile A i B.
Bibliografie 1. Manea Gh.- Organe de maini. Edit.Tehnic, Bucureti, 1970 2. Gafianu M..a. - Organe de maini. Edit.Tehnoc, Bucureti ,1981 i
1983; 3. Pavelescu D. .a. - Organe de maini. Edit. Didactic i Pedagogic,
Bucureti, 1985; 4. Buc I. .a. - Indrumtorul tehnicianului proiectant de maini i utilaje.
Edit.Tehnic Bucureti, 1971.
?? Intrebri recapitulative 1. Care dintre afirmatiile de mai jos sunt adevrate: a) osiile sunt organe de masini solicitate la incovoiere; b) osiile sunt organe de masini solicitate la torsiune;
C2
R
A
B C1
Fig.6.11
Note de curs. Capitolul 6.Organe ale micrii de rotaie
114
c) osiile sunt organe de masini solicitate la traciune; d) arborii sunt organe de masini solicitate la incovoiere; e) osiile sunt organe de masini solicitate la torsiune; f) osiile sunt organe de masini solicitate la torsiune i incovoiere; 2) n relaia momentului de torsiune transmis de un arbore Mt = k P/n a) k este un coeficient de suprasarcin; b) k este o marime adimensional care ine seama de unitile de msur. 3) n relaia momentului de ncovoiere echivalent 2t2iech )M(MM += a) este un coeficient de suprasarcin; b) este o marime care ine seama de variaia n timp a tensiunilor de ncovoiere i torsiune.
4) n calculul de dimensionare al unei osii sau arbore, diametrul d rezultat din calcule a) se rotunjete la o valoare inferioar celei obinute; b) se rotunjete la o valoare superioar celei obinute; c) se ia exact ct a rezultat din calcul. 5) Un arbore funcioneaz correct dac turaia lui n este: a) apropiat de turaia critic; b) chiar egal cu turaia critic; c) evitat turaia critic. 6) Calculul de nclzire al unui lagr se face calculnd: a) produsul (pv); b) temperature de funcionare. 7) Produsul (pv) este un indicator privind comportarea la: a) frecare; b) uzare; c) nclzire