Proiect Arbori Si Osii

8/22/2019 Proiect Arbori Si Osii

1/22

- PROIECT -DE CERTIFICARE A COMPETENELOR

PROFESIONALENIVEL 3

TEMA :

NDRUMTOR:CANDIDAT:

- 2013 -


2/22

C U P R I N S

ARGUMENT.............................................................................................................................31.CONSTRUCTIA ARBORILOR SI OSIILOR.......................................................................6

1.1. Definitia, clasificarea si descrierea arborilor si osiilor...................................................61.2.1. Arborii drepi .........................................................................................................71.2.3. Arborii netezi ........................................................................................................8

1.2.4. Arborii tubulari ......................................................................................................81.2. Materiale pentru executarea arborilor............................................................................8

2. TEHNOLOGIA DE MONTARE A ARBORILOR..............................................................92.1. Montarea arborilor drepti ..............................................................................................9

3. CALCULUL ARBORILOR SI OSIILOR...........................................................................123.1. Solicitrile arborilor ....................................................................................................123.2. Calculul de rezisten al arborilor................................................................................13

3.2.1. Calculul de predimensionare.................................................................................133.2.2. Calculul la solicitri compuse..............................................................................14

3.2.3. Verificarea la solicitri variabile...........................................................................184. REPARAREA SI INLOCUIREA ARBORILOR................................................................205. PROTECTIA SI SECURITATEA MUNCII LA EXECUTIA ARBORILOR...................21BIBLIOGRAFIE......................................................................................................................22

Tabel 1.......................................................................................................................................7Tabel 2.....................................................................................................................................12

Figura 1 Partile componente ale unui arbore.............................................................................6Figura 2 Tipuri de arbori drepti.................................................................................................7Figura 3 Osii..............................................................................................................................8Figura 4 Montarea fusurilor in lagare......................................................................................10Figura 5 Montarea unui arbore................................................................................................10Figura 6 Variaia tensiunilor de ncovoiere datorit rotaiei arborelui....................................12Figura 7 Arbore organe de maini susinere.........................................................................14Figura 8 Schema de calcul la solicitri compuse.....................................................................16

2


3/22

ARGUMENTIntocmirea proiectului ajuta la formarea capacitatii de folosire a

informatiilor de catre viitorii absolventi pentru integrarea lor in activitatilepractice din industrie.Proiectul este o activitate complex de nvare care se preteaz foarte bine a fifolosit i ca instrument de evaluare, att formativ, ct i sumativ.

Etapele parcurse pentru realizarea acestui proiect sunt:1. Alegerea temei;2. Planificarea activitii:

- Stabilirea obiectivelor proiectului;

- Alegerea subiectului n cadrul temei proiectului- Identificarea surselor de informare (manuale, proiecte mai vechi, cri de labibliotec, internet, persoane specializate n domeniul respectiv, etc.);

3. Cercetarea propriu-zis.4. Realizarea materialelor.5. Editarea proiectului proiectului

Tema proiectului este:

CONSTRUCTIA SI CALCULUL ARBORILOR SI OSIILOR

Proiectul de fata este o activitate individual si urmareste realizarea unui

ansamblu coordonat de cunostiinte necesare priceperii corecte a tehnologieiconstructive si de calcul a organelor de masini tip arbori si osii.

Informarea in problemele tehnice si economice (componentestructurale si functionale ale societatii), are rolul de a pregatii procese decunoastere, de catre elevi, a acestui important segment al programuluide educatie. Prin aceasta, elevul, dar nu numai el, poate sa contribuie lamodelarea insusirilor specifice calitatii intelectuale.

Arborii si osile, organe de masini folosite foarte des in industria constructoarede masini si nu numai, au fost studiate la mai multe module de specialitate:

Desen tehnic industrial-(reprezentarea organelor de masini)

Mecanica aplicataOrgane de masiniSisteme de transmiterea miscarii

Asamblari mecaniceStudiul acestor module conduc la dobandirea competentelor generale si specifice1. Utilizarea noiunilor, simbolurilor i unitilor de msur n definirea solicitrilor i

deducerea formulelor de calcul.SOLICITRI MECANICE Tensiuni, deformaii (definire, legea lui Hooke, relaii ntre ele, simboluri, uniti de

msur).3


4/22

Solicitri mecanice simple: ntindere, compresiune, forfecare, ncovoiere, rsucire(definire, utilizarea relaiilor matematice ntre mrimile care definesc solicitrilesimple, exemplificarea pe corpuri i sisteme tehnice concrete).

Solicitri mecanice compuse (clasificare, definire, exemplificare).13.1. Analizeaz rolul funcional al organelor de maini din cadrul transmisiilormecanice

Consultand biografia recomandata de catre profesorul indrumator , precum sialte carti de specialitate am sintetizat aspectele principale si alte caracteristici aleconstructiei si calculul osiilor si arborilor , pentru realizarea continutului proiectului.Continutul proiectului este structurat in cinci capitole :1. CONSTRUCTIA ARBORILOR SI OSIILOR ........ Error: Reference source not found2. TEHNOLOGIA DE MONTARE A ARBORILOR ..Error: Reference source not found3. CALCULUL ARBORILOR SI OSIILOR ............... Error: Reference source not found4. REPARAREA SI INLOCUIREA ARBORILOR .. ..Error: Reference source not found5. PROTECTIA SI SECURITATEA MUNCII LA EXECUTIA ARBORILOR .........Error:Reference source not found

In primul capitol sunt tratate notiuni definitorii, clasificari si tipuri de arbori si osii.S-au detaliat partile componente ale unui arbore drept, rolul functional al arborilor siosiilor. Sunt executate desene in care sunt reprezentati arborii si osiile. Suntprezentate materialele din care sunt executati arborii si osiile.

