OM3_1.doc

7/23/2019 OM3_1.doc

http://slidepdf.com/reader/full/om31doc 1/52

7/23/2019 OM3_1.doc


7/23/2019 OM3_1.doc


În fig.3.2.b este pre'entată asamblarea a două piese prin strângerea directă a

!urubului în gaura filetată e+ecutată în una din piese #% care ia rolul piuli"ei.

2 ,

3

A

2,

a b

b) Rolul funcţional şi domenii de aplicare

0olul func"ional al !urubului este

- de strângere – cu rol de a crea tensiuni între piese !i deci de a etan!a

diferite medii% de a transmite diferite for"e sau momente

Exemple: • asamblări demontabile !uruburi de fi+are#

• creare de tensiune asamblarea capetelor de tiran"i#

• înc&idere etan!ă dopuri filetate#

- de reglaj – pentru fi+area po'i"iei relative sau strângerea ulterioară în

scopul eliminării ocurilor după u'ură

Exemple: • cu'ine"i

• !uruburile de reglare ale penelor săniilor mici

- transformarea mişcării rotative în mişcare axială sau invers

Exemple: • !urubul central la strunguri

• deplasarea mesei la strungurile normale% paralele

*ig.3.2.

7/23/2019 OM3_1.doc


- transformare de forţe periferice mici în forţe axiale mari

Exemple: • prese

• organe de înc&idere

• meng&ine

- măsurare

Exemple: • micrometrul

Avantaje:

- gabarit redus datorită spirei care se înfă!oară pe un cilindru se poate ob"ine

o suprafa"ă mai mare de contact – prin mărimea lungimii de înfă!urare

- posibilitatea adaptării formei capului !urubului !i piuli"ei la forma pieselor

de asamblat !i la condi"iile de acces

- e+ecu"ie relativ u!oară

Deavantaje:

- filetul este un concentrator de tensiuni datorită formei#% periclitândre'isten"a la oboseală$

- necunoa!terea precisă a for"ei de strângere a piuli"ei poate duce la

suprasolicitări periculoase# – necesită utili'area c&eilor dinamometrice pentru

cunoa!terea for"ei de strângere$

- asigurarea contra desfacerii$

- randamentul scă'ut la !uruburile de mi!care#$

- u'ura flancurilor care pot introduce ocuri în ca'ul !uruburilor de mi!care#

- lipsa de autocentrare.

3.1.2. Elementele asamblării prin şuruburi

*iletul constituie partea caracteristică a !urubului.

7/23/2019 OM3_1.doc


7/23/2019 OM3_1.doc


4//

55/

a b c

d e

*ig. 3.3

Caracteristicile geometrice ale filetului (fig. 3.4)

(lementele geometrice ale unui filet sunt standardi'ate 89A8 3;2#

- profilul

- ung&iul la vârf α

- pasul p

- numarul de inceputuri i

- diametrul e+terior d! D

- diametrul interior d "!D"

- diametrul mediu d #! D#

- înal"imea profilului primitiv generator# pentru filetul metric $%0,&''0p#

- în"l"imea efectivă $ "

- ung&iul de înfă!urare β înclinarea elicei# tg β =

- sensul de înfa!urare dreapta% stânga#

p #πd #

7/23/2019 OM3_1.doc


7

A+a !urubului !i piuli"ei

*ig.3.<

8e observă că desfă!urând spira% ung&iul flancurilor β are mărimea β,% β2 sau

β după cum este determinat de diametrul interior d,% mediu d2 sau e+terior d

fig.3.5#

tg β"= p

πd

"

tg β = p

πd tg β

#=

p

πd #

În calcule% ung&iul β se consideră totdeauna în raport cu diametrul mediu d #(=ntersc&imbabilitatea este asigurată atunci când% pentru !uruburile de acelea!i fel !i

de aceea!i mărime% sunt respectate dimensiunile date prin standarde pentru: d, d " ,

d # , p şi α(

)*servaţie: Dimensiunile diametrelor !urubului d " , d # , d respectiv D" , D# , D diferă

între ele pentru acela!i diametru# numai prin valoarea toleran"ei% având aceea!i

cotă nominală.

D D, D2

>,

>)

>)

d

d2

Diametrele !urubuluiDiametrele piuli"ei

p

r r

α?urub

1iuli"ă

7/23/2019 OM3_1.doc


*ig.3.5

3.1.3. Materiale şi tehnologie

Alegerea materialului organelor de ansamblare filetate se face pe ba'a

criteriilor care privesc îndeplinirea func"iunii% te&nologia de fabrica"ie !i costul.

