ARGUMENT

Cuplajele sunt organe de masini care realizeaza legatura permanenta sau intermitenta

intre doi arbori, cu scopul transmiterii miscarii de rotatie si a momentului de torsiune, fara

modificarea valorilor numerale si a sensului acestora. Ele se pot utiliza si pentru realizarea legaturii

intre un arbore si piesele montate liber pe acesta: roti dintate, roti de transmisie, roti pentru lant,

etc. De asemenea pot servi ca elemente de siguranta (limitarea de moment, limitarea de turatie sau

sens). Utilizarea cuplajelor mai permite alegerea unei serii de obiective:

a.) Cuplarea, arborilor chiar in cazul existentei unor abateri de la cuaxialitate ( radiale,

unghiulare) sau in cazul deplasarilor axiale relative ale unor factori ca : precizie ineficienta de

executie, deformatiile carcaselor lagarelor sau ale arborilor insasi sub sarcina, deformatiile termice

care apar din cauza coeficientilor de dilatare liniara diferiti, necesitatea asigurarii cuaxilitatii

arborilor a doua masini cu inaltime diferita a axelor, trasarea fundatiilor, etc. Cuplajele mobile

asigura o functionarea corecta in conditiile existentei acestor abateri sau deplasari.

Exista numeroase situatii cand axele arborilor ce trebuie cuplati formeaza un anumit

unghi intre ele, care se poate modifica in timpul functionarii, datorita conditiilor de exploatare.

Asemenea situatii se intalnesc in constructia de masinilor unelte (actionare broselor la masinile de

gaurit multiaxe), a autovehiculelor, la masini agricole, etc. Cuplajele cardanice constituie solutii in

aceste situatii

b.) Modificare fregventelor proprii ale angrenajului din care fac parte. In acest fel se

asigura deplasarea acestor fregvente in afara domeniului turatiilor de regim. In acest scop se

utilizeaza cuplaje cu elemente clasice.

c.) Miscarea efectului solicitarilor dinamice prin imagazinarea unei anumite energii

potentiale la aparitia supraincalzirilor ( cazul cuplajelor elastice).

d.) Cuplarea sau decuplare arborilor in timpul mersului si sub sarcina ( o parte din

cuplajele intermitente).

e) Deservirea masinilor echipate cu un sistem de actionarea prin mai multe motoare,

de la un post central prin utilizarea cuplajelor intermitente cu comanda electromagnetica.

1

CAPITOLUL I

CLASIFICAREA CUPLAJELOR

- cu bucsa

- cu manson

Fixe - cu flansa

- cu dintare frontala

- cu role de blocare

- axiale

- Cu elemente - Pentru abateri - radiale

intermediare ale arborilor - unghiulare

rigide - combinate

Permanente

Mobile

- Cu elemente - metalice

intermediare

elastice - nemetalice

2

- mecanice

- Dupa modul in care se realizeaza - electromecanicetransmiterea mom. de torsiune

- hidraulice

- cu comanda mecanica- Comandate - cu comanda hidraulica

- cu comanda pneumatica- cu comanda electrica

Intermitente

- Dupa caracterul functionarii

- Automate - Centrifugale - Directionale

- De siguranta

In organele unui cuplaj actioneaza urmatoarele sarcini:- momente de torsiune util care trebuie transmis;- sarcini dinamice care se manifesta in timpul regimului tranzitoriu;- sarcini datorate socurilor si vibratiilor, in regim tranzitoriu sau stationar

de functionare;Marimea acestor sarcini depinde de:

- tipul motorului de actionare si al carecteristicii sale mecanice;- constructia sarcinii antrenate si regimul de lucru;

Tinand seama de cele de mai sus, cuplajele se pot calcula la un moment de torsiune de calcul:

M = k * M ( 1 )

Unde M - momentul de torsiune de calcul;M - momentul de torsiune nominal (moment care actioneaza un timp mai

indelungat);K – coeficient de supra sarcina;

Relatia ( 1 ) se va utiliza pentru determinarea momentului de calcul, atunci cand prin standarde nu se prevad alte relatii de calcul si de asemenea, atunci cand nu exista alte relatii care exprima, intr-un mod mai diferentiat, momentul de calcul.

