ELEMENT ELASTIC ARMAT I CUPLAJ

PENTRU ARBORI

DESTINATE ANTRENRII POMPELOR CENTRIFUGALE, REDUCTOARELOR DE

ANTRENARE A LANURILOR CINEMATICE ALE UTILAJELOR

S.C. CAMIRO ENGINEERING S.R.L.

REZUMAT .

Materialul prezint cercetarea i implementarea unui nou tip de cuplaj elastic CAMIRO FLEX destinat antrenrii pompelor centrifugale, reductoarelor de antrenare a lanurilor cinematice ale utilajelor n general i n mod special de nlocuire a cuplajelor neperformante aflate n dotarea utilajelor de la bordul platformelor de foraj marin.

Cuplajul CAMIRO FLEX, are la baz o nou abordare a solicitrii, frecrii i uzurii elementelor elastice, a reperelor n micare supuse cumulativ la diverse solicitri mecanice i presiuni alternant simetrice.

Cuvinte cheie : element elastic armat, cuplajelastic, service ULTRA-ERGONOMIC.

1. Introducere.Studiu privind direciile de dezvoltare ale cuplajelor elastice moderne.

Componente indispensabile ale mainilor moderne cuplajele elastice,

asigur consonana performanelor lanurilor cinematice de antrenare ale

mainilor, utilajelor i a liniilor de fluxuri tehnologice.

Studiind direciile de dezvoltare ale firmelor cu tradiie, specializate n

proiectarea, execuia i verificarea performanelor cuplajelor elastice

moderne pentru arbori, precum VULKAN, ORTLINGHAUS, KAWASAKI

HEAVY INDUSTRIES, SUCO, STROMAG, SAMIFLEX, GERWAH,

MARZORATI, R+W COUPLING TECHNOLOGY, BORG-VARNER,

LOVEJOY INC. MANUFACTURERS, HEINRICH DESCH, ENEMAC,

.a., se constat apropierea de modelul echivalent ideal, prin valorificarea

maxim a unor tehnologii speciale i efecte astfel:

1. Pentru elementele intermediare elastice se elaboreaz i se

utilizeaz Materiale Extreme, speciale, cu combinaii de

proprieti fizico-mecanice superioare, cu histerezis pentru o

amortizare eficient a ocurilor i a oscilaiilor torsionale cu

rezisten mrit, stabilitate dimensional i o caracteristic

elastic mai bun pentru o gam de temperaturi mai mare i noi

nivele de disipare termic;

2. Proprietile fizico-chimice ale Materialelor Extreme asigur

cuplajelor o rezisten mare n mediile de lucru ale cuplajelor

atmosfere de vapori organici i anorganici, acide, bazice, praf, etc.,

i pentru dotarea echipamentelor destinate utilizrii n medii cu

atmosfer potenial exploziv;

3. Valorificarea integral a proprietilor elastice ale volumului de

material i supunerea lui la cele mai avantajoase solicitri;

4. Proiectarea suprafeelor de reazem pentru obinerea unor

caracteristici elastice liniare sau progresive i utilizarea unor

materiale corespunztoare prin care noile cuplaje pot atinge

caracteristici maxime de elasticitate i rezisten;

5. Proiectarea formelor semicuplajelor i a elementelor

intermediare elastice pentru atingerea unei productiviti

maxime, att la punerea n funciune, ct i n operaiile service

la verificarea centrrii semicuplajelor i nlocuirea elementelor

elastice. Cuplajele pentru arbori sunt cu montaj radial i cu

butuci cu cleme elastice. Cuplajele sunt proiectate i executate

cu o concentricitate foarte mare iar, inseriile din elastomer sunt

calibrate pentru a efectua foarte uor montarea i demontarea. Se

asigur astfel o pretensionare controlat i nu excesiv a

elementelor intermediare.

2. Experimental.

Proiectarea unui cuplaj cu flan indexabil, cu elemente

intermediare elastice armate, cu aplicarea studiilor teoretice

clasice.