1entru !uruburi se folosesc:

- o"eluri laminate @3;% @<2% @5/% @4/ 89A8 5//)2 # cu capacitate

bună de deformare plastică la rece

- o"eluri de calitate @C35% @C<5 89A8 /# pentru solicitări medii

- o"eluri aliate <,C,/% 33BoC,, 89A8 ;,# pentru !uruburi supuse la

condi"ii severe de solicitare

- materiale !i aliae neferoase

• Al !i Cu pentru condi"ii care cer materiale cu o bună conductibilitate

electrică !i termică

• 9itan pentru !uruburi solicitate în condi"ii de tempeaturi ridicate !i mediu

coro'iv

- materiale plastice poliamide% nlon% teflon# pentru cerin"e de re'isten"ă la

coro'iune% i'olare termică !i electrică.

1entru piuli"e se folosesc

,2

πd

πd2

πd,

7/23/2019 OM3_1.doc


- o"el fosforos @* 89A8 3<//#

- fonta

- bron'

Alegerea unuia sau altuia dintre materiale se face în func"ie de temperatura

de lucru a asamblării:

- 9 E 23//C – o"eluri normale de înaltă re'isten"ă$

- 9 23//C ÷ </

/C – o"eluri aliate cu Cr% Bo% Fa

- 9 <//C ÷ 45//C – aliae de *e% Gi !i Cr

- 9 45//C ÷ //C – aliae pe ba'ă de Gi

- 9 //C ÷ ,,///C – aliae Gi – Co

Ca procedee te&nologice de prelucrare% alegerea depinde de seria de

fabrica"ie

- manual tarod !i filieră# pentru unicate$

- pe strung cu cu"itul cu"itul de filet simplu% pieptăne#$

- pe strunguri automate$

- prin fre'are$

- filetarea în vârte$

- rulare cu păstrarea continuită"ii fibrelor de material#$

*iletele se pot rectifica pentru cele de mi!care# creându-se o stare favorabilă

a tensiunii remanente.

3 .1.4. Consideraţii teoretice

3.1.4.1. istemul de forţe din asamblarea filetată

8trângerea piuli"ei unui !urub sub ac"iunea unei for"e a+iale + poate fi

ec&ivalată cu deplasarea unui corp cu greutatea + pe un plan înclinat% al cărui ung&i

fa"ă de ori'ontală este egal cu ung&iul β# de înclinare a spirei filetului. *or"a $

7/23/2019 OM3_1.doc


necesară pentru împingerea corpului + pe planul înclinat corespunde for"ei $ care

dă na!tere momentului necesar pentru deplasarea aceleia!i sarcini + fig.3.4#

8e consideră cunoscute:

- + – for"a ce trebuie transmisă de la !urub la piuli"ă !i invers$

- p, d " , d # , d – geometria filetului$

- materialul !urubului !i piuli"ei$

8e cere să se determine:

- $ – for"a cu care ac"ionăm asupra piuli"ei sau !urubului$- ins – momentul de în!urubare$

-

- des – momentul de de!urubare.

*ig.3.4

plan

=pote'e:

- urcarea pe plan se face cu vite'a v % ct accelera"ia a /#

- urcarea pe plan se face cu frecarea dintre spirele !urubului !i piuli"ei

- greutatea corpului pe spiră este negliabilă

8e descompun cele două for"e + !i $ pe direc"ia planului !i perpendiculară pe

+ " % +sin β# $ " % $ cosβ# 3.2#

+ # % + cosβ# $ # % $ sinβ#

*d2

*2β2

2>

>*f

*,>

>,*

7/23/2019 OM3_1.doc


Dacă mi!carea se face cu frecare% la în!urubare apare o for"ă de frecare + f

care se opune mi!cării

+ f % µ + n % µ -$ # . + # /

$ cos β# – +sin β# µ -$ sinβ# . +cosβ# / % 0

$ % +

sin β#

+ µ co s β#

co s β#

− µ sin β#

)*servaţie asupra coeficientului de frecare

Coeficientul de frecare se înlocuie!te cu ung&iul de frecare

*f + f % µ + n

+ tg ϕ %

f = µ + u

Înlocuind coeficientul de frecare cu ung&iul de frecare în rela"ia 3.5# se

ob"ine e+presia for"ei $, necesară pentru împingerea corpului pe planul înclinat sau

altfel spus% pentru deplasarea piuli"ei pe !urub

$ % + ⋅ tg - β# . ϕ / 3.4#

Cum ung&iul de înfă!urare β este mic% β E ;/..