CAPITOLUL II3

CUPLAJE PERMANENTE FIXE

Cuplajele permanente fixe imbina rigid doi arbori formand un tot unitar. Utilizarea acestor cuplaje impune o cuaxialitate perfecta a organelor cuplate, deoarece chiar abateri foarte mici de la cuaxialitate ( radiale sau unghiulare ) produc tensiuni suplimentare importante in linia de arbori si reactiuni periculoase in lagare

Cuplajele fixe pot prelua atat momente de torsiune cat si momente incovoietoare. In scopul reducerii momentelor incovoietoare care actioneaza asupra acestora, se recomanda asezarea lor cat mai aproape de reazem.

2.1. Cuplaje cu flanse

Fig. 1

Cuplajele cu flanse sunt formate din doua semicuplaje „1” prevazute cu flanse, care se monteaza pe capetele arborilor de asamblat si care sunt stranse cu ajutorul suruburilor de pasuire „2” si al piulitei „3”.

Semicuplajele sunt cu pana pe capetele arborilor cuplati.Momentele de torsiune se transmite prin frecarea dintre suprafetele in contact ale

flanselor, realizata prin strangerea corespunzatoare a suruburilor. Asceasta conditie se exprima prin:

M = M = * F * Z * ( 2 )

Unde M - momentul de torsiune ce poate fi transmise prin frecare dintre suprafetele in contact de flanselor;

- coeficient de frecare;F - forta axiala dintr-un surub;Z – numar de suruburilor;D - diametrul cercului centrelor suruburilor;

4

Deoarece suruburile sunt stranse puternic la montare, ele sunt solicitate atat la tractiune cat si la torsiune:

* F = * ( 3 )

Unde: - este coeficientul care tine seama si de torsionarea surubului; - diametrul interior al surubului;

- efortul unitar de intindere din surub;

Din ( 2 ) si ( 3 ) M = * * * Z * D ( 4 )

Relatia ( 4 ) permite dimensionarea surubului:

= ( 5 )

Dimensionarea suruburilor este necesara numai la cuplajele nestandardizate.In cazul cuplajelor standardizate dimensiunile suruburilor sunt cunoscute. Si aceea se

face doar verificarea lor. Ele se verifica la intindere si rasucire ( pentru cazul transmiterii momentului prin frecarea dintre flanse), respectiv la forfecare (considerand posibilitatea realizarii unei strangeri insuficiente):

Unde: F - este forta tangentiala de calcul care produce forfecarea suruburilor;d - diametrul portiunii netede al sectiunii;

2.2. Cuplaje cu bucsa

Cuplajele cu bucsa consta dintr-o bucsa aplicata peste capetele arborilor. Asamblarea bucsei pe cei doi arbori se poate realiza cu stifturi crestate (fig. 2), cu pene paralele (fig .3), cu pene disc, cu suruburi, etc.

Capetele de arbori 1 si 2 sunt fixate in mansonul 3 cu ajutorul stifturilor 4. Intre 1 si 3 nu exista joc. Stifturile fixeaza axial si radial. Stifturile sunt montate presat. Gaura pentru stift se da in ambele piese simultan cu burghiul.

Fig. 2

Capetele de arbori 1 si 2 sunt impiedicati la roire in manson.

5

Avantajul acestor cuplaje il constituie gabaritul diametral redus, iar ca dezavantaj se poate aminti montajul dificil, necesitand deformarea axiala a unuia dintre arbori.

Calculul acestor cuplaje consta deci calculul asamblarii cu stifturi, prin sau valori precum si din calculul bucsei la rasucire.