Ideea care a stat la baza conceperii noului tip de cuplaj a fost aceea a

combinrii proprietilor elastice ale elementului metalic i a

elementului nemetalic.

Sunt cunoscute soluii de cuplaje elastice cu elemente metalice cum

ar fi :

Cuplaj de tip Elcard cu arcuri lamelare unde elementul elastic poate

fi dispus axial sau radial i care are caracteristica elastic liniar sau

neliniar n funcie de forma locaului n care sunt montate

elementele elastice, de asemenea la cuplajele elastice cu pachete de

lamele se obine i un histerezis datorit frecrilor exterioare dintre

lamele.

Cuplajele elastice cu elemente nemetalice se execut ntr-o

mare varietate de tipo-dimensiuni, elementul elastic fiind solicitat

la: forfecare, compresiune, strivire, torsiune, traciune. La aceste,

cuplaje datorit frecrilor interioare, la deformarea elementului

elastic, n cazul lamelelor apare histerezisul.

Cuplaj elastic cu element elastic tip stea

executat din cauciuc sau poliuretan.

Cuplaj elastic cu element elastic tip manon

executat din poliuretan sau poliamid.

Cuplaj elastic SAMIFLEX cu element elastic tip

band dinat executat din poliuretan.

Cuplaje elastice VULCAN cu

element elastic executat dintr-un

elastomer cu rigiditate variabil pentru

fixarea pe roata volant a unui motor

diesel i antrenarea axului condus.

Cuplaj elastice FLEXOMAX-GBN

cu element elastic executat dintr-un

elastomer pentru antrenarea cu un motor

electric a conveioarelor, macaralelor, a

morilor cu bile, a pompelor, etc.

Compenseaz abaterile i amortizeaz ocurile.

Nu necesit lubrefiere sau ntreinere.

Instalare uoar i service comod.

Cost efectiv redus.

Elementele elastice sunt executate din poliuretan

resistent la ap, ulei, temperaturi nalte i nisip

sau praf.

Cuplajele FLEXOMAeX,

La cuplajul nou conceput, elementul elastic este o combinaie

ntre un element metalic i un element nemetalic, fapt pentru care

s-a numit element elastic armat.

Noul cuplaj elastic cu flan indexabil CAMIRO conine un

concept original nou in inventic denumit de autor SERVICE

ULTRA ERGONOMIC , deoarece nu se demonteaz nici o pies

amovibil i nu se afecteaz centrajul semicuplajelor.

Acest concept surprinde prin simplitate i productivitate,

eliminndu-se multe operaii intermediare necesare n service-ul

cuplajelor consacrate.

Cuplajul cu flan indexabil aa cum se vede i din figura 1,

face parte din grupa cuplajelor mecanice, permanente, mobile,

elastice care poate fi dotat cu elemente elastice nemetalice,

metalice sau combinate i se compune din dou semicuplaje 1 i 2

prevzute cu nite caneluri axiale exterioare i interioare, care

formeaz locaul pentru elementul elastic.

Fig. 1 CUPLAJ CU ELEMENT ELASTIC ARMAT

Semicuplajul condus 1 cuprinde i nite indexoare alctuite

dintr-un arc 3 i un bol 4, fiecare montate n nite locauri i este

prevzut cu un sistem de nchidere a elementelor elastice armate

alctuit dintr-o flans indexabil 5, n care sunt practicate nite fante

de alimentare (a), a cuplajului cu elemente elastice (A) armate, nite

guri alungite (b), pe care culiseaz indexoarele i uruburile de

fixare 6 cu cap necat, a inelului 7 de reazem. Flana 5 este prevzut

cu nite guri (c) pentru acionarea de indexare cu o cheie special i

cu nite teituri (d) de fixare prin indexare a flanei 5 n poziia de

lucru (nchis) sau n poziia de service, (deschis). Semicuplajul

conductor 2 este prevzut cu nite guri (e) prin care cu ajutorul

unei tije sunt eliminate prin fanta de alimentare elementele elastice

armate (A) n vederea verificrii sau a nlocuirii.