/% for"a $ va fi

> ≅ /%,4 ÷ /%,;# *

a desfacerea piuli"ei ca !i la coborârea corpului pe planul înclinat% for"a de

frecare î!i sc&imbă sensul% for"a $ fiind înlocuită cu

$ 1ns % + tg - β# ϕ / 3.;#

1entru strângerea piuli"ei pe !urub% trebuie învins un moment care pentru

filetul pătrat are e+presia:

ins % $ ⋅ d= + ⋅

d

# #tg (β

#+ ϕ

)

3.#

ϕ

0 *u

7/23/2019 OM3_1.doc


=ar pentru de!urubare e+presia momentului va fi:

7/23/2019 OM3_1.doc


des

%$ 1nş ⋅

d

= + ⋅#d tg (β #

#− ϕ)

3.#

a filetul triung&iular fig. 3.;# for"a de frecare va fi

+ f % µ + n 3.,/#n

dar

+ n %

+

cosα

3.,,#

#

Înlocuind rela"ia 3.,,# în rela"ia 3.,/# vom avea:

+ + f % µ cos

α

#

µse notea'ă cu µ j

% cosα

#

care se nume!te coeficient de frecare în geab.

8e poate spune că pentru o suprafa"ă înclinată

+ f % µ j + 3.,2#

*n

*f

*ig. 3.

*f 2 +

1entru o suprafa"ă plană filetul pătrat# fig.3.# valoarea

for"ei de frecare va fi

+ f % µ + n 3.,3#Din rela"iile 3.,2# !i 3.,3# se constată că for"a de frecare

pe o suprafa"ă înclinată *H # este mai mare decât for"a de

frecare pe o suprafa"ă plană

deoarece

µ j %

H

f

*ig.3.;

α

*α ) 2F

7/23/2019 OM3_1.doc


µ2 µ cos

α

#

7/23/2019 OM3_1.doc


Cu această interpretare% pentru filetul cu profil pătrat rela"iile rămân valabile

!i pentru filetul cu profil triung&iular% cu condi"ia înlocuirii coeficientului de frecare

µ cu µ

$ % + tg - β# . ϕ1 / 3.,/#

$ 1nş % + tg - β# ϕ1 / 3.,,#

% + ⋅ dm

tg - β . ϕ1 / 3.,2#

#

% + ⋅ dm

tg - β ϕ1

/ #

*ăcând o anali'ă a influen"ei ung&iului de frecare asupra for"ei tangen"iale $

se constată că

$ rostog 3 $ p4trat 3 $ trapeoidal 3 $ triung5iular

sau referindu-ne la momentele de în!urubare se constată că efortul depus pentru

în!urubarea unui filet cu profil rotund este mult mai mic decât pentru a în!uruba un

filet triung&iular

ins rotund 3 6(( 36( 3 ins triung5iular

3.1.4.2. Condiţia de autofr!nare şi randamentul cuplei şurub piuliţă

Cercetarea mai departe a rela"iilor 3.#% 3.# !i 3.,2# scoate în eviden"ă că%

dacă se impune condi"ia ca piuli"a să nu se deplase'e de la sine% în sensul desfacerii

ei sub ac"iunea for"ei + condi"ia de autofrânare#% atunci trebuie ca

deş % + ⋅ d= +

⋅#

dtg (β

##

− ϕ) 3 0

Cum + !i d sunt diferite de /% re'ultă că

tg - (β − ϕ) 3 0

1ns

deş

#

7/23/2019 OM3_1.doc


1entru valori între / !i //

se poate scrie că

7/23/2019 OM3_1.doc


tg (β − ϕ) 3 tg0

β2 − ϕ 3 0 ⇒ β# ≤ ϕ 3.,3#

0ela"ia 3.,.3# ne spune faptul că% condi"ia de autofrânare este îndeplinită.

Autofrânarea se poate pierde la !uruburile de mi!care cu mai multe

începuturi.

