CAPITOLUL 3

ORGANE DE ÎNFĂŞURARE ŞI CONDUCERE

Role, tambure; construcţie, folosire, dimensionarea geometrică şi calculul la

rezistenţă.

Organele de înfăşurare reprezintă ultimele organe de transmitere, cu mişcare de

rotaţie, ale mecanismului de ridicare a sarcinii, având destinaţia de a transmite mişcarea

către organul flexibil.

Organele de conducere servesc drept suport organului flexibil, în punctele de

schimbare a traseului.

3.1. Tamburul

Tamburul are în general o formă cilindrică şi, mai rar, tronconică sau hiperboloidală.

Figura 3.1. Construcţii de tambure.

a) netede; b) pentru lanţ calibrat; c) pentru cablu pe un rând; d) simplu

canelat; e) dublu canelat.

Pentru funii şi lanţuri necalibrate se utilizează tambure netede, pentru lanţuri

calibrate se utilizează tambure canelate corespunzător. Pentru cabluri înfăşurate pe un

rând tamburele sunt canelate, iar pentru cablurile înfăşurate pe mai multe rânduri,

tamburele sunt netede.

La tamburele canelate pentru cabluri, canelura este elicoidală şi are dimensiunile:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

Figura 3.2. Fixarea cablului la tambur

1-cablu;

2-pană;

3-Suruburi de presiune;

a) fixare cu suruburi si pană;

b) fixare cu pană;

c) fixare cu suruburi si eclise.

Dacă pe tambur cablul se înfăşoară pe mai multe straturi, înălţimea gulerului trebuie

astfel aleasă încât să depăşească, în direcţie radială, cu aproximativ ultimul strat.

La tamburele pentru lanţ calibrat, pasul canelurii se alege:

(3.4)

Notaţiile din relaţiile (3.1)...(3.4) se regăsesc în figura 3.1.

Cablul se fixează la tambur fie cu şurub de presiune fie prin pană, evitându-se

frângerea lui prea bruscă, fie cu eclise.

La fixarea cu eclise, cele două spire prinse de eclise sunt înfăşurate fie pe un canal

elicoidal cu pasul dublu fie pe un canal elicoidal cu pas normal, dar cu şanţ de trecere

peste o spiră.

Figura 3.3. Antrenarea tamburilor

a) antrenare prin arbore; b) antrenare directă

Ca o regulă la fixarea cablului pe tambur, trebuie să se asigure ca cel puţin două

spire, în afara celei sau celor ce asigură fixarea, să nu se desfăşoare nici o dată.

Considerând că tensiunea din cablu este P, fixarea cablului se dimensionează tot la forţa

P deşi, ţinând cont de regula de mai sus, forţa din elementul de fixare este mult mai mică,

respectiv:

(3.4)unde:

- coeficientul de frecare dintre cablu şi tambur,

4 - unghiul de înfăşurare al celor două spire care rămân mereu pe tambur.

Antrenarea tamburului se face fie prin arbore, fie direct de la roata de antrenare,

conform figura 3.3.

Calculul de dimensionare a tamburelor

Mantaua tamburelor este solicitată la torsiune, încovoiere şi compresiune radială, ca urmare a solicitărilor provocate de forţa din cablu. Solicitarea la compresiune este cea mai importantă. Aceasta rezultă ca urmare a apăsării cablului pe tobă cu presiunea p.

Scriind echilibrul forţelor de presiune cu forţele de întindere din cablu, conform figura 3.4., rezultă:

sau (3.5)

Teoria elasticităţii ne permite să calculăm eforturile unitare normale atât la nivelul

exterior (de diametru D) cât şi la nivelul interior (de diametru d), în mod asemănător cu

calculul pereţilor unui vas cilindric supus unei presiuni exterioare:

(3.6)

(3.7)

Se remarcă faptul că efortul la nivelul interior, i , este mai mare. Înlocuind în (6)

presiunea dată de (5) se obţine:

(3.8)

Dacă se mai ţine cont că , se ajunge la:

(3.9)

Observând că , relaţia de dimensionare a grosimii peretelui devine:

Figura 3.4. Schemă de calcul pentru presiunea cablului pe tambur

(3.10)

Tamburele se execută din fontă cenuşie cu , în cele mai multe

cazuri, pentru care se alege cu un coeficient de siguranţă minim 5 în raport cu

rezistenţa de rupere la compresiune . Din motive tehnologice, grosimea peretelui se ia

, pentru a favoriza umplerea formei.

În cazul forţelor P foarte mari, tamburele se confecţionează din oţel turnat, în care

caz, din motive tehnologice,

Dacă tamburele sunt lungi se face verificarea la momentele de încovoiere şi

torsiune, calculând efortul unitar echivalent:

(3.11)

unde Mi = momentul maxim încovoietor, Mt = momentul maxim de torsiune;

=0,75; W = modulul de rezistenţă axial:

(3.12)

La tamburele de dimensiuni foarte mari ( ) apare pericolul flambării

locale a pereţilor datorită grosimii lor relative foarte mici. Verificarea se face cu relaţia:

(3.13)

unde dimensiunea presiunii critice de flambaj este N/mm2.în (3.13) r = d/2 iar

l=lungimea tobei. Pentru menţinerea stabilităţii (împiedicarea flambajului) trebuie ca:

(3.14)

La tamburele netede, la care cablul se înfăşoară în mai multe straturi, grosimea

se alege constructiv:

(3.15)

verificându-se şi solicitarea la compresiune din peretele tamburului:

(3.16)

cu coeficientul A egal cu:

(3.17)

pentru n straturi (de exemplu pentru n = 1 strat A = 1, pentru n = 2 straturi

ş.a.m.d) în care:

(3.18)

respectiv Ec=modulul de elasticitate al cablului (cca 8000 ... 10000daN/mm2),

Ac=aria secţiunii transversale a cablului, Et=modulul de elasticitate al tamburului,

= aria secţiunii peretelui tamburilor pe lungimea unui pas.

Considerând ca fiind deplasarea cablului ce se înfăşoară pe tambur, rezultă

numărul de spire active al tamburului, :

(3.19)

Ţinând cont de faptul că se mai lasă 2 spire de siguranţă şi echivalând grosimea

gulerelor ca fiind de 5 spire, lungimea unui tambur simplu canelat rezultă:

(3.20)

La tamburul dublu canelat, pe lângă n0 spire active pentru o jumătate de tambur şi ţinând cont de cele două spire de siguranţă plus patru spire grosimea unui guler, lungimea tamburilor va fi:

(3.21)

în care lungimea l1 este egală cu distanţa minimă dintre cele două cabluri.