In capitolul 2 sunt prezentate tehnologiile de montare ale arborilor drepti siosiilor. Sunt executate desene in care sunt reprezentate diferite moduri de montarea arborilor pe roti de curea , roti dintate sau rulmenti.

Capitolul 3, cu un rol foarte important in alegerea si dimensionarea arborilor siosiilor cuprinde calculul dimensional si de verificare. Acest capitol este structurat indoua subcapitole, iar cel de-al 2-lea subcapitol cuprinzand calculul depredimensionare, calculul la solicitari compuse si la solicitari variabile.

3.1. Solicitrile arborilor ....................................... Error: Reference source not found3.2. Calculul de rezisten al arborilor ................. Error: Reference source not found

3.2.1. Calculul de predimensionare ................. Error: Reference source not found3.2.2. Calculul la solicitri compuse ................Error: Reference source not found3.2.3. Verificarea la solicitri variabile ............. Error: Reference source not foundPentru punerea in evidenta a solicitarilor aborilor s-au realizat schiele ciclurilor

de variaie a tensiunilor de ncovoiere i de torsiune i caracteristicile acestor cicluricare sunt prezentate n tabelul 2.

Pentru calculul la solicitri compuse, arborele a fost reprezentat sub form uneigrinzi, pe dou reazeme, ncrcat cu forele exterioare provenite de la organele de

maini susinute de acesta (figura7)Capitolul 4 trateaza pe scurt probleme de mentenanta a arborilor si osiilor.Repararea arborilor se practica numai in cazul in care sunt indeplinite conditiiletehnico-economice, in caz contrat arborele sau osia sunt inlocuite.

In capitolul 5 sunt enumerate normele de protectia si securitatea muncii cuprivire la executarea arborilor si osiilor.

Orice proces tehnologic trebuie sa fie astfel proiectat incat el sa asigurerealizarea prescriptiilor tehnice cerute de proiect , sa faca posibila realizareaprescriptiilor tehnice cerute de proiect , sa faca posibila realizarea normelor deprecizie si rigiditate , iar costul lui sa fie cat mai mic cu putinta .

4


5/22

In concluzie prin continutul proiectului au fost cuprinse toate obiectivele sisarcinile cerute prin tema proiectului.Consider ca aceast proiect va reprezenta o buna sursa de informare pentru lucraride tematica asemanatoare si pentru crearea unei imagini vaste asupra subiectuluipropus.

5


6/22

1. CONSTRUCTIA ARBORILOR SI OSIILOR1.1. Definitia, clasificarea si descrierea arborilor si osiilor

Arborii sunt organe de maini cu micare de rotaie destinate s susin alteorgane de maini (roi dinate, roi de lan, roi de curea, semicuplaje etc.) n micarede rotaie i s transmit momente de torsiune n lungul axei lor.

Osiile sunt organe de maini cu micare de rotaie sau fixe destinate numaisusinerii unor organe de maini n micare de rotaie. Osiile nu transmit momentede torsiune.

Arborii i osiile au i rolul de a prelua forele de la organele de maini montatepe acestea i de a le transmite reazemelor (lagre cu rostogolire sau cu alunecare).

Prile componente ale unui arbore sunt (fig. 1) : corpul arborelui (a);poriunile de calare (b); poriunile de reazem (c) numite i fusurile arborelui.

Figura 1 Partile componente ale unui arbore

Poriunile de calare sunt zonele pe care se monteaz organele de

maini susinute de arbore. Acestea se pot executa cu suprafee cilindrice sauconice. Cele mai utilizate sunt poriunile de calare cu suprafa cilindric, mai uorde prelucrat. Suprafeele conice se utilizeaz pentru poriunile de calare pe care auloc montri i demontri frecvente ale organele de maini susinute de arbore (roide schimb etc.) i cnd se impune o centrare foarte precis a acestora.

Poriunile de reazem (fusurile) sunt zonele de sprijin ale arborelui n lagrelecu rostogolire sau cu alunecare. De regul, acestea sunt dispuse n apropiereacapetelor arborilor i pot fi executate cu suprafee cilindrice, conice sau sferice.

Pentru lagrele cu rostogolire , fusurile se execut cilindrice relativ scurte ncazul montrii unui singur rulment cu corpurile de rostogolire dispuse pe un rnd,sau mai lungi n cazul montrii a doi rulmeni sau a unui rulment avnd corpurilede rostogolire dispuse pe dou sau mai multe rnduri. Diametrele acestor fusuri sealeg dup diametrul interior al rulmentului. Uneori, fusurile arborelui se executconice avnd conicitatea egal cu cea a alezajului rulmenilor oscilani cu bile sau curole butoi, rumenilor cu role cilindrice de mrime mare etc.

