COLEGIUL TEHNIC „TRAIAN VUIA” - GALAŢI

Calificare profesională: tehnician în transporturi

TEMA: Osii şi arbori: rol funcţional, tipuri constructiv, domenii de utilizare, asamblarea osiilor şi arborilor

Îndrumător: Elev:Ing. Iorgulis Valeria Pricop Nicu Viorel Clasa: a 13-a ALRP

An şcolar: 2011 - 2012

CUPRINSCap. 1. Argument........................................................................................................2

Cap. 2. Osii şi arbori....................................................................................................3

2.1. Caracterizare şi rol funcţional...................................................................3

2.2. Părţile componente...................................................................................3

2.3. Domeniile de utilizare..............................................................................6

Cap. 3. Clasificarea osiilor şi arborilor........................................................................7

Cap. 4. Elemente constructive.....................................................................................9

4.1. Materiale şi tehnologii..............................................................................12

Cap 5. Asamblarea osiilor şi a arborilor......................................................................14

5.1. Criterii de calcul şi etapele proiectării arborilor drepţi.............................14

5.2. Asamblarea arborilor si osiilor.................................................................15

ANEXE........................................................................................................................20

Anexa 1. Osii...................................................................................................20

Anexa 2. Tipul si reprezentarea arborilor........................................................20

Anexa 3. Arborele motor.................................................................................21

Anexa 4. Schema de clasificare a osiilor si arborilor......................................22

SĂNĂTATEA ŞI SECURITATEA MUNCII.............................................................23

BIBLIOGRAFIE.........................................................................................................24

1

Cap. 1. ARGUMENT

Din categoria organelor folosite pentru realizarea şi asigurarea mişcǎrii de rotaţie fac parte

douǎ categorii de organe de maşini : osiile şi arborii, ca elemente susţinute, având mişcare de

rotaţie şi lagǎrele, ca elemente de susţinere şi ghidare a osiilor sau a arborilor, care asigurǎ mişcarea

de rotaţie a acestora.

Realizarea mişcǎrii de rotaţie poate fi asiguratǎ numai prin ansamblul celor douǎ grupe de

elemente, susţinere şi de susţinere, care formeazǎ o legǎturǎ cinematicǎ.

Randamentul mecanic al unei maşini este determinat în special de calitatea si precizia

zonelor prin care se asigurǎ contactul dintre arbore sau osie şi lagǎrul conjugat. Rezultǎ deci

obligaţia asigurǎrii unei calitǎţi deosebite a acestor piese.

Marea diversitate a maşinilor şi mecanismelor necesitǎ arbori şi lagǎre deosebit de variate,

de la o bucşǎ simplǎ pânǎ la forme deosebit de complicate.

Proiectul a fost împǎrţit în cinci capitole si anexe ce cuprind : argumentul, osii şi arbori, clasificarea

osiilor şi arborilor, elemente constructive, asamblarea osiilor şi a arborilor.

Proiectul se încheie cu noţiuni privind tehnica securitǎţii muncii la asamblare , precum şi

bibliografia folositǎ la întocmirea proiectului.

2

Cap. 2. Osii şi arbori

2.1. Caracterizare şi rol funcţionalOsiile şi arborii sunt organe de maşini care au rolul de a susţine alte elemente, aflate în

mişcare de rotaţie, în oscilaţie sau în repaus, care contribuie la transmiterea mişcării de rotaţie. În

principiu, osiile şi arborii fac legătura cu alte elemente de la care primesc, respectiv la care transmit

mişcarea de rotaţie. Deosebirea dintre cele două organe de maşini, osii şi arbori, este funcţională.

Arborii sunt organe de maşini cu mişcare de rotaţie destinate să susţină alte organe de

maşini (roţi dinţate, roţi de lanţ, roţi de curea, semicuplaje etc.) în mişcare de rotaţie şi să transmită

momente de torsiune în lungul axei lor.

Arborii se rotesc în jurul axei lor geometrice şi transmit mişcarea de rotaţie organelor de

maşini fixate pe aceştia. Sub efectul mişcării de rotaţie, transmit momente de torsiune fiind solicitaţi

în primul rând la torsiune. Poate să apară şi solicitarea de încovoiere sub efectul greutăţii proprii

precum şi a roţilor montate pe ei.

Părţile principale ale arborilor sunt: fusurile, care se sprijină în lagăre - zone care preiau

sarcinile din arbore; zonele de calare pe care se fixează roţile pentru transmiterea mişcării şi

tronsoanele intermediare, de legătură între celelalte părţi.

Osiile sunt organe de maşini cu mişcare de rotaţie sau fixe destinate numai susţinerii unor

organe de maşini în mişcare de rotaţie. Osiile nu transmit momente de torsiune, ci sunt solicitate

numai la încovoiere.

2.2. Părţile componente

Părţile componente ale unui arbore sunt (fig. 1): corpul arborelui (a);

porţiunile de calare (b);

porţiunile de reazem (c) numite şi fusurile arborelui.

Arborii şi osiile au şi rolul de a prelua forţele de la organele de maşini montate pe acestea şi

de a le transmite reazemelor (lagăre cu rostogolire sau cu alunecare).