CAPITOLUL III

CUPLAJE PERMANENTE MOBILE

6

3.1 Cuplaje permanente mobile (compensatoare) cu elemente rigide.

Cuplajele permanente mobile nu permit deplasarea arborilor, decat prin dimensionarea in stare de repaus, insa admit abateri pozitionale ale arborilor, abateri care pot fi :

„a” pozitie de referinta

„b” axiale

„c” radiale

„d” unghiulare

„e” combinate

3.1.1 Cuplaje permanente mobile cu elemente rigide pentruabateri (deplasari) axiale (cuplaje cu gheare

Cele mai simple solutii de cuplaje de acest tip sun prevazute mai jos:

a ) Cuplaj cu gheara frezata

b ) Cuplaj cu sift transversal

7

c ) Cuplaj cu gheara frezata

Unde 1 si 2 - arbori3 - manson4 - stift.

Cuplajele din figura a consta dintr-o gheara freza, care face corp comun cu arborele 1 si are dimensiunile l = d, = 0,3d. Gheara patrunde in crestatura practicata in arborele 2.

Cuplajele din figurile b prezinta imbinari cu stifturi tranzvesale. Dezavantajul acestor situatii consta in faptul ca transmit momente mici.

In figura c este prezentat un cuplaj la care momentul se transmite prin ghearele prevazute in arborii 1 si 2. centrarea arborilor se realizeaza cu momentul 3, fixat impotriva deplasarii axiale cu stiftul 4.

d) Cuplaj cu gheare

Unde : 1 – semicuplaj2 – inel de centrare3 – semicuplaj

8

Cuplajul cu gheare (fig. d) consta din doua semicuplaje 1 si 3, avand pe suprafetele frontale un numar impar de gheare, ghearele unui semicuplaj intrand respectiv in golurile celuilalt.

Semicuplajele se centreaza cu ajutorul unui inel 2.Momentul se transmite prin contactul pe fetele laterale ale ghearelor.Ghearele sunt solicitate la presiune de contact si la incovoiere.La cuplaj cu gheare, asupra unei singure suprafete de contact actioneaza sarcina

concentrata:

F Unde : D - este diametrul suprafetei de contact

Presiunea de contact pe suprafetele ghearei, avand adancimea de contact „a” si latimea

va fi:

= = 20 – 25 N / mm

In cazul verificarii la incovoiere se considera ca forta concentrata actioneaza la capatul ghearei ( cazul cel mai nefavorabil ).

Efortul unitar maxim la incovoiere va fi la baza ghearei:

=

Acest tip de cuplaj se monteaza de obicei la mijlocul liniilor de arbori mai lungi, pentru a compensa variatia lungimilor arborilor provocata de variatia de temperatura.

3.2.Cuplaje permanente sensibile cu elemente rigidepentru abateri ( deplasari ) radiale (cuplaje OLDHAM)

Cele doua jumatati de cuplaj 1 si 2 fixate pe capetele arborilor sunt prevazute pe fetele paralele cu cate un sant de sectiune dreptunghiulara. Intre ele este montat discul 3 care poseda pe ambele fete, cu un decalaj de 90 , cate o nervura de patrundere cu joc in cele doua santuri. Cuplajul permite deplasari radiale si mici deplasari axiale.

Odata cu transmiterea miscarii apare alunecarea in ghidaje , discul executand o miscare planetara,

avand centrul sau se deplaseaza pe un cerc cu diametrul egal cu excentricitatea „e”a arborilor. La o rotatie completa a arborilor, centrul discului intermediar face doua rotatii (fig. 5).

9

a) Centru discului b) Centrul discului c) Centrul discului intermediar si suprapus intermediar in O interm si suprapus O

Pozitia relativa a discului in timpul rotirii

Datorita alunecarii, aceste cuplaje au o uzura mare, iar randamentul lor este =0.93….0.97. Pentru a micsora uzura se indica utilizarea otelurilor aliate si ungerea lor.

Nervurile sunt solicitate la presiuni de contact. Reprezentarea tensiunilor se considera triunghiulara, adica presiunile sunt proportionale cu deformatiile de strivire.

Fig 6 Reprezentarea sarcinii asupra nervurii

Presiunile admisibile se iau:

pentru otel calit

pentru textolit

Randamentul cuplajului se determina cu relatia:

10

= 1- 2.55

Pierderea de putere este proprtionala cu coeficientul de frecare si cu raportul . De

aceea pentru a micsora pierderile de putere in frecare se ung la intervale mici de timp, iar cuplajele se utilizeaza numai pentru compensarea deplasărilor radiale mici, datorita unghiului.]