Pentru lagrele cu alunecare, fusurile se execut cilindrice, conice sausferice, cele mai utilizate fiind fusurile cilindrice care au diametrul mai mic dect altreptei alturate, pentru simplificarea montajului i pentru obinerea de umeri desprijin pentru fixarea axial a lagrelor. Fusurile conice se folosesc pentru a aveaposibilitatea reglrii jocului din lagr prin deplasarea axial a arborelui iar celesferice doar n cazul unor arbori elastici, cu deformaii de ncovoiere foarte mari.

Clasificarea arborilor i osiilor, pe baza principalelor criterii de clasificare, esteprezentat n tabelul 1.

6


7/22

Tabel 1

Criteriul de clasificare Tipul arborilor Forma axei geometrice Arbori drepi Arbori cotii Arbori flexibili

Destinaia Arbori de transmisieArbori principali ai mainilorunelte

Seciunea arborelui pelungime

Arbori cu seciune constantArbori cu seciune variabil ntrepte

Forma seciuniitransversale

Arbori cu seciune plin Arbori cu seciune tubular

Forma suprafeeiexterioare

Arbori netezi Arbori canelai

Rigiditatea Arbori rigizi Arbori elastici

Numrul reazemelor Arbori static determinai(cu dou reazeme)

Arbori static nedeterminai(cu mai mult de dou reazeme)

Poziia axei geometrice Arbori orizontali Arbori nclinai Arbori verticaliCriteriul de clasificare Tipul osiilorNatura micrii Osii fixe Osii rotitoareForma axei geometrice Osii drepte Osii curbate

Forma seciuniitransversale Osii cu seciunea plin Osii cu seciunea tubular

Numrul reazemelor Osii static determinate(cu dou reazeme)

Osii static nedeterminate(cu mai mult de dou reazeme)

Poziia axei geometrice Osii orizontale Osii nclinate sau verticale

1.2.1. Arborii drepiSunt frecvent utilizai n transmisiile mecanice, seciunea transversal a

acestora, pe lungime, putnd fi constant (fig.2, a) sau variabil , depinznd derepartiia sarcinilor (momente de torsiune, momente de ncovoiere, fore axiale etc.)

n lungul axei lor i de tehnologia de execuie i de montaj aleas. Arborii cuseciune constant se utilizeaz cnd sunt solicitai numai la torsiune, momentul detorsiune fiind constant pe ntreaga lungime a arborelui. Cnd arborii sunt solicitai latorsiune i ncovoiere, se utilizeaz seciunea variabil n trepte, aceasta asigurndurmtoarele avantaje: apropierea arborelui de o grind de egal rezisten la

ncovoiere, prezena unor umeri de sprijin pentru fixarea axial a organelor demaini susinute, montajul uor al acestor organe de maini fr deteriorarea altorsuprafee ale arborelui.

Figura 2 Tipuri de arbori drepti

7


8/22

n cazul arborilor de dimensiuni mari, unele trepte de trecere se executconice, arborele apropiindu-se i mai mult de o grind de egal rezisten la

ncovoiere,1.2.3. Arborii netezi

Se folosesc (fig. 2, b) n construcia reductoarelor, iar arborii canelai (fig. 2,c) se folosesc n construcia cutiilor de viteze, a cutiilor de distribuie, a diferenialelorautovehiculelor etc.1.2.4. Arborii tubulari

Se folosesc (fig. 2, d) cnd se impun condiii severe de greutate (cnddiametrul interior al arborelui tubular este jumtate din cel exterior, greutateaacestuia se micoreaz cu 25%, iar rezistena la ncovoierecu numai 6,25% ) sau atunci cnd este necesar trecerea prin arbore a unui altarbore (exemple: arborii coaxiali ai unor cutii de viteze planetare; arborii cutiilor deviteze cu axe fixe ale unor tractoare prin interiorul crora trece arborele prizei deputere).

Principalele domenii de folosire a arborilor drepi sunt: reductoarele de turaiicu axe fixe, transmisiile automobilelor, tractoarelor, mainilor agricole, utilajetehnologice, mainilor unelte, toate transmisiile cu angrenaje etc.

Figura 3 Osii

Osiile fixe pot fi cu axa geometric dreapt (fig. 3, a) sau curbat i se

ntlnesc la maini de ridicat, la susinerea roilor intermediare, respectiv la punilenemotoare ale autovehiculelor. Osiile rotitoare (fig. 3, b) au, de regul, axageometric dreapt i seciunea aproape constant pe toat lungimea i se rotesc

mpreun cu organele de maini susinute. Se ntlnesc, cu precdere, la vagoanelede cale ferat.

1.2. Materiale pentru executarea arborilor

Materialele din care se execut arborii drepi i osiile se aleg funcie decondiiile de rezisten i rigiditate impuse, de natura organelor de maini susinutei de tipul lagrelor (cu alunecare sau cu rostogolire).