3

Fig. 1 Părţile componente ale unui arbore

În fig.2 este prezentat subansamblul unui arbore de reductor de turaţie care transmite puterea

P la o turaţie n. Subansamblul este format din: arborele 1 pe care este montată roata dinţată 2 şi

semicuplajul 3. Transmiterea momentului de răsucire fiind asigurată de asamblările cu pană paralelă

4 şi 5. Poziţia axială a roţii dinţate pe arbore este asigurată de bucşa distanţieră 6. Arborele este

rezemat în carcasa 7 prin intermediul rulmenţilor 8. Etanşeitatea carcasei este asigurată de capacele

9 şi 10 (care au rol şi de fixare axială a arborelui) prevăzute cu garniturile 11 şi fixate de carcasă cu

asamblările filetate 12, 13. Pentru etanşarea subansamblului, faţă de capacul de trecere 10, este

prevăzut siemeringul 14.

Fig.2 Arborele drept

Deci arborii suntsolicitaţi simultan la torsiune (de cătremomentul de torsiune transmis) şi

la încovoiere (de către forţele introduse depiesele susţinute).

Osiile au numai rolul de a susţine alte elemente (organe) de maşini aflate în mişcare de

rotaţie (continuă sau alternantă), fără să transmită momente de torsiune.

Osiile pot fi rotitoare sau fixe.

4

Fig. 3 Tipuri de osii drepte

în fig. 3 a. este prezentat subansamblul unei osii rotitoare format din: osia rotitoare 1 pe care

este montată, prin intermediul penei paralele 4, roata de vagonet 2 care rulează pe şina 3.

Poziţia axială a roţii pe osie este asigurată de bucşa distanţieră 7. Subansablul osiei este

rezemat în carcasa 5 prin intermediul lagărelor cu alunecare 6;

în fig. 3 b. este prezentat subansamblul unei osii fixe format din: osia fixă 1 pe care este

montată, prin intermediul lagărului cu alunecare 4, rola de scripete 2 pe care este înfăşurat

cablul 3. Subansablul osie-rolă este rezemat în carcasa 5, rotirea osiei fiind blocată de

sistemul de blocare 6.

Porţiunile de calare sunt zonele pe care se montează organele de maşini susţinute de arbore.

Acestea se pot executa cu suprafeţe cilindrice sau conice. Cele mai utilizate sunt porţiunile de

calare cu suprafaţă cilindrică, mai uşor de prelucrat. Suprafeţele conice se utilizează pentru

porţiunile de calare pe care au loc montări şi demontări frecvente ale organele de maşini susţinute

de arbore (roţi de schimb etc.) şi când se impune o centrare foarte precisă a acestora.

Porţiunile de reazem (fusurile) sunt zonele de sprijin ale arborelui în lagărele cu rostogolire

sau cu alunecare. De regulă, acestea sunt dispuse în apropierea capetelor arborilor şi pot fi executate

cu suprafeţe cilindrice, conice sau sferice.

Pentru lagărele cu rostogolire, fusurile se execută cilindrice relativ scurte – în cazul montării

unui singur rulment cu corpurile de rostogolire dispuse pe un rând, sau mai lungi – în cazul montării

a doi rulmenţi sau a unui rulment având corpurile de rostogolire dispuse pe două sau mai multe

rânduri. Diametrele acestor fusuri se aleg după diametrul interior al rulmentului. Uneori, fusurile

5

arborelui se execută conice având conicitatea egală cu cea a alezajului rulmenţilor oscilanţi cu bile

sau cu role butoi, rumenţilor cu role cilindrice de mărime mare etc.

Pentru lagărele cu alunecare, fusurile se execută cilindrice, conice sau sferice, cele mai

utilizate fiind fusurile cilindrice care au diametrul mai mic decât al treptei alăturate, pentru

simplificarea montajului şi pentru obţinerea de umeri de sprijin pentru fixarea axială a lagărelor.

Fusurile conice se folosesc pentru a avea posibilitatea reglării jocului din lagăr – prin deplasarea

axială a arborelui – iar cele sferice doar în cazul unor arbori elastici, cu deformaţii de încovoiere

foarte mari.

2.3. Domeniile de utilizareDomeniile de utilizare a osiilor şi a arborilor sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1

Nr.

crt.Denumire Utilizare

1. osii la construcţia dispozitivelor de ridicat, la construcţia vehiculelor rutiere şi

feroviare, la articulaţiile cilindrice, în construcţia mecanismelor cu pârghii

2. arbori drepţi la construcţia turbinelor cu aburi, la turbinele hidraulice, pompe,

compresoare, motoare, generatoare, maşini-unelte, construcţia de aparate

3. arbori cotiţi la construcţia motoarelor cu ardere internă, a maşinilor cu aburi, cu piston,

a preselor cu manivelă, a maşinilor agricole

Domeniile de folosire a arborilor drepti se refera la: reductoarele de turaţie de uz general,

ansamblele transmisiei automobilelor şi tractoarelor (cutii de viteze, cutii de distribuţie, reductoare

de turaţie, prize de putere etc.), utilajele tehnologice, arborii principali ai maşinilor unelte etc.

