Maglas Ioana Construcţia şi funcţionarea unui variator cu curele

Maglas Ioana-An I IMSM

Universitatea Politehnică Timişoara

Facultatea de Inginerie Hunedoara

Construcţia şi funcţionarea unui variator cu curele

1


Mecanismele sunt părţi componente ale maşinilor servind la transmiterea mişcării sau la transformarea ei în altă mişcare necesară. Legătura între maşina energetică şi maşina de lucru se poate face direct sau prin mecanisme denumite transmisii (mecanice, hidraulice,pneumatice, electrice etc.).

Variatoarele de turaţie permit modificarea continuă a raportului de transmitere, între anumite limite,ceea ce conduce la obţnerea turaţiei optime din punct de vedere economic la arborele condus.

Unele variatoare pot inversa sensul de mişcare al elementului condus.

Construcţia variatoarelor este mai simplă decât a cutiilor de viteză cu roţi dinţate sau a maşinilor electrice cu turaţie variabilă.

Însă, datorită alunecărilor relative, raportul de transmitere diferă de cel teoretic,iar încărcarea lagărelor este ridicată.

Variatoarele pot fi:

- cu contact direct – folosind roţi de fricţiune: cilindrice, conice sauprofilate;

- cu element intermediar rigid:bilă, rolă, inel, disc

- cu element intermediar flexibil: curea sau lanţ

Caracteristica unui variator este gama de reglare G raportul dintre numarul de turatii maxim si numarul de turatii minim al arborelui condus sau dintre raportul de transmitere maxim si raportul de transmitere minim.

Funcţie de necesităţile de lucru ale maşinilor de lucru variatoarele pot funcţiona:

a) la moment de tensiune constant

b) la putere constanta

c) la moment sip uteri variabile;

2


Dintre variatoarele mecanice de turatie, variatoarele cu curele au cea mai larga aplicare .

Principiul de functionare este asemanator celui de la transmisiile cu curea ( cu transmitere uniforma a miscarii). Diferenta apare la forma constructiva rotilor de cure care, in acest caz, au diametrul variabil. Un variator cu curea cu discuri functioneaza astfel: variatia diametrului pe care este infasurata cureaua se va realiza deplasand axial discul conducator. Concomitent, arcul elicoidal va deplasa axial discul. Discurile sunt fixe pe arbore.

Avantajele utilizarii:

Sunt aceleasi ca la transmisiile cu curea, la care se adauga urmatoarele:

- modifica turatia pana la valori optime tehnico - economice ale masinii actionate;

- nu produc vibratii;

- sunt mai ieftine decat variatoarele hidraulice;

- amortizeaza socurile.

Se folosesc pentru transmiterea puterilor mici si mijlocii (25…40kW) la turatii intre 1500 si 3000 rot/min, in constructia masinilor din industria usoara (textila), a masinilor unelte, a transportoarelor cu banda etc.

Dintre variatoarele mecanice de turatie, variatoarele cu curele au cea mai larga aplicare . Prin gama de reglare mare (G<10) si puterile transmisibile (P<100kW), s-au impus variatoarele cu curele trapezoidale late, simetrice si asimetrice.

Variatoare cu curele trapezoidale late simetrice

Dimensiunule curelelor standardizate (STAS 7503-66) variaza de la 450mm la 6300mm lungime. Constructiv, variatoarele cu curele pot fi: variatoare cu o saiba de diametru variabil sau variatoare cu ambele saibe de diametru variabil. Variatoarele cu un singur disc mobil, si cele cu patru discuri mobile sunt realizate de putini producatori. La variatoarele cu o saiba de diametru variabil, schimbarea raportului de transmitere se obtine prin modificarea distantei dintre axele saibelor,

3


iar la variatoarele cu ambele saibe de diametru variabil, prin schimbarea pozitiei relative a discului comandat si, implicit, a discului de tensionare a curelei.

Figura 1.

La variatoarele din figura 1 a. si c., tensionarea curelei este functie numai de pozitia relative a discurilor saibei de diametru variabil: pentru o pozitie comandata a acestor discuri, tensionarea curelei este constanta indifferent de incarcarea variatorului. In schimb, la variatoarele din figura 1 b. si d. tensionarea curelei este propotrionala cu momentul de torsiune transmis. Realizand folosirea transmisiei la coefficient de transmisie constant, sistemele de tensionare automata asigura functionarea variatorului cu raport de transmitere practice constnant la o anumita pozitie a discurilor saibelor, in timp ce la variatoarele cu o apasare constanta, turatia scade la cresterea sarcinii. In plus, sistemele de tensionare automata asigura o durabilitate mai mare a curelei si rulmentilor variatorului decat la folosirea tensionarii constante.