Arborii drepi i osiile se execut, de regul, din oeluri carbon sau aliate, iarn cazul unor dimensiuni foarte mari din font. Oelurile aliate se recomand n cazulcnd pinionul este executat din astfel de oeluri i este corp comun cu arborele, laturaii de funcionare foarte ridicate, n cazul arborilor puternic solicitai i cu restriciide gabarit, la osiile autovehiculelor etc.

Pentru arborii drepi i osii, se recomand:- oeluri de uz general pentru construcii (OL 42, OL 50, OL 60 ), pentru arborii care

nu necesit tratament termic;

8


9/22

- oeluri carbon de caliate de mbuntire (OLC 45, OLC 60 ) sau oeluri aliate dembuntire (40 Cr 10, 41 CrNi 12 etc. ), pentru arbori puternic solicitai i/saudurat mare de funcionare impus lagrelor sau canelurilor;- oeluri carbon de calitate de cementare (OLC 10, OLC 15 ) sau oeluri aliate de

cementare (13 CrNi 30, 28 TiMnCr 12 etc.), pentru arbori puternic solicitai i pentruarbori care funcioneaz la turaii ridicate.

Semifabricatele pentru arbori i osii pot fi: bare laminate, pentru diametre sub140 mm; bare laminate cu forjare ulterioar; bare laminate cu matriare ulterioar, ncazul produciei de de serie mare; semifabricate turnate, n cazul arborilor i osiilorde dimensiuni foarte mari. Execuia arborilor din bare laminate cu forjare saumatriare ulterioar conduce la obinerea unui semifabricat apropiat de forma final aarborelui cu importante economii de material, manoper i energie i larealizarea unui fibraj continuu care urmrete forma arborelui, cu efect direct asupramririi rezistenei acestuia.

Tehnologia de fabricaie a arborilor i osiilor const n: strunjirea suprafeelorcilindrice sau conice i a filetelor, frezarea canalelor de pan sau a canelurilor operaii executate nainte de tratamentul termic rectificarea fusurilor, a poriunilorde calare, a suprafeelor canelurilor operaii executate dup tratamentul termic.

Tratamentele termice sau termochimice aplicate depind de materialul din carese execut arborii, putnd fi: mbuntire sau mbuntire i clire superficial afusurilor, canelurilor, poriunilor de calare etc.; cementare urmat de clire afusurilor, poriunilor de calare i a canelurilor; nitrurare etc.

2. TEHNOLOGIA DE MONTARE A ARBORILOR

2.1. Montarea arborilor dreptiMontarea arborilor si osiilor comporta trei faze distincte : pregatirea arborilor

sau osiilor , precum si a pieselor cu care se asambleaza , montarea propriu-zisa siverificarea montarii .

Pregatirea montarii consta in studierea desenului de asamblare cu schemade montaj a arborelui si apoi verificarea arborilor si osiilor in ce priveste dimensiunilesi aspectul fizic in special ale fusului si partii de calare . Acestea trebuie sa fieperfect netede , fara rizuri , lovituri sau urme de coroziune . Bavurile, loviturile,rizurile se pot elimina prin pilire cu pila fina si apoi finisa cu panza abraziva . Petelede rugina se curate de asemenea cu panza abraziva sau cu pasta abraziva .

Canalele de pana si canelurile arborilor canelati nu trebuie sa prezintedeformatii ca turtiri sau rizuri . Ele se vor verifica daca au muchiile canalelor rotunjitepentru a se putea asambla mai usor si pentru a se evita concentrarea tensiunilor .

Se masoara cu instrumente corespunzatoare dimensiunile fusurilor si alepartilor de Calare care trebuie sa corespunda ajustajului prescris in desene . Cuaceasta ocazie se verifica conicitatea si ovalitatea lor prin masurarea in mai multepuncte si mai multe planuri . In cazul ca valorile acestora depasesc toleranteleprescrise si pentru a se evita eventuala demontare ulterioara , arborii si osiile seinapoiaza pentru o noua rectificare . In general , toate aceste verificari sunt facute lareceptia arborilor si osiilor , insa se recomanda a fi facute chiar sub forma unuisupracontrol la montarea lor .

In figura 4. s-au reprezentat diferite moduri de montare a arborilor pe roti decurea , roti dintate sau rulmenti .

9


10/22

Figura 4 Montarea fusurilor in lagare

In timpul presarii , daca nu se respecta tehnologia sau cand piesele nu audimensiunile corecte , acestea sufera o deformatie la suprafata in urma carui fapt , inprocesul de presare , sunt posibile exfolieri , rizuri si alte defecte care duc ladeteriorarea pieselor asamblate .

Finetea prelucrarii suprafetelor aflate in contact la presarea pieselor nu evitagriparea pieselor ce se preseaza .

Figura 5 Montarea unui arbore

10


11/22

Montarea unui arbore drept in rulmenti este reprezentata in fugura 5.Partile componente ale unui astfel de ansamblu sunt:

- arbore;- 1 garnitura (inel de pasla sau cauciuc)- 2, 8 capace- 3, 7 carcasa (chiuveta)- 4, 6 rulmenti- 5 roata dintata (pinion, melc)

Pentru presarea corecta si de buna calitate a pieselor , partea de calare aosiilor si a arborilor se ung iar , in timpul presarii osia sau arborele trebuie sa fiementinut permanent centrat deoarece devierea lor poate produce griparea saudeteriorarea pieselor .