Arborii cotiţi (fig.10, e) se folosesc în construcţia mecanismelor de tip bielă-manivelă,

pentru transformarea mişcării de translaţie în mişcare de rotaţie (la motoarele cu ardere internă) sau

invers (la compresoare, prese, maşini de forjat). Aceştia au doua sau mai multe fusuri paliere,

6

dispuse pe lungimea arborelui, pentru a asigura o rigiditate mare construcţiei şi unul sau mai multe

fusuri manetoane, de legătură cu biela (bielele mecanismului). Arborii cotiţi sunt prevăzuţi cu

contragreutăţi, pentru echilibrarea statică şi dinamică, construcţia şi calculul lor fiind specifice

domeniului de utilizare.

Arborii flexibili (fig.10, f, g si h) formează o grupă specială de arbori, la care axa

geometrică are o formă variabilă în timp. Aceştia se folosesc pentru transmiterea momentelor de

torsiune între subansamble care îşi schimbă poziţia relativă în timpul funcţionării. Sunt

confectionaţi din câteva straturi de sârma, înfaşurate strâns şi în sensuri diferite, sensul de înfăşurare

al ultimului strat fiind invers sensului de rotaţie al arborelui, pentru a realiza, în timpul transmiterii

miscării, strângerea straturilor interioare de către stratul exterior (fig.10, f). Pentru protecţia

arborelui împotriva deteriorării şi a murdăriei şi pentru menţinerea unsorii consistente între spire,

arborele elastic se introduce într-o manta metalică (fig.10, g) sau se executată din ţesătura

cauciucată (fig.10, h).

Arborele flexibil se racordează la elementele între care se transmite mişcarea cu ajutorul

armăturilor de capăt.

Osiile (fig.10, i si j) sunt de doua feluri: rotitoare şi fixe. Osiile rotitoare au, în general, axa

geometrică şi secţiunea constantă sau aproape constantă pe toată lungimea (fig.10, j – osia de la

vagoanele de cale ferată). Osiile fixe au axa geometrică dreaptă sau crubată şi se întâlnesc la punţile

nemotoare ale automobilelor.

Principalele domenii de folosire a arborilor drepţi sunt: reductoarele de turaţii cu axe fixe,

transmisiile automobilelor, tractoarelor, maşinilor agricole, utilaje tehnologice, maşinilor unelte,

toate transmisiile cu angrenaje etc.

Cap 3. Clasificarea osiilor şi arborilor Clasificarea osiilor şi a arboriilor poate fi făcută după diferite criterii: formă, condiţii de

funcţionare, considerente de calcul legate de modul de încărcare.

Osiile drepte reprezintă cazul general, cu utilizarea cea mai largă: vagoane, maşini şi

aparate de ridicat etc. Osiile curbate sunt un caz particular, întâlnit de exemplu la autovehicule.

Găurirea osiilor ca şi a arborilor se face în scopul reducerii greutăţii. În ipoteza că diametrul

găurii este jumatate din diametrul exterior , reducerea de greutate este de 25%, pe când pierderea de

rezistenţă la încovoiere, numai de 6,26%.

Osia fixă are numai rolul de a susţine un alt organ de rotaţie, fără a se învarti cu el.

7

Osiile fixe pot fi cu axa geometrică dreaptă (fig. 4, a) sau curbată şi se întâlnesc la maşini de

ridicat, la susţinerea roţilor intermediare, respectiv la

punţile nemotoare ale autovehiculelor.

Osiile rotitoare (fig. 4 b) au, de regulă, axa geometrică dreaptă şi secţiunea aproape constantă pe

toată lungimea şi se rotesc împreună cu organele de maşini susţinute. Se întâlnesc, cu precădere, la

vagoanele de cale ferată.

Osiile care sustin roţile automobilelor sau vechiculelor cu tracţiune animală sint de asemenea fixe.

Osia rotativă se învârteşte odată cu roata solidarizată cu ea. Un exemplu din această

categorie este osia vagonului.

Arborii drepţi sunt frecvent utilizaţi în

transmisiile mecanice, secţiunea transversală a

acestora, pe lungime, putând fi constantă (fig.5,

a) sau variabilă (fig. 5, b…d), depinzând de

repartiţia sarcinilor (momente de torsiune,

momente de încovoiere, forţe axiale etc.) în

lungul axei lor şi de tehnologia de execuţie şi

de montaj aleasă.

8

a

b

Fig. 4 Osii

a

b

c

dFig. 5 Arbori drepţi

Arborii cu secţiune constantă se utilizează când suntsolicitaţi numai la torsiune, momentul

de torsiune fiind constant pe întreaga lungime a arborelui. Când arborii suntsolicitaţi la torsiune şi

încovoiere, se utilizează secţiunea variabilă în trepte, aceasta asigurând următoarele avantaje:

apropierea arborelui de o grindă de egală rezistenţă la încovoiere, prezenţa unor umeri de sprijin

pentru fixarea axială a organelor de maşini susţinute, montajul uşor al acestor organe de maşini fără

deteriorarea altor suprafeţe ale arborelui. În cazul arborilor de dimensiuni mari, unele trepte de

trecere se execută conice, arborele apropiindu-se şi mai mult de o grindă de egală rezistenţă la

încovoiere,

Arborii netezi (fig. 5, b) se folosesc în construcţia reductoarelor, iar arborii canelaţi (fig. 5,

c) se folosesc în construcţia cutiilor de viteze, a cutiilor de distribuţie, a diferenţialelor

autovehiculelor etc.