µtriung5i 2 µtrape 2 µ p4trat 2 µrostog(

0andamentul !urubului este definit ca raportul dintre lucrul mecanic util 7u !i

lucrul mecanic consumat 7c fig. 3.#

7u % + ⋅ p

7c % $ ⋅ πd #

*ig.3.

η % 7u

= 7c

+ ⋅ p $ πd

#

3.,<#

Înlocuind în rel.3.,<#% e+presia for"ei $ rel. 3.4# !i e+presia ung&iului de

înfă!urare rel. 3.,#% se ob"ine:

η = +p

+ tg- β#

+ ϕ /πd

#

tg β#

= + πd

# tg β

#

+ tg- β#

+ ϕ /πd

#

sau

η %tg (β

+ ϕ)

?uruburile de strângere care trebuie să îndeplinească condi"ia de autofrânare

lucrea'ă într-o 'onă cu randament scă'ut pentru asemenea !uruburi este mai

importantă condi"ia de autofrânare#.

0andamentul !uruburilor de mi!care este de luat în considerare – se recurge

la filete cu ung&i de înclinare a spirei mare% de!i apare simultan de'avantaul

cre!terii for"ei $ .

#

#

>

β*

2

p

πd2

7/23/2019 OM3_1.doc


7/23/2019 OM3_1.doc


b) Solicitarea piuliţei la compresiune tracţiune fig. 3.,,#

σcomp. p = ≤ σ acomp

3.,4# A π ( D 2 − D2 ) p

p

<e

σcritic

σcurgere

σacomp. p p = pc c

*ig.3.,,

3.1.5.2. olicitările filetului

8pira filetului poate fi privită ca o grindă curbă încastrată pe cilindrul de

ba'ă. 1entru u!urin"a calculului% spira se desfă!oară% solicitată de sarcina +9 fig.

3.,2#

potee

• 8e consideră că în contactul dintre !urub !i piuli"ă se găsesc ' spire

• 8e consideră că sarcina se reparti'ea'ă uniform pe cele ' spire

+ % +

-;("</

• *lu+ul de for"ă se transmite prin suprafa"a de contact dintre spira

!urubului !i piuli"ei

• 8e consideră că presiunea de contact este uniformă

*or"a + " care ac"ionea'ă asupra spirei filetului solicită filetul la:

a) încovoiere sec"iunea i-i#

b) forfecare sec"iunea i-i#

c) strivire sec"iunea i% % I%&#

a) încovoierea se calculea!ă deci pentru secţiunea i"i considerând-o de

formă dreptung&iulară# fig.3.,2.

"

+ +

De

D

7/23/2019 OM3_1.doc


7/23/2019 OM3_1.doc


În aceste condi"ii% se poate scrie că for"a capabilă din !urub + capş este egală cu

for"a capabilă a filetului la strivire sau încovoiere *capfilet.

+ caps = σ

at

s

πd #

⋅ "

?

3.2,#

+ cap filet

inc = σ

ai

π ⋅ d "a ⋅

'*

3.22#

+ cap filet striv

= σa str ( filet piulita

⋅ f πd "

3.23#

(galând rela"iile 3.2,# !i 3.22# !i respectiv 3.2,# !i 3.23# re'ultă numărul

de spire

σ πd# σ ; d ⋅ *

= ats ⋅ " = ats ⋅ "# #3.2<#

respectiv

ο

ai

πd a

? ⋅"

'*

ο ai

# a

= σ

ats

as p

πd#

⋅? ⋅

f πd "

= σ

ats

as p

• d

"

? f

3.25#

Jeometria filetului fiind standardi'ată% înseamnă că între elementele

geometrice ale filetului e+istă anumite legături definite de tipul filetului.

1entru filetul metric normal al unui !urub% e+ecutat din o"el @3; cu σat %

&0 @a şi σas % 35B1a% înlocuind d " ≅ 0,&d! d # ≅ 0,d, $ # ≅ 0,B?p re'ultă

- cu rela"iile 3.2,# !i 3.22#

m % ⋅ p % 0,B?d

- cu rela"iile 3.2,# !i 3.23#

σ"

σ

#

7/23/2019 OM3_1.doc


7/23/2019 OM3_1.doc


% +

⋅

, A

, E

,

+ l , +

A2

, + ,l 2 + .. + l

n

E 2 An

E n

*

7/23/2019 OM3_1.doc


atunci

Dacă se consideră raportul l i

Ai

E i

=

"

c si

sau

+=

,c

sc

s,

+ + ,

c s

2

+ +... + , +

c su

,

=

,

cs cs, +

,

cs2

+ ...