11


12/22

3. CALCULUL ARBORILOR SI OSIILOR

3.1. Solicitrile arborilorArborii sunt solicitai la torsiune, ncovoiere i traciune sau compresiune. Aceste

solicitri acioneaz simultan, arborii fiind supui la solicitri compuse. Ceea cedetermina n interiorul arborelui tensiuni interne normale sau tangeniale i

tensiuni de suprafa de strivire ntre arbore i organele de maini susinute.Principalele solicitri sunt solicitarea de torsiune i cea de ncovoiere.

Figura 6 Variaia tensiunilor de ncovoiere datorit rotaiei arborelui

Tensiunile de torsiune pot fi constante (exemplu: arborii transmisiilor deacionare a rotoarelor motpoarelor electrice) sau variabile, dup un ciclu pulsator(exemplu: arborii transmisiilor care funcioneaz cu ncrcri i descrcri frecventesau cu opriri dese) sau alternant simetric (exemplu: arborii amplasai dup cutia deviteze din transmisiile tractoarelor industriale sau de mbuntiri funciare, tractoarecare funcioneaz cu schimburi frecvente ale sensului de deplasare, nainte i

napoi).Schiele ciclurilor de variaie a tensiunilor de ncovoiere i de torsiune i

caracteristicile acestor cicluri sunt prezentate n tabelul 2.

Tabel 2

Caracteristicile ciclului

Denumirea cicluluiAlternant simetric Pulsator Constant

Schia

ciclului de

solicitare

Tensiuneamaxim

Tensiunea

minim

12


13/22

Tensiunea

medie m,m

Amplitudinea

ciclului v,vCoefi

cientul deasimetrie aciclului R

3.2. Calculul de rezisten al arborilorPentru a prelua tensiunile de interior (de torsiune i de ncovoiere) diversele

diametre ale arborelui se determin din condiii de rezisten sau din condiiiconstructive. Pentru a rezista la solicitri variabile (oboseal), datorit variaieitensiunilor de ncovoiere i/sau de torsiune, seciunile cu concentratori de tensiunise verific prin calcule la solicitri variabile.

n continuare, se prezint etapele i recomandrile pentru calculul arborilor.

3.2.1. Calculul de predimensionarePredimensionarea are drept scop determinarea preliminar a diametrului

arborelui, necesar la ntocmirea schemei subansamblului arbore organe de mainisusinute i de rezemare i la ntocmirea schemei de calcul la solicitri compuse.

Predimensionarea se face din condiia de rezisten la solicitarea de torsiune,utiliznd o rezisten admisibil convenional, care prin valorile reduse acceptateevideniaz faptul c arborele este solicitat i la ncovoiere.

n cazul arborilor plini, diametrul se determin cu relaia

, (5.1)

iar n cazul arborilor tubulari, cu relaia

, (5.2)

alegndu-se, iniial, raportul dintre diametrul interior d1 i cel exterior d al

arborelui din intervalul [16]. Diametrele obinute se rotunjesc la valorintregi.

Tensiunea admisibil convenional se alege din intervalulMPa, valorile mai mari se recomand n cazul arborilor scuri, iar valorile mai mici n

13


14/22

cazul arborilor lungi. n cazul unor arbori foarte rigizi i la care deformaiile dencovoiere nu conduc la funcionri incorecte ale ansamblului respectiv (de exemplu,arborele de ieire din reductoarele cu dou sau trei trepte), se pot lua i valori mai

mari pentru rezistena admisibil convenional la torsiune, MPa. Pentruarborii reductoarelor cu dou trepte, se recomand urmtoarele valori pentru

rezistenele admisibile convenionale la torsiune: MPa, pentru arborele

de intrare; MPa, pentru arborele intermediar; MPa, pentruarborele de ieire.

3.2.2. Calculul la solicitri compuse

Pentru calculul la solicitri compuse, arborele trebuie reprezentat sub form uneigrinzi, pe dou reazeme, ncrcat cu forele exterioare provenite de la organele demaini susinute de acesta. Pentru a ntocmi aceast schem de calcul, este

necesar s se realizeze schia subansamblului arbore organe de maini susinute lagre cu rulmeni, schi care se ntocmete numai dup ce s-a efectuat calcululangrenajelor, s-au ales preliminar rulmenii i sistemul de etanare. La ntocmireaschiei subansamblului (spre exemplificare, n fig. 7 se prezint arborii de intrare iintermediar ai unui reductor cilindric orizontal cu dou trepte) se ine seama deurmtoarele:

Figura 7Arbore organe de maini susinere

14


15/22

diametrul obinut la predimensionare este diametrul poriunii de calare a roii,pentru arborele intermediar i cel de ieire, i diametrul de lng pinion pentruarborele de intrare;

la stabilirea diametrelor treptelor arborelui se ine seama de mrimea umerilorde sprijin pentru organele de maini susinute (roi dinate, roi de curea, roide lan, semicuplaje etc.), de diametrul impus de sistemul de etanare (ales

din standardul etanrii respective), de diametrele interioare ale rulmenilor(alese din catalogul de rulmeni);

lungimile diferitelor poriuni ale arborelui se stabilesc innd seama de limileroilor dinate (stabilite din calculul de rezisten al angrenajelor celor doutrepte), limile sistemului de etanare i ale rulmenilor, precum i distaneledintre roi sau dintre roi i marginile carcasei etc.