4


Cele mai multe variatoare au tensionare constanta (cu arcuri). Daca sistemul de tensionare este la saiba conducatoare – variatorul asigura p aproximativ constanta, iar daca sistemuld e apasare este la saiba condusa – momentul de torsiune este aproximativ constant.

Tipuri constructive

Un variator realizat pe baza schemei din figura 1. a. este reprezentat in figura 2. Saiba conducatoare, de constructive simetrica, se compune din discurile -1-, mobile axial, fiecare pe 6 bolturi -2-, fixate pe arboreal tubular -3-( prin care se fixeaza pe arboreal motor ) prin talerele -4- sip e cate doua randuri de bile -5 si 6-. Deoarece spatiul dintre randurile de bile ale aceluiasi desc este uns ( unsoare consistenta) sau prevazut inele de etansare -7 si 8-. Apasarea discurilor este asigurata de arcurile elicoidale -9-. Dimensiunule saibei conducatoare sunt indicate in tabelul 1.. iar in tabelui 2. Cateva caracteistici ale variatorului din figura 2 (pentru n1=1500 rot/min).

Saibele cu diametru variabil din figura 1. a. si b. se realizeaza intr-o mare diversitate constructive din care in figura 3. Se cuprind

5

Tabelul 1.

Figura 2.


cele mai representative: a., b. si c. cu apasare constanta, d. si e. cu apasare automata . Saibele F U (figura 3.a.) folosesc arcuri lama -1-, dispuse radial cu un capat in discul crestat -2- iar cu celalalt capat sprijinandu-se pe capace -3-. Saibele SEW (figura 3.b.) se construiesc cu arcuri disc-crestate. In figura 3.c. este aratata constructia saibelor de diametru variabil ale variatoarelor cu curele fabricate in RDG, cu apasarea data de arcuri elicoidale. La saiba DESCH (figura 3.d.) se deosebesc: arboreal tubular cu taler -1-, fixat pe arborele motorului, si talerul -2- (fixat pe -1- print suruburile -3-) iar –ambele cu craboti frontali, discurile -4- mobile axial pe bucsa -5- si penele -6-, de asemenea pe craboti frontali, arcurile -7-. Prin cuplarea crabotilor fontali se realizeaza tensionarea automata a curelei, iar arcurile -7- asigura apasarea necesara pornirii fara patinare. Saiba prezentata in figura 3.e. – HI-LO- are fixate pe discurile conice niste stifturi (cu acelasi rol ca si crabotii discurilor din figura 3.d.)ce se sprijina pe camele de pe capecele fixate pe arborele motorului.

Figura 3.

6


In continuare, se prezinta cateva constructii de variatoare ce au la baza schemele din figura 1 c. si d. Variatorul din figurile 4. si 5. (Flender) are saiba cu sistemul de tensionare a curelei, de construnctie derivate din saiba de diametru variabil a variatorului din figura 2.; deosebirea este ca in figura 4. Numai un disc este mobil, cel de-al doilea disc fiind fixat pe arborele tubular al saibei. Saiba conducatoare are discul -1- fixat pe arborele tubular -2- iar discul -3- mobil axial pe bolturile -4-(fixate in talerul -5-) si pe doua randuri de bile -6 si 7-. Diametrul circunferintei de asezare a curelei pe saiba conducatoare se regleaza prin deplasarea axiala a discului -3- prin capacul -8- si rulmentul -9-, folosind sisteme diverse intre care cel prezentat in figura 5.

7

Figura 4. Figura 5.


Tabelul 2.

Caracteristicile variatorului descris sunt date in tabelul 3. (n1=1500 rot/min. si G=9).

Tabelul 3.

Un alt variator care are la baza schema din figura 1 c. este folosit la moto-variator-reductorul din fipgura 6. Variatoarele dezvoltate pe schema din figura 1.c. se folosesc pentru puteri ≤ 60kW la n1=1000 rot/min si G=5, ca transmisii de uz generalin plus, aceste variatoare se utilizeaza la automobile de mic litraj si cu DAFF, la masini agricole, la scutere (transmisie automata Salsbury). Tensionare automata asigura saiba reprezentata in figura 7.

8 Figura 7.


care fata de saiba din figura 3 e. are un fisc fix. Dupa schema din figura 1 d. se realizeaza si variatoare automate: figura 8. – transmisie automata Morse. Saiba conducatoare (a.) este prevazuta cu un sistem centrifugal de deplasare axiala a discului -2- prin intermediul a 6 bile asezate in canalele radiale ale discurilor -2 si 3- (fixat pe -1-). Saiba condusa (b.) are sistemul de tensionare automata: cuplajul cu craboti format din cama cilindrica a discului mobil-5-, boltul -6-, introdus in discul -4-; arcul -7- este prevazut pentru evitarea patinarilor la pornire. Pozitia discurilor axial-mobile este determinate de turatia saibei conducatoare si momentul transmis de saiba condusa. Variatoarele Morse au G=3..5, P=0,37..8,8 kW, A≤220 mm, n1=1500..4200 rot/min si se folosesc la vehicule pe 2 si 3 roti.