+

,

csn

După cum se vede în fig. 3.,< !i conform rela"iilor 3.24# !i 3.2;#

+ în ∆ AJB tg ϕ % c s % =

A ∆ls

$ + − + !i ∆ AB> tg ψ % c f = "

A ∆lf

unde + – for"a suplimentară va fi + % + ⋅

c s

c s+ c f

3.2#

Cu cât !rubul este mai elastic în raport cu flan!ele% cu atât for"a suplimentară

+ este mai redusă

Dar

8 H = 8

H −

+ 0 % + " . + # – + % + " . + # – + ,

*or"a de strângere + 0 va fi

c f

c s + ⋅

c s

+ c f

c f

c s

+ c f

+ + 2

+ 0 % + " ⋅

"

7/23/2019 OM3_1.doc


c s

+ c f + + 2 3.2 #

7/23/2019 OM3_1.doc


Dacă for"a de e+ploatare este + % + c r

%

devine nulă% pier'ându-!i etan!eitatea.

+ /c

s + c

f

#

c f

atunci for"a remanentă

3.1.8. olicitările suplimentare din şuruburi

a) Solicitarea suplimentară de torsiune ca urmare a strângerii piuli"ei.

a montarea piuli"ei în !urub sunt de învins:

a,# momentul necesar pentru deplasarea piuli"ei pe elice% cu considerarea

frecării dintre spirele în contact

a2# momentul dat de frecarea piuli"ei pe suprafa"a ei de rea'em.

a,# Bomentul de în!urubare apărut va avea efectul unei torsiuni a !urubului

ca urmare a strângerii piuli"ei.

τ ts = ts= ps

+ ⋅ d # tg (β#

#

;

"

"'

+ ϕ

)3.3/#

Dacă în rela"ia 3.3/#. se pune în eviden"ă solicitarea principală din !urub-

trac"iunea% atunci

+ + σ ts

=#

A s "

?

d

3.3,#

τ ts

= +⋅πd "

?

⋅ tg (β#

+ ϕ )

#

d

"

?

= σ ts⋅ #

π

π

#

=

=

7/23/2019 OM3_1.doc


d#tg (β + ϕ ) " d

#

7/23/2019 OM3_1.doc


Linând seama de simultaneitatea pre'en"ei celor două tensiuni σt τt % se va

face ec&ivalarea lor cu una din ipote'ele de rupere% cea mai utili'ată fiind ipote'a a

=F-a a energiilor de rupere.

σ tec5 :F

= =

cum d " , d # , β# ,ϕ sunt elemente standardi'ate

σtec5 :F = ",; σts

8e poate spune că efectul torsiunii este de circa 3/M din solicitarea

principală.

a'at pe această situa"ie% predimensionarea !uruburilor se face la trac"iune

sau compresiune cu luarea în considerare a torsiunii determinate de frecarea dintre

spirele piuli"ei !i !urubului.

În acest ca' se va considera for"a maorată cu 3/M",;+

σts % ≤ σats

d#

π "

?

a2# Bomentul necesar pentru strângerea piuli"ei fig.3.,5#

=n afara momentului de frecare dintre

spirele !urubului !i cele ale piuli"ei t"#% în procesul de strângere a pieselor mai apare !i

frecarea dintre piuli"ă sau !urub !i suprafa"a deDD, rea'em ale acesteia sau acestuia t##.

r

dr

*ig.3.,5

ts+ ;τ #tsσ ##

d " ts

#

+ ;σ # ⋅ ? d #

⋅ tg # (β + ϕ )tsσ #

7/23/2019 OM3_1.doc


D,

) 2 D3

− D3

+ D3

− D3#

,t 2

= , fp

−r =

∫ D ) 2

d, f

= ∫ rd+

f

= r µ pdA = r µ p2πrdr = 2πµ p ,

2<= 2πµ / ,π

D2 − D 2 #2<

<,

, D3 − D3

Deci t# µ + , % pentru filete metrice B total t" . t# G 0,"B# + 0 d 3 0 D

2− D

2

b) Solicitarea suplimentară de încovoiere a şurubului. Această solicitare

apare atunci când suprafa"a de rea'em a capului !urubului !i)sau piuli"ei nu este

perpendiculară pe a+a !urubului fig. 3.,4#.

