OM I 1 M. Radu
PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A ARBORILOR
Arborii sunt solicitați la torsiune (prin intermediul lor se transmit momente de torsiune de la o roată la
alta, sau de la o roată la o semicuplă de cuplaj) și încovoiere, ca urmare a forțelor introduse de
angrenaje și de transmisiile prin element intermediar. Asamblarea rotilor dințate, a roților de curea și
de lanț pe arborii transmisiei mecanice se realizează de regulă prin intermediul penelor paralele, al
canelurilor sau al strângerii proprii (asamblări presate). Pe capatele de arbore se poate utiliza si
asamblarea pe con.
Părțile componente ale unui arbore sunt: corpul, părțile de rezemare (fusuri) - care susțin arborii în
lagăre, și parțile de asamblare, pe care se montează diferite organe de mașini.
Forma arborelui se stabilește în funcție de diametrul capătului de arbore și geometria pieselor ce se
montează pe el (roți dințate, rulmenți, simeringuri, șaibe, bucșe etc). Diametrul minim al arborelui va
fi cel rezultat din calculul de predimensionare. Pentru separarea tronsoanelor cilindrice ce fixează axial
diverse piese pe arbore se recomanda ca salturile de diametre să fie de 1..2 mm. Suprafețele conexe pe
care se asează elementele conexe (roți dințate, roți de curea sau de lanț, cuplaj) și care vor prelua forțe
axiale, trebuie să fie de 3..5 mm.
Salturile de diametru se aleg astfel încât să respecte următoarele reguli:
1. Să se poată monta succesiv toate piesele pe arbore (prin stânga sau prin dreapta).
2. Să conțină soluții de sprijinire axială pentru piesele ce se montează pe arbore (din ambele
direcții).
3. Să se separe suprafețele cu condiții tehnologice (tolerante, rugozitate) diferite. Să nu se
prelucreze suprafețe de calitate mai bună decât este necesar.
Lungimile diverselor tronsoane create se aleg astfel încât să respecte următoarele reguli:
1. Să corespundă cu datele de proiect.
2. Să permită montajul unei game cât mai largi de elemente conexe (rulmenți, simeringuri).
3. Să permită montajul elementelor de etanșare și a capacelor fără interferențe.
La proiectarea constructivă a arborelui se ia în considerare mărirea rezistenței la oboseală prin
reducerea concentratorilor. Principala sursă de concentratori de eforturi unitare o constituie salturile de
diametru, modul de realizare a acestor salturi stabilind însă și prelucrarea arborelui, accesibilitatea
pietrei de rectificat și sprijinul axial al pieselor montat pe arbore. Se recomandă ca salturile de
diametru să fie executate prin raze de racordare cât mai mari posibile. Raza de racordare pentru
degajarea uneltei: R = (1
40..
1
50) dca
1, unde dca este diametrul capătului de arbore.
1 RECOMANDARE: În alegerea unei dimensiuni cuprinse între 2 valori, atunci când nu există nici o restricție, se
alege valoarea maximă.
OM I 2 M. Radu
Se recomandă R1=R2=R3=R4. Razele de racordare sunt standardizate și se aleg în funcție de
dimensiunile de montaj al rulmentilor
Capetele de arbore ce fac legătura cu alte elemente de transmisii mecanice sau între transmisie și
motorul de acționare, respectiv mașina de lucru, sunt standardizate (atât ca diametru dar și ca
lungime). Odată ales diametrul capătului de arbore, se stabilesc toleranțele, clasa de precizie a
diametrului acestuia, precum și lungimea. În ceea ce privește lungimea capătului de arbore, aceasta
poate fi aleasă din seria scurtă (recomandată din considerent de economie de material) sau seria lungă.
Orice capăt de arbore este executat cu o teșitură, standardizată ca fiind multiplu de 0,5 mm la un
unghi de 45°.
OM I 3 M. Radu
Orice arbore este prevăzut cu două găuri de centrare.
OM I 4 M. Radu
Canalele de pană, sursă importantă a concentratorilor de eforturi unitare, trebuie realizate cu capetele
rotunjite, preferabile fiind canalele executate cu freză disc.