Variatoare cu curele trapezoidale late asimetrice

Curelele trapezoidale late asimetrice au sectiunea trapez aproape dreptunghic: unghiurile flancurilor sunt 1 grad si 19 grade. Datorita acestei forme, curelele trapezoidale asimentrice, necesita o latime de aproximativ 1,5 ori mai mica decat curelele simetrice

9

Figura 8.

Figura 9.


(l/h=2..2,4). Ca urmare, curelele trapezoidale asimetrice au o rigiditate transversal mare, iar prin dintarea interioara – flexibilitate, ceea ce permite utilizarea unor saibe relativ mici (Dp/h)min=4,24..5. Variatoarele cu curele trapezoidale asimetrice au la baza scemele cinematice din figura 9. : a- cu o singura saiba de diamentru variabil; b-cu ambele saibe de diamentru variabil; in plus se remarca existenat tensionarii automate a curelei la ambele scheme.

Tipuri constructive

Constructia variatoarelor cu o saiba de diametru variabil este aratata in figura 10. Pe arborele tubular -1-, este fixat discul cu un unghi de prifil mic -2-, si gliseaza discul conic -3-; pe acelasi arbore este fixat boltul -4- care poarta rolele -5- ce se sprijina pe crabotii mansonului -6- fixat pe discul -3- (cuplaj de apasare automata); pentru pornirea fara patinare este prevazut arcul -7-, iar pentru demontarea usoara a saibei de pe arborele motorului este prevazut surubul -8-. Caracteristicile variatoarelor din figura 10. sunt prezente in tabelul 4. (n1=1400 rot/min).

10

Figura 10. Figura 11.


La variatoarele cu ambele saibe de diametru variabil –figura 11- saiba condusa are constructia identical cu a saibei conducatoare de la variatorul din figura 10., iar saiba conducatoare – comandata, are urmatoarea constructive: pe arborele tubular -1- sunt fixate discul -2- si dornul -4- si gliseaza discul -3-; la rotirea tijei -5- in suportul -6- (ambele filetate), impobilizat tangential prin levierul -7-, discul- 3- se deplaseaza axial. Principalele caracteristici ale acestor variatoare sunt date in tabelul 5.(n1=1500rot/min).

Grupuri de actionare cu variatoare cu curele

11

Tabelul 4.

Tabelul 5.


In general, variatoarele se cuprind in lanturile cinematice ale masinililor prin cele trei parti principale: saiba conducatoare, fixata pe arborele motorului electric de antrenare, saiba condusa, fixata pe arborele antrenat al masinii, si curea. Se realizeaza insa si unitati de actionare motovariator si motovariator - reductor.

Motovariatoarele cu curele sunt formate din urmatoarele parti: motor cu flansa si saiba conducatoare, saiba condusa – cu arborele fixat pe lagare, sistem de reglare a turatiei, curea, carcasa si si suporti de fixare pe masina antrenata. Primele trei sunt parti fixate pe carcasa. Suportii mentionati permit diverse prinderi pe masina antrenata (pe flansa sau pe talpa, in orice pozitie).

Grupurile motor-variator cu curele-reductor asigura turatii variabile in intervalul max. 150...1000 rot/min – min. 0,15...1 rot/min, la puteri 0,3...18,5 kW. La aceste grupuri se folosesc exclusiv variatoare cu doua saibe de diametru variabil (distanta intre axe), iar reducatoarele, in general, sunt derivate din motoreductoarele cu angrenaje cilindrice (2...6 trepte) sau cilindro-melcat.

12

Figura 12.


In figurile 12., respectiv 6., se prezinta constructiile a doua grupuri motor-variator-reductor (cu angrenaje cilindrice). Ambele constructii au variatoarele dezvoltate pe baza schemei din figura 1. C. (la grupul din figura 12. se intalneste variatorul din figura 4.). Grupurile motor-variator si motor-variator-reductor se realizeaza cu elemente tipizate (module) in fabricatia de reductoare si variatoare.Modul de formare al grupului motor-variator-reductor din figura 12. este aratat in figura 13.

13

Figura 6.

Figura 13.


Bibliografie

“Transmisii mecanice moderne”, Gh. Miloiu, F. Dudita, D. V. Diaconescu, Ed. Tehnica Bucuresti, 1980

http://biblioteca.regielive.ro/download-19641.html http://www.om.ugal.ro/om/biblioteca/Organe_de_masini_si_mecanisme-

vol1.pdf http://www.omtr.pub.ro/didactic/om_isb/om2/om2.pdf

14

Maglas Ioana Construcţia şi funcţionarea unui variator cu curele

Documents

Transcript of Maglas Ioana Construcţia şi funcţionarea unui variator cu curele