3.3.Cuplaje permanente mobile cu elemente rigidepentru abateri ( deplasari)

unghiulare ( cuplajul cardanic )

Cuplajul cardanic permite transmiterea miscarii de rotatie intre arbori concurenti ale caror axe formeaza un unghi . El se compune din elementele coducatoare 1 si condus 3 (denumite in general furci), legate printr-un element intermediar 2 de o anumita constructie (cruce)

Fig 7

1 – arbore motor; 2 – cruce; 3 – arbore condus;

Furcile sunt decalate una fata de cealalta cu 90 . Ele sunt prevazute cu butuci canelati, pentru montarea lor pe capetele arborilor motor, respectiv condus. Cuplajele cardanice se utilizeaza in constructia autovehiculelor, a masinilor .

In cazul utilizarii unui cuplaj cardanic simplu, viteza unghiulara , a arborelui condus variaza in timp, chiar daca viteza unghiulara a arborelui motor este riguros constanta. Ea oscileaza de doua ori pe parcursul unei rotatii cuplate intre o valoare minima (cand crucea se afla intr-un plan perpendicular pe arborele motor 1, ) si una maxima ( crucea se afla intr-un plan

perpendicular pe arborele condus 3, unghiul de rotire a furcii de pe arborele 1, )

cos

1max.2

Raportul vitezelor unghiurilor extreme va fi:

11

Dupa cum reiese din relatia de mai sus, neuniformitatea transmisiilor miscarii creste cu cresterea unghiului . Daca pe arborele condus se gasesc mase stationare cu momente mari de inertie, variatia vitezei unghiulare duce la aparitia solicitarilor dinamice ale elementelor cuplajului. De asemenea, pot apare oscilatii de torsiune care pot deveni, in unele cazuri, periculoase. Neuniformitatea transmisiei miscarii conduce si la intensificarea uzurii si arborelui organelor implicate.

In afara fortelor care concura la transmiterea momentului de torsiune ( forte tangentiale), in cuplaj apar si forte parazite, care nu contribuie la transmiterea momentului, dar care provoaca solicitari suplimentare in piesele articulatiei si pierderi de putere ( fig 8 si 9 )

Fig 8

Fig 9

Pentru calculul cuplajelor cardanice de diferite tipuri exista putine date in literatura de specialitate. In general cataloagele firmelor producatoare mentioneza momentul de rasucire capabil ale cuplajelor respective.

Se prezinta mai jos calculul frecarilor la cuplajele cardanice cu cruce. Pentru acestea se determina forta maxima care le solicita. Daca arborele 1 transmite un moment M , frecarile legate de furca de pe arborele 1 vor fi solicitate de fortele:

si pentru

pentru valoarea maxima

Daca se considera randamentul articulatiei =1 pe baza egalitatii pentru transmisie se poate mari:

sau

Forta tangential maxima care solicita frecarile legate de furca 2 va fi:

12

Forta axiala care incarca aceste frecari este nula pentru si maxima pentru

.

3.4.Cuplaje permanente mobile cu elemente elastice

Aceste cuplaje, denumite in mod curent cuplaj elastic, se caracterizeaza din punct de vedere constructiv printr-o trasatura comuna: existenta unui element elastic( metalic sau nemetalic ), intre semicuplajele montate pe arbori intre care se realizeaza legatura, element care participa, deci, la transmiterea momentului de torsiune. Elementul elastic este organul principal al acestor cuplaje. El determina propietatile precum si proiectarea cuplajului. Cuplajele elastice se utilizeaza pentru realizarea urmatoarelor obiective:

a) Atenuarea socurilor de torsiune care apar in sistemul mecanic si care se pot datora atat miscarii motoare cat si miscarii de lucru. Energia de soc se transforma partial in caldura (deoarece exista frecari interioare sau exterioare aferente elementelor elastice) si partial in energie potentiala, prin deformarea elementului elastic la rotirea relativa a semicuplajelor. Energia acumulata prin deformarea elementului elastic este redata sistemului mecanic prin rasucirea treptata a acestora la forma si pozitia initiala.