A

ls – lungimea !urubului în stare

nestrânsă$

d – diametrul !urubului$

α - ung&iul pe care-l fac piesele

după strângere$

ρ - ra'a de curbură a a+ei

!urubului deformat.

Deforma"iile !urubului se calculea'ă pe ba'a ecua"iei fibrei medii deformate:

, =

i

ρ E ⋅

unde ,- curbura% ρ - ra'a de curbură$

ρ

i – momentul de încovoiere$

E – modulul de elasticitate longitudinal$

– momentul de iner"ie geometric al sec"iunii !urubului

,

α

∫ ∫

*ig.3.,4

d

N

7/23/2019 OM3_1.doc


1entr u a putea determina tensiunile de încovoiere la care sunt supuse astfel

de !uruburi% se presupun cunoscute: l s , α-rad/, d, E

7/23/2019 OM3_1.doc


3

8e cere tensiunea de încovoiere σis

8e apro+imea'ă arcul de cerc de ra'ă ρ cu coarda

ρ⋅α ≅ l s

cu α măsurat în radiani.

Dar cum

πd3

σ = i = i → = σ ⋅

,

i

atunci

= πd3

32

πd;

σ ⋅

"

i i32

"=

is;#?

ρ E ⋅

πd

' ?

πd?

; σ is = E

'? = E d

⋅

d⋅

"α

πd "

;#•l

s

α

d " l s

#

Exemplu: dac4 α %0

0;0H!

d=

,$

ls

5

d= ,%2$

d,

E % #," ⋅ "0B N9mm

#

σis % '00 @a % '00 N9mm#

1entru @ 3; cu σc 22/ G)mm2% înseamnă că !urubul se va rupe ca urmare

a strângerii.

1entru a evita solicitarea de încovoiere% suprafa"a de rea'em trebuie să fie

perpendiculară pe a+a !urubului. Aceasta presupune% fie o lamare a suprafe"ei de

a!e'are a capului !urubului sau piuli"ei% fie se prevăd !aibe de compresare care să

,

;

i

7/23/2019 OM3_1.doc


3

aducă capul !urubului sau piuli"a perpendicular pe suprafa"a de a!e'are% fie un bosa

pe care se va prelucra o suprafa"ă perpendiculară pe a+a găurii.

7/23/2019 OM3_1.doc


7/23/2019 OM3_1.doc


3.1.9. Calculul asamblărilor filetate

a) Asamblări cu prestrângere iniţială" sarcina de exploatare constantă $ F %)

- @redimensionarea se face la solicitarea principală a !urubului% considerând

for"a totală

+ t % + " . + #

-+ # – for"a de etan!are sau re'erva de prestrângere#

+ #% -0,;6(",B/ + "

re'ultă d " !i apoi celelalte elemente standardi'ate d # , d, p/ $- Ita*ilirea soluţiei constructive a !urubului !i piuli!ei în func"ie de piesele de

asamblat%

- Ferificarea se face% pentru !urub% la solicitare compusă trac"iune !i torsiune#%

solicitarea fiind dată de for"a de strângere ini"ială + 0 :

- determinarea for"ei suplimentare + % + " c s 9-c s . c f / a se vedea diagrama

for"e deforma"ii#$

- determinarea for"ei + 0 % + " . + # + !

- determinarea tensiunii de trac"iune din !urub% J ts % + 0 9 -Kd "# 9?/!

- determinarea tensiunii de torsiune din tia !urubului% L ts % - t" . t# /9 = ps

-determinarea tensiunii ec&ivalente% J ts % ≤ σ ats

b) Asamblări cu strângere iniţială" forţa de exploatare variabilă $ F% max& F%min )

- @redimensionarea se face la for"a de e+ploatare totală ma+imă + tot % + "max . + #% re'ultă d "% apoi d "IMAI !i apoi celelalte dimensiuni standardi'ate

d # , d, p#$

Ita*ilirea soluţiei constructive a !urubului !i piuli!ei în func"ie de piesele

de asamblat

tsts

2

σ 2

+ 3τ

7/23/2019 OM3_1.doc


Ferificarea se face% pentru !urub la monta% la solicitare compusă trac"iune

!i torsiune#% solicitarea fiind dată de for"a de strângere ini"ială + 0 !i la oboseală în

timpul e+ploatării:

la montaj -+ 0 / + 0 % + "max . + # + se determină tensiunea de trac"iune%

tensiunea de torsiune date de for"a + 0 , tensiunea ec&ivalentă !i se compară cu

re'isten"a admisibilă la trac"iune a !urubului

-1n exploatare ca urmare a for"ei de e+ploatare variabilă% apare fenomenul de

oboseală.Acest fenomen se evaluia'ă prin intermediul coeficientului de siguran"ă.