Pe baza schemei din fig.7, rezult distanele dintre punctele de aplicaie aleforelor exterioare i dintre acestea i punctele de aplicaie

l1, l2, l3.

Rezult lungimea dintre punctele de aplicaie ale reaciunilor din lagre, egalcu lungimea de calcul a arborelui .

Schema de calculla solicitri compuse se obine prin ncrcarea grinziicu forele exterioare i cele din reazeme (reaciuni). Pentru un arbore dintr-otransmisie cu roi dinate, forele din angrenaje acioneaz n dou plane, orizontal ivertical, rezultnd dou scheme de calcul. Pentru arborele intermediar al unuireductor cu dou trepte, cilindric orizontal, schema de calcul este prezentat n fig.5.17 (grinzile ncrcate cu forele exterioare care acioneaz asupra roii conduse atreptei I (indice 2), respectiv forele exterioare care acioneaz asupra pinionului

treptei a II-a (indice 3), schemele de calcul cu reaciunile din lagre (indice H, pentruplanul orizontal, respectiv indice V, pentru planul vertical), diagramele de momente

ncovoietoare n cele dou plane). Forele axiale din lagre produc momentencovoietoare concentrate, determinate cu relaiile

. (1)

n cazul n care asupra capetelor arborilor de intrare sau de ieireacioneaz fore provenite din transmisii prin curele sau prin lan, arborii trebuie

ncrcai i cu aceste fore, corespunztor planului i sensului de acionare a foreirespective.

Dup ntocmirea schemei de calcul, se trece la determinareareaciunilor. Iniial, se determin reaciunile din cele dou plane, orizontal i vertical,prin scrierea ecuaiilor de momente n cele dou lagre.

15


16/22

Figura 8 Schema de calcul la solicitri compuse

Ecuaia de momente n punctul D, pentru planul orizontal, este

, (2)

rezultnd reaciunea din lagrul C

, (3)

iar ecuaia de momente n punctul C, pentru acelai plan orizontal, este

, (4)

rezultnd reaciunea din lagrul D

. (5)Procednd n mod analog, rezult reaciunile n lagrele C i D n plan

vertical

(6)

16


17/22

Reaciunile totale din lagrele C i D se obin prin nsumareageometric a reaciunilor din cele dou plane, orizontal i vertical, rezultnd

. (7)Acestea sunt forele radiale cu care se vor calcula rulmenii din cele

dou lagre.

Din echilibrul axial al arborelui, rezult reaciunea axial care acioneazn lagrul D

.(8)

n continuare, se traseaz diagrama forelor axiale i diagrama demomente ncovoietoare n planul orizontal diagrama de momente de torsiune idiagrama de momente ncovoietoare n planul vertical (v. fig. 8) i se stabilescseciunile periculoase ( seciunile 2 i 3 ale arborelui intermediar reprezentat n fig.8).

Solicitrile din cele dou seciuni periculoase 2 i 3 sunt:

compresiune dat de fora Fa3, tensiunile produse fiind

; (9) torsiune dat de momentul de torsiune Mt

; (10)ncovoiere dat de momentele ncovoietoare maxime, obinute prin nsumarea

geometric a momentelor ncovoietoare maxime din cele dou plane,

orizontal i vertical; rezultnd

, (11)pentru seciunea 2, respectiv

.(12)Acionnd simultan cele dou tensiuni, normale i tangeniale, calculul la

solicitri compuse const n determinarea unei tensiuni echivalente

, (13)

unde este un coeficient prin care ciclul de variaie al tensiunii de torsiune t(constant, pulsator sau alternant simetric) este echivalat cu ciclul de variaiealternant simetric, caracteristic tensiunii de ncovoiere i. Valorile coeficientului sedetermin cu relaia

, (14)

17


18/22

n care reprezint rezistena admisibil la ncovoiere a materialuluiarborelui dup ciclul constant (I), pulsator (II) sau alternant simetric (III). Valoriorientative pentru rezistenele admisibile la ncovoiere, pentru arbori din oel, pentrucele trei cicluri de solicitare, se dau tabelar.

Cu tensiunile stabilite, se poate verifica arborele la solicitri compuesau se poate redimensiona arborele.

Pentru verificarea arborelui la solicitri compuse, n seciunile periculoase,trebuie s se ndeplineasc condiia

. (15)Dac nu se ndeplinete aceast condiie sau dac diferena dintre

aceste tensiuni este prea mare, se recomand dimensionarea arborelui lasolicitri compuse.

Pentru dimensionarea arborelui la solicitri compuse, se impune condiia

i innd seama c i considernd tc = 0, se obine

modulul de rezisten necesar la ncovoiere

, (16)

respectiv diametrul necesar al arborelui

. (17)

n funcie de diametrul obinut din calculul de dimensionare, semodific dimensiunile arborelui.