OM I 5 M. Radu
OM I 6 M. Radu
Recomandări privind piesele ce urmează a fi montate pe arbore:
ROȚI DINȚATE
Montajul cu pană al roților dințate necesită un umăr de montaj dmax de 3..10 mm, iar lățimea acestui
umăr se recomanda a avea 5..10 mm. În cealaltă direcție, montajul se poate face cu o bucșă distanțieră
. Bucșa distanțiera poate fi prelucrată conic la exterior, pentru a nu atinge (în direcția opusă de sprijin)
inelul exterior al rulmentului. Lățimea acestor bucșe trebuie să ia in considerare și distanța de la roata
dințată la carcasă și o afundare de 2..5 mm a rulmentului. Distanta (luftul) dintre butucul roților dințate
și peretele interior al carcasei reductorului se recomanda a fi 8..15 mm.
OM I 7 M. Radu
Când diametrul de picior al roții dințate este apropiat de cel al arborelui, aceasta se execută dintr-o
bucată cu arborelui, eliminându-se astfel asamblarea arbore-butuc. Aceast arbore primește denumirea
de arbore-pinion.
Roata dințată cilindrică:
unde t2 adancimea canalului de pană din butuc (vezi standard pene).
unde d0= dfus +(1.4..1.5)R, unde R este raza de racordare a rulmentului sau d0=dfus+(3..6)mm
OM I 8 M. Radu
Roată conică:
unde LB = 0.8 .. 1.5 d0 (lățimea butucului roții)
OM I 9 M. Radu
Pentru pinionul conic, acolo unde între cei doi rulmenți există un tronson pe care nu este montată nici
o piesă, aceasta se executa cu 1..2 mm mai mic, tocmai pentru a nu fi rectificat inutil. În plus față de
faptul că este costisitoare, rectificarea pe o lungime mare nu se poate face deoarece scula se uzează.
Distanța dintrei cei doi rulmenti se realizează printr-o bucsa ce sprijină doar inelele exterioare ale
rulmenților
RULMENȚI
Rulmenții sunt standardizați și au diametrul interior multiplu de 5.
dfus = d ca + 5..10mm
Pentru presarea unuia dintre rulmenții montați pe pinionul conic, este necesară folosirea unei piulițe
speciale (KM) și a unei șaibe de siguranta speciala (MB).
Atenție: Trebuie avut în vedere ca fundul filetului sa fie mai mare sau egal cu diametrul precedent, iar
diametrul de vârf al filetului să fie mai mic sau egal cu diametrul de fus. Montajul șaibei de sigurață se
face cu ajutorul unui nas ce se fixeaza in canalul de pană. Piulița specială pentru rulmenți este
prevazută cu crestături in care se fixează șaiba.
OM I 10 M. Radu
Fixarea axială a rulmenților este prezentată în specificațiile producătorului, acolo unde se gasesc
totodată date dimensiunile de montaj și dimetrul minim al umărului pe care trebuie să se fixeze inelul
interior al rulmentului.
OM I 11 M. Radu
OM I 12 M. Radu
OM I 13 M. Radu
OM I 14 M. Radu
OM I 15 M. Radu
OM I 16 M. Radu
OM I 17 M. Radu
SIMERING
Etanșarea transmisiilor mecanice are în vedere atât menținerea lubrifiantului în zona de ungere, cât
și evitarea pătrunderii din exteriorul carcasei a impurităților și umidității. Pentru etanșarea între
arbore si capac, cea mai frecvent utilizată soluție este folosirea manșetelor de rotație (simeringuri).
OM I 18 M. Radu
Specificațiile montajului simeringului sunt precizate de fabricant. În general, se recomandă o teșitură
de 15° pe o lungime de aproximativ 5..10 mm. Diametrul arborelui pe acest tronson și rugozitatea este
specificată, de asemenea, în catalogul producătorului. Se poate alege și ca simeringul să fie pe același
diametru ca și rulmentul, cu mențiunea că trebuie realizată o delimitare pentru rugozități diferite.
În cazuri speciale, se poate monta cu strangere usoara pe arbore o bucșă având teșitura necesară,
crescând astfel diametrul de așezare al simeringului.
CAPACE
OM I 19 M. Radu
OM I 20 M. Radu
OM I 21 M. Radu
OM I 22 M. Radu
OM I 23 M. Radu
Abateri
OM I 24 M. Radu
OM I 25 M. Radu
Rugozitatea suprafetelor de montaj ale arborilor sunt indicate de către producătorul elementul conex ce
se montează pe arbore. În lipsa oricăror informații, consultați tabelul de mai jos.
Bibliografie:
Proiectarea transmisiilor mecanice, Ion Dan Filipoiu, Andrei Tudor, Editura Bren, 2003