*or"a de e+ploatare varia'ă între valoarea minimă + tot min !i + tot max:

+ tot min % + 0 ! + tot max % + " max . + # % + 0 . + , ca atare

J t min % + tot min 9 -Kd "# 9?/, J t max % + tot max 9 -Kd

# 9?/,

- amplitudinea ciclului de solicitare J v % -J t min J t max /9# !

- media ciclului de solicitare J m

% -J t min

. J t max

/9# !

- coeficientul de siguran"ă la oboseală"

cσ = β σ ο

≥ cadm

> v+

m

εγ σ−"

σcr

în care > este coeficientul concentratorului de tensiuni% dependent de forma !i

geometria concentratorului de tensiuni filet# !i materialului !urubului$ O-

coeficient ce ia în considera"ie dimensiunile !urubului în compara"ie cu

dimensiunile epruvetelor pentru care s-a determinat re'isten"a după ciclul alternant

simetric J "! J cr – re'isten"a critică a materialului !urubului !i care este re'isten"a de

curgere pentru materialele tenace !i re'isten"a de rupere pentru materialele casante

sau fragile$ cadm – coeficientul de siguran"ă admisibil% care %pentru condi"ii normale

de lucru% se poate considera cadm ,%5P3.

"

7/23/2019 OM3_1.doc


c) 'uruburi supuse la sarcini transversale $fig(3(%)

d)

?uruburile pot fi montate cu oc sau fără oc.

În ca'ul montaului !uruburilor cu oc% for"a +

se transmite prin frecare

+ s % +

9P(

*or"a din !urub + s determină tensiuni de

trac"iune !i de torsiune solicitare compusă#.

În ca'ul montaului !uruburilor fără oc% for"a +

determină forfecarea !uruburilor în sec"iunea de

*ig.3.,contact cu piesele strânse.

3.1.10. 'samblări şurub piuliţă cu elemente intermediare

Înlocuirea frecării de alunecare din !urubul clasic% prin frecarea de

rostogolire sau lic&idă% în vederea măririi randamentului mecanismului !urub

piuli"ă% se utili'ea'ă tot mai frecvent !uruburile conducătoare cu elemente

intermediare sau cu sustenta"ie &idrostatică la ma!inile unelte cu comandă

numerică#.

(.1.1).1. *uruburi conducătoare cu elemente intermediare

?uruburile conducătoare cu elemente intermediare ,# pot fi cu bile sau cu

role fig.3.,# !i înlocuiesc frecarea de alunecare dintre !urub 3# !i piuli"a 2#% cu

cea de rostogolire dintre acestea.

Calculul !uruburilor cu bile porne!te de la premisa că sunt cunoscute: cursa

*s

*

Q

*

7/23/2019 OM3_1.doc


subansamblului mobil% vite'a de deplasare v % p(n în mm)s# !i sarcina a+ială care

trebuie deplasată +(

7/23/2019 OM3_1.doc


Diametrul !urubului se predimensionea'ă la compresiune utili'ând rela"ia

3.14 după care se alege !urubul tipi'at% cu pasul necesar vite'ei pe care acesta

trebuie să o reali'e'e% urmând verificarea la flamba.

Calculul for"ei la care apare flambaul !urubului se face cu rela"ia:

+ f % π# E min 9l f

#

unde: E – modulul de elasticitate al materialului$

min – momentul de iner"ie geometric al !urubului - min%πd o? 9'?/

l f – lungimea de flamba.

, 23

*

*ig.3.,.

0andamentul !urubului se determină cu rela"ia 3.,< în care se păstrea'ă

semnifica"iile nota"iilor: η % + p9$ π d #

Cunoscând că momentul de torsiune este t % $ d # 9# atunci cuplul necesar

antrenării se determină cu rela"ia:

t % + p9#πη

1uterea necesară antrenării !uruburilor cu bile se determină cu rela"ia:

N % + v9 η

unde: + – sarcina a+ială$

*

7/23/2019 OM3_1.doc


v – vite'a de deplasare$

7/23/2019 OM3_1.doc


η - randamentul transmisiei.