Arborii tubulari (fig. 5, d) se folosesc când se impun condiţii severe de greutate (când

diametrul interior al arborelui tubular este jumătate din cel exterior, greutatea acestuia se

micşorează cu 25%, iar rezistenţa la încovoiere cu numai 6,25%) sau atunci când este necesară

trecerea prin arbore a unui alt arbore (exemple: arborii coaxiali ai unor cutii de viteze planetare;

arborii cutiilor de viteze cu axe fixe ale unor tractoare prin interiorul cărora trece arborele prizei de

putere).

Clasificarea arborilor şi osiilor, pe baza principalelor criterii de clasificare, este prezentată în

tabelul 2

Tabelul 2

Criteriul de clasificare Tipul arborilor

Forma axei geometrice Arbori drepţi Arbori cotiţi Arbori flexibili

Destinaţia Arbori de transmisieArbori principali ai maşinilor

unelte

Secţiunea arborelui pe

lungime

Arbori cu secţiune

constantă

Arbori cu secţiune variabilă în

trepte

Forma secţiunii transversale Arbori cu secţiune plină Arbori cu secţiune tubulară

Forma suprafeţei exterioare Arbori netezi Arbori canelaţi

Rigiditatea Arbori rigizi Arbori elastici

Numărul reazemelorArbori static determinaţi

(cu două reazeme)

Arbori static nedeterminaţi

(cu mai mult de două reazeme)

9

Poziţia axei geometrice Arbori orizontali Arbori înclinaţi Arbori verticali

Criteriul de clasificare Tipul osiilor

Natura mişcării Osii fixe Osii rotitoare

Forma axei geometrice Osii drepte Osii curbate

Forma secţiunii transversale Osii cu secţiunea plină Osii cu secţiunea tubulară

Numărul reazemelorOsii static determinate

(cu două reazeme)

Osii static nedeterminate

(cu mai mult de două reazeme)

Poziţia axei geometrice Osii orizontale Osii înclinate sau verticale

Observaţie: Cu caractere aldine s-au notat arborii şi osiile care vor fi tratate în acest curs

Cap. 4. Elemente constructiveOsiile şi în special arborii fac parte din organele de maşini tipice pentru care forma are

influenţă hotărâtoarea asupra costului de execuţie , rezistenţei şi comportării în exploatare:

a) Secţiunea poate fii plină sau inelară. Arbori tubularii sunt folosiţi pentru solicitări mari

când se urmăreşte totodată micşorarea greutăţi. Golul interior mai poate fi impus de necesitatea

treceri altor piese.

Fig.6

b) Variaţia diametrelor aduce economie de greutate, dar scumpeşte manopera. Diferenţele de

diametre uşureaza montajul pieselor pe arbore şi se servesc la limitarea deplasări lor axiale.

Figura 6 arată enorma economie de material ce se poate face prin justa alegere a formei într-

un caz dat : de la greutatea de 430 kg a arborelui cu secţiune plină şi diametru constant, se ajunge la

130 kg daca se ia ca bază solidul de egală rezistenţă, gol în interior. Costul de prelucrare este

desigur mai ridicat. Există întotdeauna o limită optimă spre care trebuie să tindă proiectantul 10

căutând să realizeze un echilibru între economia realizată prin micşorarea cosumului de material şi

creşterea costului de execuţie.

c) fixare organelor pe arbore.Canalele de pană duc la o slăbire a arborelui, micşorându-i

sensibil rezistenţa la oboseală din studiul anterior , sa văzut că trebuie dată atenţie nu numai formei

canalului – de exemplu rotunjirilor colţurilor – da şi de calajul lor când se prevăd mai multe. Prin

îngroşarea arborelui pe porţiunile în contact cu pana, se micşorează efectul ei defavorabil asupra

arborelui şi , în acelaşi timp, se uşurează montajul.

Fig.7

Fixările prin strângere, încarcă puternic arborele, dând naştere la concentrări de tensiune

periculoase pentru comportarea la oboselă în special în zonele de contact cu marginile butucului.

Efectul dăunător se poate micşora fie prin mărirea elasticităţii butucului(fig 7 a,b) prevăzându-se

conicităţi sau scobi, fie prin rotunjiri mari ale marginilor lor(fig 7 c) asigurându-se astfel o creştere

treptată a presiunii de contact. Aceste măsuri sunt recomandabile şi la fixarea prin pene.

Solidarizarea organelor montate pe arbore, în sens axial, se realizează prin presarea lor

contra unor umeri, cu care sunt prevăzuţi arborii, sau prin diferenţierea diametrelor. Pentru

micşorarea efectelor de crestătură, trecerile dintre diametre trebuie făcute, prin racordări mari.

Fig.8 a-d arată diferite modalităţi constructive pentru o bună rezemare a roţilor sau a

cuplajelor.

În forma obişnuită, marginea găuri roţii este teşită la 45o spre a se asigura contactul axial pe

umăr (fig 8,a) Dacă înalţimea de contact lateral (h-r) devine prea mică, pentru a se asigura totuşi o

racordare suficientă la saltul de diametre, se recurge la executarea unui gâtuiri late, care serveşte

totodată şi ca scapără pentru piatra de rectificat(fig.8,b).