3.2.3. Verificarea la solicitri variabile

Scopul calculului la solicitri variabile este de a evita ruperea arborilor prinoboseala materialului i const n determinarea unui coeficient de sigurana nseciunile n care exist concentratori de tensiuni (salturi de diametre, degajri,canale de pan, caneluri, filete, ajustaje presate etc.) i compararea acestuia cuun coeficient de siguran considerat admisibil, determinat experimental.

Coeficienii de siguran la oboseal se calculeaz n funcie de solicitrilearborilor din seciunea cu concentrator de tensiune dup una din metodele date de

Rezistena materialelor (metoda Serensen, metoda Soderberg, metoda Buzduganetc.). Cea mai utilizat este metoda Serensen, pe baza creia sunt prezentaterelaiile pentru calculul coeficienilor de siguran la oboseal:

, (18)

pentru seciunile solicitate numai la ncovoiere;

18


19/22

, unde , (19)

pentru seciunile solicitate numai la torsiune;

, (10)

pentru seciunile solicitate simultan la ncovoiere i torsiune, c i cdeterminndu-se cu relaiile (18) i (19).

Semnificaiile termenilor utilizai n relaiile (18) i (19) sunt prezentaten continuare.

Tensiunile -1, 0, -1 i 0 reprezint tensiunile de rupere prin oboseal pentrusolicitarea de ncovoiere () sau pentru cea de torsiune () corespunztoare cicluluide solicitare alternant simetric (-1) sau pulsator (0), determinate n funcie dematerialul arborelui .

Tensiunile v, m, v i m (v. tabelul 2) sunt determinate de mrimea solicitriiefective i de caracteristica ciclului de variaie a acesteia.

Coeficienii k, i , respectiv k, i sunt coeficieni de corecie carein seama de faptul c tensiunile de oboseal.

Rezistena la oboseal a arborilor este dat de mrimea coeficientuluide siguran determinat cu una din relaiile (18), (19) sau (20). Umrind aceste relaiise poate observa c mrirea rezistenei la oboseal poate fi realizat prin: alegereaunui material cu caracteristici mecanice mai bune (prin creterea tensiunilor -1, 0, -1, 0) sau prin micorarea concentratorilor de tensiuni (modificarea coeficienilor k, i , respectiv k, i ).

19


20/22

4. REPARAREA SI INLOCUIREA ARBORILORArborii sunt piese folosite in constructia masinilor unelte, care primesc si

transmit miscarea de rotatie. Metoda de reparatie a arborilor se alege in functie de :material, dimensiuni, natura defectului, valoarea abaterilor, precum si de posibilitatileatelierului de reparatii. La reparatie se controleaza, in primul rand, daca arborelebate defect care se inlatura prin indreptare. Daca arborele este incovoiat, acesta sefixeaza intre varfurile unui strung pentru aprecierea locului sagetii arborelui, apoi seindreapta la rece sau la cald, cu ajutorul unei prese normale. Indreptarea la cald seaplica la arborii cu diametrul peste 50mm.

Jocurile formate intre arbori si lagare se inlatura prin cromare, metalizareafusurilor, presarea bucselor, strunjirea si rectificarea ulterioara la dimensiune.

Fisurile de pe arbori se sudeaza pe inteaga lor adancime dupa largireaprealabila. Locul de sudat se incalzeste pe intreaga sa lungime si adancime. Dupasudare, arborii se supun unei prelucrari mecanice.

Arborii rupti se repara prin sudare electrica sau cu gaze sau folosindu-seadaosuri de reparatie. Adaosurile de reparatie servesca la inlocuirea partii rupte aarborelui, precum si la imbinarea celor doua bucati de arbore rupte (a, b, c).

In figura a este reprezentat imbinarea unui arbore rupt 1 prin surubul prizonier 2si cu sudura. Dupa sudura se strunjeste si apoi se rectifica.

In figura b este reprezentata ca o imbinare cu ajutorul unei piese filetate laambele capete 2 si cu sudura la imbinare. Adaosul trebuie sa aiba lungimeanecesara restabilirii lungimii initiale a arborelui 1 si cu diametru mai mare decat celal arborelui, pentru ca dupa sudura sa se strunjeasca impreuna.

In figura c este reprezentata o imbinare, in cazul cand se rupe butonul. Acestase inlocuieste cu un adaos 2, care se infileteaza la un capat si se insurubeaza inarborele rupt, dupa ce s-a strunjit la el o fata dreapta, apoi se sudeaza loculimbinarii. Dupa imbinare se strunjeste si se rectifica.

Daca suprafetele fusurilor sunt uzate, acstea se pot separa prin incarcare cusudura, dupa ce in prealabil fusul a fost strunjit pentru ca stratul de metal incarcat sa

aiba o grosime uniforma. Dupa incarcarea cu sudura, fusurile arborilor se strunjesc,apoi se rectifica. Daca uzura fusurilor nu depaseste 0,15mm pe raza, ele se potsepara prin cromare. In cazul in care este permisa reconditionarea fusurilor prinschimbarea dimensiunilor, atunci se strunjesc sau se rectifica. Inainte de rectificarese verifica starea gauri de centrare a arborelui si daca este uzata se separa prinstrunjire, rectificare sau gaurire. Rezistenta la uzura a fusurilor reparate se poatemari prin lustruire.