Durabilitatea acestor !uruburi este sensibil diminuată de pre'en"a căii de

recirculare din piuli"ă a bilelor% care crea'ă un concentrator de tensiune pentru

eforturile unitare la care acesta este solicitat. Rtili'area pe scară largă a

transmisiilor !urub – piuli"ă cu elemnte intermediare este limitată de construc"ia

complicată care determină !i un cost ridicat% aceste transmisii utili'ându-se numai

în ca'ul în care deplasarea organului de mi!care aflat pe ele% necesită o po'i"ionare

precisă.

(.1.11. Elemente de asigurare a asamblărilor filetate

1ractica !i cercetările e+perimentale au arătat că de!i la proiectare !i montare

este îndeplinită condi"ia de autoblocare% totu!i asamblările filetate nu sunt

întotdeauna stabile !i prin slăbirea de la sine a în!urubării autoslăbirea#% pot apărea

urmări destul de grave.

După scop% prin solu"iile constructive se pote urmări:

- evitarea desfacerii complete !i a pierderii piuli"ei% slăbirea nefiind

importantă pentru func"ionare%

(+emplu: capace de protec"ie

- asigurarea po'i"iei de montare a unei piese sau reglarea lungimii unei tie de

comandă a unui element%

(+emple: reglarea tac&e"ilor la motoare

- împiedicarea slăbirii piuli"ei !urubului$ în scopul men"inerii strângerii

ini"iale#.

(+emple: capacele recipien"ilor sub presiune% strângerea semicarcaselor

reductoarelor.

7/23/2019 OM3_1.doc


Din punct de vedere constructiv se pot deosebi metode de asigurare ba'ate pe:

1) *olosirea formei !i a unor elemente speciale% fără introducerea de for"e

suplimentare în organele folosite$

2) =ntroducerea de for"e suplimentare a+iale% radiale sau combinate în scopul

sporirii !i men"inerii frecării$

3) Deforma"ii plastice sau aport de material străin%

1) Din această categorie putem aminti ca solu"ii folosirea

- cuiului spintecat fig.3.2/.a#$- piuli"a crenelată fig.3.2/.b#$

- trecerea unei sârme prin capetele !uruburilor în serie fig.3.2/.c#$

- !aibe de siguran"ă cu umeri sau nas fig. 3.2/.g%&%=%%I%l#$

- plăci crestate fig.3.2/.d% e% f#$

- piuli"e cu guler !i cu !urub lateral de asigurare fig. 3.2/.f#.

2) Din această categorie fac parte fig.3.2,#

- contrapiuli"ă elesticăfig.3.2,.a#%

- !aibe elestice Jro7er# fig.3.2,.b#%

- piuli"ă cu inel interior de presiune fig.3.2,.c#

- contrapiuli"ele fig. 3.2,.d#$

3) Din această categorie fac parte :

- asigurarea prin refulare de material cu autorul unui dorn%

- sudarea piuli"elor prin puncte de sudură fa"ă de suprafa"a de rea'em%

- lipirea piuli"ei cu ade'ivi.

7/23/2019 OM3_1.doc


c ba

f ed

7/23/2019 OM3_1.doc


5

Note de curs. Capitolul 3. Asamblari filetate

*ig.3.2/

*ig.3.2/

i&g

lI

7/23/2019 OM3_1.doc


5

Note de curs. Capitolul 3. Asamblari filetate

** +ntrebări recapitulative

1. 8e repreint4 pentru un filet notaţia #0 + "

a) filet metric cu diametrul mediu #0 mm şi pas normal "mm!

b) filet filet metric cu diametrulexterior #0 mm şi pas fin "mm!

c) filet metric cu l4ţimea piuliţei #0 mm şi pas normal "mm!

2. @entru un şuru* de mişcare se pot utilia trei variante de filet: profil p4trat

-randamentul η" /, profil trapeoidal -randamentul η# /, profil fier4str4u

-randamentul η; /( 8onsiderQnd aceleaşi dimensiuni şi acelaşi coefficient de frecare

care dintre afirmaţiile urm4toare sunt adev4rate

a/

η"%η#%η;

*/

η"2η#2η; c/

η"3η#3η;

ba*ig.3.2,

dc

7/23/2019 OM3_1.doc


OM3_1.doc

Documents

Transcript of OM3_1.doc