Fig. 2 Elementul elastic intermediar A.

Un nou concept unitar, const i n aceea c elementul elastic

intermediar A, figura 2, poate fi nemetalic, metalic i combinat, n

acest caz elementul elastic nemetalic este armat cu o lamel elastic

n form de Z, din oel de arc i prevzut cu nite plcue active cu

proprieti antifriciune i fonoabsorbante (3), asigurnd elementului

elastic proprieti i caracteristici noi.

Prin armarea elementulului elastic intermediar A cu o lamel

elastic n form de Z, din oel de arc, solicitarea elementului

elastic intermediar nu mai este de forfecare. n acest caz, lamela

elastic n form de Z este solicitat la ncovoiere i umplutura

elastic din cauciuc este solicitat la compresiune pe o suprafa

mrit i anume, pe toat suprafaa lateral a elementului

intermediar elastic.

4. Stabilirea clasei de cuplaje din care face parte cuplajul cu

flan indexabil i elemente intermediare elastice armate.

Rod al cercetrii i dezvoltrii cuplajul cu flan indexabil i

elemente intermediare elastice armate, CAMIRO, reprezint apariia

unei noi familii de cuplaje elastice, generalizatoare, care poate

funciona cu elemente intermediare metalice, nemetalice i combinate,

astfel nct clasificarea primar, tipologic, a cuplajelor cunoscute [D2,

D5, J1], trebuie completat cu noua familie.

Clasificarea primar,

tipologic, a cuplajelor

cunoscute, ncadrarea

cuplajului cu flan

indexabil i elemente

intermediare elastice

armate.

FIXE

COMPENSAREAXIALA

COMPENSAREUNGHIULARA

COMPENSARERADIALA

COMPENSARECOMBINATA

RIGIDE

CU ELEMENTELASTIC METALIC

ELASTICE

MOBILE

TRANSMITEREA SARCINIIPRIN FORMA

TRANSMITEREA SARCINIIPRIN FRECARE

COMANDATE

DE SIGURANTA UNISENS

CENTRIFUGALE

AUTOMATE

INTERMITENTE

MECANICE

HIDROSTATICE HIDRODINAMICE

HIDRAULICE

ELECTROMAGNETICE

(cu inductie)

CUPLAJE

PERMANENTE

CU ELEMENTELASTIC ARMAT

Figura 2

CU ELEMENTELASTIC NEMETALIC

Stabilirea clasei de

cuplaje din care face

parte cuplajul cu flan

indexabil i elemente

intermediare elastice

armate.

5. Modelarea capacitii de ncrcare a cuplajelor elastice cu

elemente intermediare nemetalice n funcie de forma i

dimensiunile elementului elastic;

FORFECARE

Mt = z/2*f*D0*A0Z=6

f = 2 MPa.D0 = 0,0955 m.

A0 = 4,06 . 10 m .

Mt = 232,638 [Nm].

Mt = z/2*c*D0*A0

Z=6

c = 5 MPa.

D0 = 0,0955 m.

A0 = 3,1465 m.

Mt = 450,736 [Nm].

COMPRESIUNE

6. Modelarea capacitii de ncrcare a cuplajelor elastice cu

elemente intermediare metalice n funcie de forma i

dimensiunile elementului elastic;

9. Concluzii finale.

Studiind realizrile n domeniu ale firmelor menionate maisus, noul model de cuplaj elastic cu elemente intermediareelastice armate CAMIRO asigur urmtoarele avantaje:

Dezvoltarea unei noi familii de cuplaje elastice cu elementeintermediare speciale;

Cuplajul, face posibil verificarea sau nlocuirea elementelorelastice din componena sa, fr a se demonta nici o piesamovibil i n acelai timp fr a se afecta n vreun fel centrajulcuplajului efectuat anterior.