11

Fig.8

Soluţia din fig.8 d este cea mai bună din punct de vedere al comportării la oboseală,

deoarece descarcă sensibil arborele de concentrări de tensine la racordări mici. Sprijinirea arborelui

la lagăre şi fixarea lui în direcţia axială se face pe fusuri , realizate prin sprijinirea locală la un

diametru mai mic prin umeri dintr-o bucată cu arbore, sau prin inele independente fixate pe arbore.

Fig.9.

Fixarea arborelui în sens axial se face într-un singur loc, pentru a nu împiedica libera lui

dilatare. Dacă pe arbore se află organe cu poziţia axială fixă, de exemplu roţi dinţate, acel loc este în

imediata lor apropiere. Diametrele porţiunilor de arbore pe care le fixează alte elemente trebuie să

12

se încadreze neapărat în STAS 75-49. Când se succed mai multe suprafeţe de contact, se recomandă

atenţie deosebită la toleranţă.

În exemplu din fig.9, a şi b este montată o roată dinţată pe capatul unui arbore, între o flanşă

şi un lagăr de susţinere. Ambele suprafeţe de contact se prelucrează cu toleranţă. Daca se foloseşte

sistemul arbore unitar, evitarea dificultăţilor de montaj sau chiar a deteriorării pieselor se obţin

printr-un salt de diametre de 2 mm (fig.9 a). În sistemul alezaj unitar, arborele poate rămâne cu

diametrul nominal constant , deoarece uşurinţa trecerii roţii dinţate este asigurată prin diferenţele

rezultate din toleranţele prescrise.(fig.9,b).

După cum se vede în figura 9 c,d, dacă roata dinţată , se află în exteriorul lagărului, soluţia

este inversă.

4.1. Materiale şi tehnologiiAlegerea materialului din care se execută arborii este determinată de: tipul arborelui,

condiţiile de rezistenţă şi rigiditate impuse, modul de rezemare (tipul lagărelor), natura organelor

montate pe arbore (roţi fixe, etc.).

Arborii drepţi şi osiile se execută din oţeluri carbon obişnuite (pentru construcţii) şi din

oţeluri aliate. Oţelurile aliate se folosesc numai în cazuri speciale: când pinionul face corp comun cu

arborele, la arbori puternicsolicitaţi la turaţii înalte, în cazul restricţiilor de gabarit, la osiile

autovehiculelor etc. Se folosesc oţelurile aliate, tratate termic sau termochimic, numai în măsura în

care acest lucru este impus de durata de funcţionare a lagărelor, canelurilor sau a altor suprafeţe

funcţionale.

Pentru arborii drepţi şi pentru osii, se recomandă:

oţeluri de uz general pentru construcţii (OL 42, OL 50, OL 60), pentru arborii şi osiile care

nu necesită tratament termic;

oţeluri carbon de calitate de îmbunatăţire (OLC 45 etc.) şi oţeluri aliate de îmbunătăţire

(40 Cr 10, 41 CrNi 12 etc.), pentru arbori mediusolicitaţi şi durată medie de funcţionare a

fusurilor şi a canelurilor;

oţeluri carbon de calitate de cementare (OLC 15, OLC 20) si oţeluri aliate de cementare

(13 rNi 30 etc.), pentru arbori puternic solicitaţi si pentru arborii care funcţionează la turaţii înalte.

Ca semifabricate, pentru arborii de dimensiuni mici şi medii, se folosesc laminate rotunde, iar

la producţia de serie semifabricate matriţate; pentru arborii de dimensiuni mari se folosesc

semifabricate forjate sau turnate.

Arborii drepţi se prelucrează prin strunjire, suprafeţele fusurilor şi ale canelurilor, urmând să

se rectifice.

Arborii cotiţi şi, în general, arborii grei se execută din fontă cu grafit nodular sau din fontă13

modificată, care conferă arborilor sensibilitate mai redusă la concentratorii de tensiuni, proprietăţi

antifricţiune şi de amortizare a şocurilor şi vibraţiilor, concomitent cu avantajul unor importante

economii de material şi de manoperă; în alte cazuri se poate folosi fonta maleabilă perlitică, fonta

aliată sau oţelul turnat.

Arborii cotiţi se execută prin turnare sau forjare. Semifabricatele forjate se obţin prin forjare

în mai multe treceri şi încalziri, în matriţe închise. Fusurile şi manetoanele se rectifică.

Arborii flexibili se confecţionează din sârma de oţel carbon, cu diametrul de 0,3 ... 3 mm,

trasă la rece. Mantaua arborilor flexibili este metalică, putând fi prevazut şi cu straturi de ţesătură şi

cauciuc. Mantaua metalică se realizează dintr-o platbandă de oţel zincată, cu secţiune profilată,

înfăşurată, fiind etansată cu şnur de bumbac (v. fig 10, g). Mantaua din ţesătura cauciucată este

formată dintr-un arc din bandă de oţel, tratat termic, si dintr-o tresă de bumbac acoperită cu cauciuc

cu inserţii de ţesătură ( fig.10, h).

Fig. 10 Tipuri de arbori

Cap 5. Asamblarea osiilor şi a arborilor

5.1. Criterii de calcul şi etapele proiectării arborilor drepţi

14

În continuare se va trata numai calculul arborilor drepţi, calculul unei osii fiind un caz

particular (moment de răsucire nul).