b) Compensarea elastica a impreciziilor datorate executiei sau montajului.c) Deplasarea fregventelor proprii ale sistemului mecanic din care face parte, astfel

incat sa se evite funcţionarea in intervalul de rezonanta.O proprietate care caracterizeaza cuplajele elastice este rigiditatea lor la torsiune. Prin

rigiditate la torsiune C, se înţelege momentele de torsiune M care provoaca rotirea relativa a

semicuplajelor cu un unghi de 1 radian: C = .

- unghi de rotire relativa a semicuplajelor [ rad ]

CAPITOLUL IV

CUPLAJE ELESTICE CU ELEMENTE METALICE

Cuplajul cu arc şerpuit

13

Cuplajul cu arc serpuit ( fig. 10 ) este format din doua semicuplaje 1 s 4, cu dinti de forma spirala, intre care este introdus un arc din banda de otel 2, avand forma serpuita. Partea aceasta a cuplajului este protejata cu carcasa 3. In carcasa se introduce unsoare pentru a evita zgomotul in timpul functionarii si pentru a se reduce uzura. Acest cuplaj permite deplasari axiale ale arborilor, deplasari radiale de 0.5…3 mm si deplasari unghiulare pana la 1

. Unghiul de rasucire relativa a

semicuplajelor poate atinge valoarea , iar amortizarea

relativa este de = 0.5……0.6. Se mentioneaza ca odata cu cresterea deplasarilor radiale sau unghiulare ale arborilor, unghiul de rasucire elastica relativa maxim scade; de aceea se recomanda o aliniere cat mai atenta a arborilor.

Pozitia arcului pentru diferite miscari ale cuplajului reiese din fig. 11. Cu cresterea momentului de torsiune, arcul se aseaza pe flancul dinţilor, micsorandu-se distanta dintre punctele de aplicatie ale fortelor tangentiale si crescand rigiditatea cuplajului.

a) Fara incarcare b) incarcare normala

Incarcare maximad) incarcare cu soc

Fig. 11

Calculul de rezistenta al cuplajului se refera in principal la calculul arcului si al dintilor.

Pentru calculul arcului se observa ca portiunile liniare ale arcului lucreaza ca grinzi incarcate la capete, momentul in incarcare fiind M . Sarcina la mijlocul arcului momentul incovoietor este

14

egal cu zero, se poate considera portiunea rectilinie a arcului serpuit, ca fiind sectionata in doua arcuri de incovoiere de lungime l/2, incastrate la un capat si pe al caror cap liber actioneaza forta F (fig 12) Profilul dintilor este cu un arc de urc. Tinand seama de acestea se poate scrie:

Fig. 12

M - moment incovoietor pentru portiunea curbata a arculuiJ - moment de inertie al sectiunii arcului.

Forta tangentiala care incarca o portiune rectilinie a arcului este:

Sageata arcului:

4.1.Cuplaje cu arcuri elicoidale ( cuplaje Cardflex )

Consta din doua semicuplaje 1 si 4 in care sunt fixate alternativ bolturile 2. acestea se monteaza segmentii de sustinere 3 care pot oscila si se pot deplasa axial. Segmentii sustin arcurile cilindrice elicoidale de compresiune montate cu pretensionare cu ajutorul unei bratari elastice. Cuplajul transmite momentul de torsiune in ambele sensuri de rotatie si lucreaza fara joc de torsiune, datorita pretensionarii arcurilor. La montarea organelor cuplajului, bolturile si gaurile segmentilor se ung cu grafit

coloidal sau cu un lubrifiant asemanator. La cuplaje mari ungerea segmentilor se repeta dupa cate 50 ore de functionare. Aceste cuplaje permit deplasari axiale pana la 5% din diametrul D al cuplajului, ( abateri ) unghiulare pana la 2 , abateri radiale pana la 1% din diametrul exterior D, scazand cu cresterea turatiei. Unghiul de rotatie relativa a semicuplajelor .