Noua familie de cuplaje elastice cu elemente intermediare speciale elimin orice component axial care ar putea fi introdus n legtura elastic prin capetele celor doi arbori, iar orice component radial va fi diminuat cu 70 90%, ceea ce ar conferi condiii optime de funcionare lagrelor cu rulmeni ai arborilor cuplai;

Noua familie de cuplaje elastice cu elemente intermediare speciale sunt mult mai compacte i robuste ceea ce determin o utilizare judicioas a spaiilor mici.

Prefigurarea caracteristicii elastice n funcie de solicitri prin alegerea materialelor corespunztoare i proiectarea suprafeelor de reazem;

Cu aceeai tipo-dimensiune de semicuplaje, prin alegerea materialelor, se pot realiza familii cu capaciti de ncrcare i caracteristici elastice deosebite, asigurnd amortizarea eficient a ocurilor, a oscilaiilor torsionale, compensarea elastic a deplasrilor i eliminarea zgomotului prin utilizarea unor plcue active cu proprieti antifriciune i fonoabsorbante;

Montarea i demontarea elementelor elastice fr a deplasa motorul sau unitatea condus. Acest avantaj permite inspectarea elementelor elastice sau nlocuirea foarte rapid i uoar a elementelor elastice armate uzate fr a modifica centrarea subansamblurilor evitndu-se opririle de lung durat. Rotirea simpl a flanei indexabile n poziia de service permite verificarea oricrui element elastic i nlocuirea sa dac este nevoie;

Cele dou semicuplaje lucreaz independent unul fa de cellalt i permite rotirea independent a motorului sau a unitii conduse prin extragerea elementelor elastice. Acest avantaj deosebit este fructificat n cazul cnd antrenarea se face prin intermediul motoarelor cu ardere intern i este necesar repararea sau testarea motorului fr sarcin;

n cazul cuplajelor elastice fr armtur metalic, semicuplajele lucrnd independent unul fa de cellalt, chiar prin ruperea la uzur a elementelor elastice nu exist contact metal pe metal, evitndu-se orice posibilitate de iniiere a unei explozii de la o scnteie. Acest avantaj permite utilizarea noului tip de cuplaj i n mediile cu atmosfere potenial explozive;

Elementul elastic este o parte important a cuplajului elastic i prin alegerea unui elastomer corespunztor se poate asigura o durat de funcionare de peste 25.000 de ore, n condiii normalede lucru;

Centrajul cuplajului se execut uor i nu necesit dispozitivespeciale sau scumpe. Centrajul poate fi verificat oricnd prinextragerea elementelor elastice din locauri.

Toate aceste avantaje se regsesc la toat gama de cuplajeelastice CAMIRO FLEX.

Firma CAMIRO ENGINEERING din Constana, fabric idezvolt noul tip de cuplaj elastic pentru arbori, protejat prinbrevet de invenie.

Rod al cercetrii i dezvoltrii cuplajul CAMIRO, reprezint un concept nou, unitar privind funciile cuplajelorelastice pentru arbori, asigurnd apariia unei noi familii de cuplaje elastice, o completare, dar i o acoperire foarte bun a domeniului dintre cuplajele elastice cu elemente nemetalice imetalice.

Cuplajul cu flan indexabil i elemente intermediare elastice

armate este protejat prin brevetul de invenie RO 116925 B.

Prin participarea la numeroase expoziii interne i internaionale

cuplajul cu flan indexabil i elemente intermediare elastice

armate a fost distins cu:

MEDALIA DE AUR la SALONUL INTERNAIONAL DE

INVENTIC ECOINVENT 2005, organizat de Societatea

Inventatorilor din Romnia, IAI, ediia a II a, 26 29 mai

2005.

MEDALIA DE ARGINT la SALONUL MONDIAL DE

INVENTIC de la BRUXELLES, EUREKA 2005,

12 18 noiembrie 2005.