Ruperea unui arbore duce la distrugerea acestuia şi a altor piese sau chiar a ansamblului.

Deformaţiile osiilor sau a arborilor peste limitele admise constituie una dintre cauzele

supraîncălzirii lagărelor sau a funcţionării necorespunzătoare a unor elemente montate pe arbore, de

exemplu în cazul angrenajelor se modifică repartiţia sarcinii pe dinte.

Vibraţiile subansamblului arbore-piese susţinute la o funcţionare în regim continuu cu o

turaţie apropiată de turaţia critică, periclitează nu numai arborele, dar chiar întregul ansamblu din

care face parte, simultan având loc şi efectul negativ al poluării sonore.

Având în vedere cele precizate mai sus, proiectarea arborilor implică, în succesiunea lor

logică, următoarele etape principale:

a) alegerea materialului

b) predimensionarea, printr-un calcul simplificat impus de ansamblul din care face parte şi de

datele iniţial cunoscute;

c) proiectarea formei, cu considerarea valorilor obţinute la predimensionare, a modului de

rezemare, a pieselor susţinute, a modului de asamblare a acestora pe arbore etc.;

d) verificarea formei predimensionate:

la solicitări compuse (dacă predimensionarea a fost făcută la răsucire),

la oboseală,

la vibraţii,

la deformaţii,

e) definitivarea formei constructive

5.2. Asamblarea arborilor si osiilor

Asamblarea osiilor

Osiile se fixează prin presare, pene sau şuruburi şi transmit lagărelor în care sunt fixate

forţele transversale primite de la organele de maşini pe care le susţin

Asamblarea arborilor drepţi

Pentru montarea arborilor drepţi, trebuie parcurse următoarele etape:

pregătirea arborilor şi a cuzineţilor pentru montaj;

montarea propriu-zisă;

verificarea operaţiei de montare.

15

1. Pregătirea pentru montaj.

Operaţia constă în verificarea fusurilor, a părţilor de calare, a canalelor de pene, a

canelurilor şi a altor prelucrări ale arborilor. Suprafeţele verificate trebuie să fie netede, fără

zgârieturi sau urme de lovituri şi necorodate.

Prin ajustare fină, folosind o pânză abrazivă, sunt îndepărtate bavurile, zgârieturile şi petele

de rugină.

Operaţia nu este recomandată arborilor care au fost supuşi unor tratamente de suprafaţă, nici

celor cu acoperiri care prezintă pericolul de a fi îndepărtate.

Trebuie acordată o deosebită atenţie axei de simetrie a arborelui, mai ales în situaţia în care

pe acesta sunt fixate roţi dinţate, deoarece deformaţiile pronunţate pot provoca o lipsă de paralelism

între axele ce susţin roţile ce angrenează. Lipsa de paralelism a axelor roţilor aflate în angrenare

conduce la neuniformitatea presiunii pe flancurile dinţilor.

2. Montarea arborilor.

Osiile fixe se montează cu ajustaj cu strângere, prin presare în locaşul de susţinere. Pentru

aceasta, se foloseşte un dorn, asupra căruia se aplică lovituri de ciocan. Montarea se mai poate face

prin presare, folosind dispozitive speciale.

După realizarea montajului, este necesară asigurarea asamblării prin folosirea ştifturilor,

cuielor spintecate sau a plăcuţelor de fixare.

Pentru osiile care au mişcare de rotaţie în cuzineţi, montajul se face cu joc, dar este necesară

asigurarea împotriva deplasării axiale. În acest scop, fie se folosesc inele elastice sau inele de

reglare, fie osiile sunt executate cu umeri.

Înainte de montarea arborilor, se fac următoarele verificări:

se controlează coaxialitatea lagărelor;

se verifică arborii, din punct de vedere dimensional;

se verifică rectiliniaritatea arborilor şi defectele de prelucrare;

se controlează suprafeţele fusurilor şi ale pivoţilor;

se controlează duritatea fusurilor.

Operaţia de montaj începe cu ajustarea cuzineţilor după fusurile arborilor. Pentru aceasta,

fusurile se şterg cu o cârpă moale şi se acoperă cu un strat subţire de vopsea. Se aşează arborele în

lagăre cu toate fusurile deodată, se montează capacele lagărelor la locurile lor şi se roteşte uşor

arborele, pentru ca vopseaua de pe fusuri să lase urme pe cuzinet. Apoi se demontează capacele

lagărelor, se scoate arborele şi se ajustează cuzinetul, îndepărtându-se urmele de vopsea.

Operaţia se repetă, până când se consideră că suprafaţa petelor de vopsea corespunde

recomandărilor tehnologice din desenul de asamblare. În final, se fixează capacele lagărelor şi se

asigură şuruburile de fixare împotriva autodeşurubării. 16

3. Verificarea montajului arborilor.

Această operaţie se face odată cu efectuarea probelor de funcţionare a maşinii. Un indicator

al bunei funcţionări a acestui tip de ansamblu este temperatura de lucru, care nu trebuie să

depăşească 65 °C.

Asamblarea arborilor cotiţi cuprinde aceleaşi faze ca şi la arborii drepţi, şi anume:

pregătirea operaţiei de montare;

montarea propriu-zisă;

verificarea operaţiei de montare.