In fig. 14 se prezinta fortele care incarca un segment al semicuplajului de pe arborele condus la transmiterea momentuului. Momentul de torsiune transmis in sensul din figura este dat de relatia:

15

Unde: Z –nr segmentilor de pe un semicuplaj;

- fortele din arcului 1 sau 2;

- unghiurile dintre axele arcurilor si tangenta la arcul ce trece prin axele bolturilor.

R - raza centrelor bolturilor

Forta din arc, in functie de sageata „f” a arcului si de rigiditatea C , a lui este:

Sagetile arcurilor 1 respectiv 2, sunt:

- sageata la prelucrare;- unghiul de rotire relativa a semicuplajului

Daca se considera ca pentru unghiuri mici de rotire relativa se poate scrie:

4.2.Cuplaje elastice cu elemente metalice

Materialul utilizat pentru executarea elementelor elastice nemetalice este, in marea majoritate a cazurilor, cauciucul. Mai rar se utilizeaza piele, tesaturi cauciucate sau masele plastice. Cuplajele elastice cu elemente din cauciuc au o foarte larga utilizare in cele mai diferite constructii. Acest fapt se datoreaza constructiei lor relativ simple, costului redus al executiei, sensibilitatii mai reduse la deplasarea arborilor cuplati. Cauciucul are propitatea de a acumula prin deformare o cantitate mare de energie. De asemenea, are o mare capacitate de acumulare. Totusi domeniul de utilizare al acestor cuplaje este limitat de rezistenta mecanica redusa a elementelor din cauciuc, care ar conduce la cuplaje de mari dimensiuni in cazul transmiterii de momente de torsiune mari. De asemenea, acestea au o durabilitate mai mica si cu timpul isi micsoreaza elasticitatea ( prin inbatranire).

In marea majoritate a ca cazurilor, elementele elastice sunt solicitate la compresiune. Exista constructii la care acestea sunt solicitate la incovoiere sau intindere. In urma perfectionarii metodelor de lipire a cauciucului pe metal s-au realizat cuplaje la care elementul elastic este solicitat la rasucire si la forfecare.

Cuplajele cu elemente de cauciuc asigura si izolarea elastica a arcurilor cuplati fapt important la angrenajele cu motoare elastice sau generatoare.

16

4.3.Cuplaje elastice cu bolturi

La semicuplajele elastice cu bolturi ( fig 15 ). Semicuplajele 1 si 6 sunt legate prin bolturile 2 si bucsile elastice montate pe acestea, bolturile sunt conice pe portiunea de montare in semicuplaje. Ele se fixeaza in acestea cu piulita. Bucsa elastica este mentinuta pe bolt cu ajutorul saibei 5.si inelul 4. Aceste cuplaje permit compensari reduse ale cuplajelor de la coaxialitate.

Deplasarile axiale mici sub sarcina sunt compensate prin deformatii axiale a bucsei.

4.4.Cuplaje elastice cu bandaj ( Reflex )

1 – semicuplaj2 – disc 3 - bandaj

elastic4 – semicuplaj

17

Fig. 16

Semicuplajul 1 si 4 sunt cuplate prin bandajul elastic din cauciuc, fixat pe semicuplajele cu ajutorul bacurilor 2 stranse cu surub. Aceste cuplaje asigura o buna amortizare si au o capacitate mare de acumulare a energiei de soc. De asemenea, compenseaza deplasari mari ale arborilor.: deplasari axiale 3…4 mm, radiale de 2…6 mm si unghiulare 2 …6 unghiul de rotire a semicuplajului atinge valori .

Bandajul se confectioneaza din cauciuc realizat cu insertii textile.Numarul acestora variaza intre 2 si 14. Pentru a usura nuantarea si dimensionarea

bandajului, la constructia din figura 16 el este sectionat printr-un plan care rece prin axa arborilor. Transmiterea momentului de torsiune se face pe baza fortelor de frecare dintre bandaj si piesele intre care este montat.