O alta metoda folosita pentru separarea arborilor uzati este presarea bucselorla reparatie. Aceste bucse se preseaza pe arbore la cald apoi se sudeaza la capete.Dupa montare, bucsele presate se strunjesc si se rectifica. Canalele de pana de pearbore care sunt uzate se separa, marindu-le prin frezare si ajustare, folosindu-se

apoi pene la dimensiunile corespunzatoare. Daca uzura canalelor este mai mare,acestea se astupa si se frezeaza un alt canal decalat fata de primul.

Filetul uzat la arbore se separa, taindu-l la un diametru mai mic si folosindu-sepiulite corespunzatoare. Daca nu se permite schimbarea diametrului, atunci filetuluzat se repara prin inarcare cu sudura si rectificare.

Daca se uzeaza filetul interior, acesta se repara fie prin taierea unui filet la undiametru mai mare sau se alezeaza gaura si se preseaza un buson in care se taiefiletul.

Arborii care nu se mai pot repara se inlocuiesc.

20


21/22

5. PROTECTIA SI SECURITATEA MUNCII LA EXECUTIA ARBORILOR

Pentru imbunatatirea conditiilor de munca si inlaturarea cauzelor care pot provocaaccidente de munca si imbolnaviri profesionale trebuie luate o serie de masuri , sarcini cerevin atat conducatorului locului de munca , cat si lucratorilor.

Acestea sunt :- asigurarea iluminatului , incalzirii si ventilatiei 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 protectie a muncii- atelierele sa fie echipate in loc vizibile cu mijloace de combatere a incendiilor- atelierul sa fie dotat cu mijloace de ridicat pentru manipularea a pieselor mai mari de 20kg.- muncitorii sa poarte echipament de protectie 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 pronire oprire si inversare a sensului de miscare- se va verifica inaintea lucrului daca atmosfera nu este incarcata cu vapori de benzina saualte gaze inflamabile sau toxice . la terminarea lucrului se deconecteaza legaturile electricede la prize , masinile vor fi oprite , sculele se vor aseza la locul lor , iar materialele si pieselevor fi stivuite in locuri indicate- muncitorii nu se vor spala pe maini cu emulsie de racire si nu se vor sterge pe maini cubumbacul utilizat la stergerea masinii . Daca pentru spalarea mainilor a fost necesarautilizarea produselor usor inflamabile , se va folosi imediat apa si sapun- daca in timpul realizarii unei operatii mecanice sar aschii , vor fi purtati ochelari deprotectie- in cazul polizarii cu ajutorul masinii , vor fi verificate cu atentie pietrele de polizat sa nuprezinte fisuri sau sparturi , precum si prinderea piesei pe masina . Polizorul trebuie sa aibaecran de protectie- atelierele trebuie sa fie bine iluminate atat ziua , cat si noaptea- temperatura din interiorul atelierului trebuie sa fie optima pentru desfasurarea activitatii( temperatura ridicata micsoreaza atentia si perceptia , iar cea scazuta micsoreazamobilitatea lucratorilor )

Normele de protectie a muncii pot fi definite ca o masura legislativa derealizare a securitatii mucii; continutul lor este format din colectii de prevederi cucaracter obligatoriu, prin a caror respectare se urmareste eliminareacomportamentului accidentogen al executantului in procesul muncii.

In consecinta, rolul normelor de protectie a muncii este de a stabili acele

masuri de prevenire necesare pentru anihilarea factorilor de risc de accidente siimbolnavire profesionala dependenti de executant.

21


22/22

BIBLIOGRAFIE

1. N,Tudorache,M.Trandaf,H.Roca,I,Moraru,D.Borza,I.Pencu:- Utilajul si tehnologia lucrarilor de scularie si matriterie

Editura didactic i pedagogic Bucureti, 1985

2. N.Atanasiu,Gh.Zgura,E.Ariesanu,Gh.Peptea:- Tehnologia prelucrarii metalelor

Editura didactic i pedagogic Bucureti, 1978.

3. C.Cruceru,Th.Maghiar,A.Lezeu,V.Stanila:- Tehnologia repararii si intretinerii utilajelor electromecanice

Editura didactic i pedagogic Bucureti, 1982

4. V.Nicolescu,Gh.Tanase,I.Barla:- Lacatusul mecanic din industria constructoare de masini

manualul pentru scoli profesionale ,anul I si II Editura didactic i pedagogic-Bucureti, 1970

5. M.Voicu,R.Ghilezan,Al.Baraboiu:Utilajul si tehnologia prelucrarilor prin aschiere manual

pentru scoli profesionale Editura didactic i pedagogic-Bucureti, 1978

6. Adriana Popescu:Manual pentru cultura de specialitate pentru S.A.M.

domeniul mecanic- clasa IXEditura didactic i pedagogic-Bucureti,R.A. 2004

7. A.Ciocirlea-Vasilescu,M.Constantin:Asamblarea,Intretinerea si repararea masinilor si instalatiilor-manual pentru clasa a 12-a

Editura ALL EDUCATIONAL Bucuresti 2002

8. Auxiliare curriculare

Proiect Arbori Si Osii

Documents

Transcript of Proiect Arbori Si Osii