1. Pregătirea pentru montaj.

În această etapă, se verifică aspectul fizic al fusurilor, care trebuie să fie lipsite de urme de

lovituri şi coroziune. Canalele de ungere trebuie să fie în perfectă stare.

Precizia de execuţie se determină folosind micrometre, comparatoare şi dispozitive special

concepute în acest scop.

Cuzineţii se verifică din punctul de vedere al stării suprafeţelor, din punct de vedere

dimensional, dar şi din cel al aderării fusurilor la suprafaţa cuzineţilor. Suprafaţa de aderare trebuie

să aibă o repartiţie uniformă şi să reprezinte aproximativ 70% din suprafaţa cuzinetului.

Verificarea se face cu vopsea, în mod asemănător celei aplicate arborilor drepţi.

2. Montarea arborilor

Constă în aşezarea şi ajustarea arborilor cotiţi în lagăre. Ajustarea fiecărui lagăr se face

individual, asemănător arborilor drepţi.

O metodă de montaj al acestor arbori este cea a încălzirii prin frecare. Diametrele lagărelor

pot fi cu 0,1 mm până la 0,15 mm mai mici decât diametrele fusurilor. Se aşează arborele în lagăr şi

apoi, după strângerea piuliţelor, se roteşte arborele, folosind un dispozitiv special, după ce în lagăr a

fost turnat ulei din abundenţă.

Din cauza presiunii mari de contact şi a frecării, lagărele încep să scoată fum. Se întrerupe

rotirea şi se lasă să se răcească lagărul. Procedeul se repetă, până când lagărele nu se mai încălzesc

şi arborele se poate roti uşor cu mâna.

Se demontează apoi lagărul, se curăţă lagărele, se spală piesele cu petrol lampant şi se

execută montarea finală, după uscarea pieselor.

Se ţine seama ca la montaj să existe un joc, care să permită ungerea corespunzătoare,

conform prescripţiilor din documentaţia tehnică.

3. Verificarea montajului arborelui

Se realizează odată cu proba de funcţionare a maşinii, ţinându-se seama de faptul că arborele

nu trebuie să se încălzească peste 60-70 °C şi nici să aibă o bătaie radială.

17

Asamblarea arborilor din mai

multe bucăţi

Majoritatea ansamblurilor

din maşini şi utilaje se realizează

prin montarea mai multor unităţi,

având arbori de intrare şi de

ieşire. De aceea, este necesară

utilizarea cuplajelor, care au rol

de transmitere a momentelor de torsiune între doi arbori coaxiali. Din punctul de vedere al erorilor

de coaxialitate, permise la montaj, cuplajele se împart în:

cuplaje care nu permit erori de coaxialitate (cuplaje fixe, cu flanşe, cu bolţuri);

cuplaje care permit mici neconcordanţe de coaxialitate (1-5°) la montare (cuplaje cu

dinţi, cuplaje cardanice, cuplaje elastice).

De obicei, arborii drepţi se asamblează folosind cuplaje rigide. Pentru transmiterea unor

cupluri mici sau pentru dimensiunile mici ale arborilor, se folosesc cuplaje cilindrice cu ştifturi sau

cu pană (Fig. 11.).

Fig. 11. Îmbinarea arborilor prin cuplaje rigide:

a - cuplaj cilindric cu ştift;

b - cuplaj cilindric cu pană

1,2- arbori;

3 - manşon;

4 - ştift

Pentru montare, cele două părţi ale arborelui se fixează în prelungire, cu ajutorul unor

prisme, având înălţime reglabilă. Cuplajul se fixează în manşon, în sens radial, cu un şurub, de unul

din tronsoane. Celălalt tronson se poate deplasa în direcţia axială, pentru a compensa dilataţiile

termice apărute în timpul funcţionării. Pentru montaj, se pot folosi ciocane cu cap moale, iar în

situaţia în care ajustajul este aderent la diametrul de centrare al canelurilor, manşonul va fi încălzit

în ulei fierbinte, înainte de montaj.

Arborii drepţi care transmit cupluri mijlocii fără şocuri se asamblează prin presare cu con

(Fig. 12.).

18

Fig. 12. Arbori drepţi asamblaţi cu con Fig. 13. Cuplaje cu flanşe

Corpul cuplajului este format din două bucăţi construite din fontă, strângerea realizându-se

cu inele de oţel. Strângerea este corespunzătoare dacă loviturile de ciocan aplicate pe inelele de

strângere au aceeaşi rezistenţă cu a materialului.

Dacă fusurile arborilor şi alezajul cuplajului sunt prevăzute cu canale de pană, ele pot fi

folosite şi pentru transmiterea cuplurilor mari.

Pentru transmiterea momentelor mari, asamblarea se face folosind cuplaje cu flanşe (Fig.

13.), la care centrarea se face cu bordură de centrare sau cu inele de centrare. După centrare,

ansamblul se fixează cu şuruburi, asigurându-se împotriva deşurubării.

Partile cu care arborii si osiile rotative se reazema in lagare se numesc fusuri, forma acestora

putand fi cilindrica, tronconica sau sferica.

Fusurile pot fi dispuse pe extremitatile sau pe o portiune intermediara a arborilor sau a

osiilor. In mod obisnuit, denumirea de fus se acorda acelor fusuri care sunt incarcate radial (fusuri

radiale). Daca sarcina se aplica axial, fusul poarta denumirea de pivot (fus axial).