Cuplajele cu bandaj se pot utiliza pana la viteze periferice de 30 m/s. Cuplajul periferice se alege din cataloage in functie de momentul de torsiune. Se face

verificarea a bandajului la forfecare in sectiunea de forfecare de latime .

CAPITOLUL V

CUPLAJE INTERMITENTE

Cuplajele intermitente asigura o legatura temporara a arborilor in functie de anumite conditii: turatie, sens de rotatie, supraincarcari, conditi tehnologice, etc. Cuplarea sau decuplarea arborilor se face comandat sau automat, fara oprirea arborelui motor.

Cuplaje intermitente mecanice.

18

La aceste cuplaje transmiterea momentului de torsiune se realizeaza mecanic. Dupa caracterul functionarii se impart in :comandate si automate. Comanda poate fi mecanica, hidrostatica, pneumostatica, electrica(electromagnetica).

Cuplaje intermitente mecanice cu comanda mecanica.a) Cuplaje cu gheare.

Aceste cuplaje sunt asemanatoare cuplajelor permanente cu gheare dar spre deosebire de ele unul din semicuplaje se poate deplasa axial (asamblarea lui se face cu caneluri sau cu doua pene paralele).

Fig. 17Semicuplajul deplasabil este cel de pe arborele condus (Fig. 16).Cuplarea arborelui se poate realiza in repaus sau la o diferenta relativ mica intre turatiile

arborilor, in functie de profilul ghearelor. Profilul ghearelor poate fi : triunghiurilor simetric si nesimetric ; trapezoidal simetric si nesimetric; si dreptunghiular.

Profilul triunghiular simetric se utilizeaza la transmiterea momentelor mici si la diferente mici de turatie intre arbori. Avantajul lui este dat de usurinta si rapiditatea cuplarii legata de numarul mare de gheare, pana la 60.

Profilul trapezoidal simetric permite cuplarea la viteze relative mai mari si transmiterea de momente mai mari. Numarul ghearelor este z = 5…….11. Profilul dreptunghiular se utilizeaza la masini greu incarcate. Permite cuplarea numai in repaus si decuplarea (debreierea) la diferente mici de turatii ale arborilor.

Profilele nesimetrice se utilizeaza pentru transmiterea momentelor de torsiune intr-un singur sens. Pentru a usura cuplarea dintii se tesesc. Intr-o sectiune diametrala ghiarele triunghiulare au inaltimea variabila ( se micsoreaza spre centru). Celelalte tipuri pot avea si inaltimea constanta. Numarul ghearelor este in general z = 3…..60. El depinde, in principal,de doi factori :

a) momentul de torsiune ( la acelasi diametru al cuplajului, z scade cu cresterea lui )

b) durata impusa pentru cuplareDaca aceasta durata este t, iar diferenta turatiilor arborilor este (rot/min) atunci numarul

de gheare se poate determina cu relatia :

Pentru asigurarea autoblocarii semicuplajelor in timpul functionarii este necesar ca tg < tg < ( -coeficient de frecare dintre gheare); - unghiul de inclinare a flancului profilului ghearei.

Semicuplajele se executa in majoritatea cazurilor din oteluri carbon (OL 50, OLC 15), sau oteluri aliate de cementare care asigura duritati ale suprafetelor de contact de 56……62HRC. Calculul ghearelor la presiune de contact si inconvoiere se desfasoara ca la cuplajele permanente cu gheare. Presiunea admisibila de contact pentru semicuplaje din otel se ia fa =90………120 N/

19

 ; la cuplarea in repaus ; =50…..70 N/ la cuplarea cu viteza redusa ; =35…..45 N/la cuplarea cu viteza ridicata.

Forta axiala necesara pentru cuplarea, respectiv decuplarea sub sarcina, se determina cu relatia :

unde semnul ‘+’ se ia pentru cuplare, iar semnul ‘-‘ pentru decuplare ;- moment de torsiune de calcul

- este forta de frecare intre pana si semicuplajul mobil ;

- este forta de frecare intre suprafetele in contact ale ghearelor

-diametrul mediu al ghearelor;

Cuplaje cu dinti.