Lagarele sunt organe de maşini pe care se reazema fusurile.

Rotatia in jurul axei comune a unuia din cele doua organe de maşini – fus si lagar – aduce

dupa sine o miscare relativa intre ele, care poate fi realizata direct, prin alunecare, sau indirect, prin

rostogolirea unor corpuri de revolutie intermediare.

In primul caz lagarul se numeste lagar cu alunecare, iar in cel de-al doilea, lagar cu

rostogolire (rulment).

19

ANEXEAnexa 1. Osii

osii fixe, care sunt reazeme pentru elementele care se rotesc pe ele (Fig. 1, a); osii mobile, care se rotesc în reazeme împreună cu elementele fixate pe ele (Fig. 1, b).

Anexa 2. Tipul si reprezentarea arborilor

20

Anexa 3. Arborele motor

21

1- capatul (fusul) anterior2- fusurile paliere

3- fusurile manetoane

4- bratele manetoane, pentru legatura dintre fusuri

5- masele de echilibrare

6- capatul posterior

7- flansa de fixare a volantului

8- canal pentru pana

22

9- locasul pentru arborele primar al CV

10- cuzinetii

11- biela

Anexa 4. Schema de clasificare a osiilor si arborilor

23

SĂNĂTATEA ŞI SECURITATEA MUNCII

24

Pentru imbunatatirea conditiilor de munca si inlaturarea cauzelor care pot provoca accidente

de munca si imbolnaviri profesionale trebuie luate o serie de masurari sarcini ce revin atat

conducatorului localului de munca dar si lucratorului. Acestea sunt :

asigurarea iluminatului, incalziri si ventilatie in atelier;

masinile si instalatiile sa fie echipate cu instructiuni de folosire;

sa fie asigurata legarea la pamant si la nul a tuturor masinilor actionate electric;

masinile sa fie echipate cu ecrane de protectie conform normelor de proiectie a muncii;

atelierele sa fie echipate in locuri vizibile cu mijloace de combatere a incendiilor

atelierul sa fie dotat cu mijloace de ridica pentru manipularea pieselor mai mari de 20 kg

muncitorii sa poarte echipament bine ajustat pe corp cu manecile incheiate iar parul sa fie

acoperit sau legat

inainte de inceperea lucrului va fi controlata starea masinilor, a dispozitivelor de pornire-

oprire si inversare a sensului de miscare

se va verifica inaintea lucrului daca atmosfera nu este incarcata cu vapori de benzina sau alte

gaze inflamabile sau toxice

la terminarea lucrului se deconecteaza legaturile electrice de la prize, masinile vor fi oprite,

sculele se vor aseza la locul lor iar materialele si piesele vor fi stivuite in locuri indicate

muncitorii nu se vor spala pe maini cu emulsie de racire si nu se vor sterge pe maini cu

bumbacul utilizat la curatirea masinii. Daca pentru spalarea mainilor a fost necesara

utilizarea produselor usor inflamabile se vor folosi imediat apa si sapun

cicanele trebuie sa aiba cozi de lemn de esenta tare, fara noduri sau crapaturi; este interzis

lucrul cu ciocanele, nicovalele care au fisuri, stirbituri, sparturi sau deformari in forma de

floare

La folosirea trasatoarelor se cere atentie pentru a nu produce intepaturi iar dupa utilizare vor

fi asezate in truse speciale.

Echipamentul individual de protecţie reprezintǎ mijloacele cu care este dotat fiecare

participant în procesul de muncǎ şi constituie un element important împotriva factorilor de risc.

Alegerea echipamentului individual de protecţie se face în funcţie de riscuri, alegându-se

tipul, aplicându-se anumite standarde şi folosind marcaje.

Prevenirea accidentelor de muncǎ şi a bolilor profesionale se face prin introducerea pe piaţǎ

doar a acelor echipamente individuale de protecţie care menţin sǎnǎtatea şi care asigurǎ securitatea

utilizatorilor, fǎrǎ a aduce atingere sǎnǎtǎţii sau securitǎţii altor persoane, animale domestice ori

bunuri, atunci când sunt întreţinute adecvat şi utilizate conform scopului urmǎrit.

25

BIBLIOGRAFIE

1. ”SISTEME DE TRANSMITERE A MISCǍRII” - Aurel Ciocîrlea-Vasilescu, Mariana

Constantin ; Manual pentru Clasa XI-a, ruta directǎ, a XII-a, ruta progresivǎ ; Editura CD

PRESS, 2007 ;

2. ”ORGANE DE MAŞINI ŞI MECANISME” - dr. Ing. Victor Dobrotǎ ; Manual pentru licee

industriale ; Editura didacticǎ şi pedagogica, R. A. Bucureşti, 1993;

3. ”DESEN TEHNIC DE SPECIALITATE” – Gheorghe Husein; Manual pentru licee

industriale; Editura didacticǎ şi pedagogica, R. A. Bucureşti, 1993;

4. ”ÎNDRUMĂTOR PENTRU RIDICAREA CALIFICĂRII LĂCĂTUŞILOR DE

COSTRUCŢII DE MAŞINI” V. Rǎducu; Editura Tehnicǎ, Bucureşti, 1985.

26