Aceste cuplaje constau din doua roti dintate, una cu dantura interioara cealalta cu dantura exterioara. Avantajele acestor cuplaje in comparatie cu cuplajele cu gheare sunt :

a) posibilitatea folosirii unui semicuplaj ca roata dintata dupa decuplare;b) prelucrarea se face cu usurinta (dantura este evolventrica);c) suprafata de contact este mai mare decat la cuplajele cu gheare de acelasi gabarit;

Cuplaje ( ambreiaj ) cu frictiune

Functionarea ambreiajelor cu frictiune se bazeaza pe fortele de frecare care apar intre suprafetele elementelor celor doua semicuplaje.

Fata de ambreiajele cu ghiare sau cu dinti, prezinta urmatoarele avantaje:- permit cuplarea (ambreierea) la orice diferente intre turatiilor intre cei

doi arbori;- asigura antrenarea lina, fara socuri, a arborelui condus pana la turatia de

regim;- asigura protectia elementelor lantului cinematic impotriva unor

suprasarcini, prin alunecarea relativa ( patinarea ) a suprafetelor. Aceasta proprietate impiedica utilizarea lor in lanturi cinematice generatoare.

Materiale de frictiune pentru ambreiaje

Materialele de frictiune pentru ambreiaje trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii de baza:

- coeficient de frecare ridicat si mentinerea constanta a valorii lui;- rezistenta impotriva carbonizarii la temperaturi ridicate din perioada

ambreierii:- rezistenta ridicata la uzura si gripare;- conductibilitatea termica ridicata, pentru a permite evacuarea caldurii;- sensibilitate redusa la actiunea temperaturilor ridicate;- rezistenta chimica;

20

- sa nu fie dificitare, sa aiba un pret redus.La ambreiajele uscate, in special momente mari de torsiune, se utilizeaza cu succes

ferodoul ( sub forma de garnituri ), facand cuplu cu otelul sau in special, cu fonte. Ferodoul se obtine din:

a) tesaturi din fire de azbest cu fire de alama, impregante cu bahelita sau cauciuc si presate la temperaturi ridicate;

b) amestec din fire scurte de azbest, aschii metalice, pulberi metalice (de alama), impregnate cu bachelita sau cauciuc si presate la temperaturi ridicate.

Rezistenta ridicata la uzura in conditiile temperaturilor inalte au dovedit materialele metaloceramice sinterizate pe baza de cupru. Ele se utilizeaza sub forma de garnituri, montate pe elemente de otel.

La ambreiajele uscate se utilizeaza mai frecvent cuplul otel calit pe otel calit, bronz pe otel, fonta pe otel, textolit pe otel ( la cuple cu temperaturi reduse de functionare t< 120….150 C)

Cuplaje intermitente automate.

Cuplajele intermitente automate asigura cuplarea sa decuplarea automata, in functie de anumite conditii impuse lantului cinematic, din care fac parte; marimea turatiei, sensul de rotatie, valoarea momentului de torsiune maxim de transims. In acest sens, cuplajele automate pot fi limitarea de turatie ( cuplaj de siguranta )

Cuplaje unilaterale ( unisens, de curba libera )

Cuplaje unisens sunt cuplaje care transmit cu usurinta intr-un sens singur sens, intrand in actiune automat. Cuplajele unisens au o constructie complexa si transmit miscarea doar cand partea conducatoare si cea condusa se rotesc sincronizat prin intermediul rolelor sau corpurilor de blocare. Din acest motiv la alegerea schemei constructive are o deosebita importanta raportul care exista intre turatiile celor 2 inele, interior si exterior.

La majoritatea cuplajelor unisens, datorita prescrierii elementelor de blocare pe caile de rulare, la functionarea in gol apare o forta de frecare care determina uzura tuturor element in contact, uzura care limiteaza durata de functionare a acestor cuplaje. Pentru micsorarea uzurii la functionarea in gol se folosesc diverse solutii constructive, des utilizata fiind decuplarea centrifugala a elementelor de blocare.

21