Proiect de semestru

Capitolul I

MEMORIU TEHNIC

1. Introducere:

Reductoarele de turatie cu roti dintate sunt mecanisme care servesc la transmiterea miscarii

de la sursa de putere (motor electric, turbina cu abur, etc.) catre masina antrenata.

O prima clasificare a reductoarelor cu roti dintate se poate face in functie de destinatie:

micsorarea turatiei arborilor insotita de cresterea momentului transmis

modificarea sensului miscarii

schimbarea planului de miscare

distribuirea miscarii la mai multe masini sau organe de lucru

protectia masinii motoare contra suprasarcinilor prin inertia rotilor dintate

Alta clasificare a reductoarelor de turatie des intalnita in literatura de specialitate este facuta

in dupa felul angrenajelor:

cilindrice (cu dinti drepti sau inclinati)

conice

elicoidale

hipoide

melcate

Examinand pozitia arborilor reductoarele de turatie se poate face urmatoarea impartire data

de planul in care acestea sunt continute:

orizontale

verticale

inclinate

In sfarsit, dupa numarul de trepte, reductoarele pot fi :

cu o treapta

cu doua trepte

cu mai multe trepte

Reductoarele cu roti dintate au o larga utilizare in industrie datorita avantajelor pe care le

prezinta: raport rigid de transmitere, posibilitatea de realizare a unor transmisii cu incarcari foarte

mici pana la puteri de ordinul Mwatt-ilor, gabarit redus, randament ridicat, intretinere simpla si

ieftina.

Ca dezavantaje, literatura de specialitate mentioneaza: costurile de fabricatie relativ ridicate,

necesitatea executiei si montajului de precizie, zgomot si vibratii in functionare.

Pag. 1

Proiect de semestru

Reductoarele cu angrenaje cilindrice sunt cele mai raspandite datorita gamei largi de puteri

si rapoarte de transmitere ce se pot realiza cu ajutorul lor. In practica se intalnesc astfel de

reductoare pentru puteri pana la 100 MW, vitezele periferice ale rotilor dintate putand ajunge pana

la 200 m/s.

Reductoarele cilindrice sunt standardizate si tipizate atat la noi in tara cat si in strainatate

ceea ce permite fabricarea in serie a acestora:

STAS 6012-82 cuprinde rapoartele de transmitere;

STAS 6055-82 consfinteste distantele dintre axe;

STAS 822-82 priveste modulii;

STAS 6848-80 se refera la simbolizarea reductoarelor;

STAS 6850-77 descrie parametrii principali pentru reductoarele cilindrice

STAS 6849-77 prescrie conditiile tehnice si de calitate pentru aceste reductoare.

Reductoarele cu roti dintate cilindrice cu dinti drepti cu o singura treapta sunt folosite pentru

puteri de pana la 500 kW atunci cand ungerea se face prin barbotare si de 1MW cand ungerea este

fortata. Rapoartele de transmitere uzuale sunt cuprinse intre 1,2 si 6,3 (max.8). Randamentele pot

ajunge pana la 98%.

Carcasa reductorului se compune în general din douã parti, corp si capac, asamblate între ele prin stifturi de centrare si prin suruburi de fixare. stifturile de centrare sunt necesare pentru asigurarea unei pozitii precise a capacului în raport cu corpul reductorului. De cele mai multe ori carcasa este realizatã prin turnare având prevãzute nervuri de rigidizare si rãcire. În cazul unor unicate sau serii mici de fabricatie carcasa se poate realiza si prin sudura. La constructiile sudate cresc cheltuielile legate de manopera, dar se reduc cheltuielile legate de pregatirea fabricatiei, comparativ cu varianta de carcasa turnata. Pentru fixarea reductorului pe fundatie sau pe utilajul unde urmeaza sa functioneze, in corp sunt prevazute gauri in care intra suruburile de prindere.

Arborii sunt realizati de obicei cu sectiune variabilã, având capetele cu diametrul si lungimea standardizatã, prevazute cu pene pentru transmiterea momentelor de torsiune. Arborele pe care se introduce miscarea în reductor se poate executa împreuna cu pinionul

cilindric, cu pinionul conic sau cu melcul motive de reducere a gabaritului si cresterii rezistentei pinionului.

Rotile dintate cilindrice, conice si roata melcatã sunt montate pe arbori, prin intermediul unor pene paralele fixate axial cu ajutorul umerilor executati pe arbori, cu bucse, distantiere etc. În cazul când dantura se executã din materiale deficitare se recomandã executarea rotii din douã materiale.

Pag. 2

Proiect de semestru

Lagarele, în general, sunt cu rostogolire, folosind rulmenti cu bile sau cu role. Uneori, la turatii mici, reductoarele se pot executa si cu lagare de alunecare. Ungerea rulmentilor se poate realiza cu ajutorul uleiului din reductor sau cu vaselinã destinatã in acest scop. Reglarea jocului din rulment se face prin intermediul capacelor sau piulitelor speciale pentru rulmenti, tinând seama de sistemul de montare în O sau in X.

Elementele de etansare utilizate mai frecvent in cazul reductoarelor sunt mansetele de rotatie cu buza de etansare si inelele de pisla.

Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungerii cu ulei sau unsoare consistentã a rulmentilor, uneori chiar a angrenajelor când nici una din rotile dintate nu ajunge în baia de ulei. Conducerea lubrifiantului la locul de ungere se realizeaza folosind diverse constructii de dispozitive de ungere (canale de ungere, ungãtoare, roti de ungere, inele de ungere, lant de ungere etc.).

Capacele servesc la fixarea si reglarea jocurilor din rulmenti, la asigurarea etansãrii, fiind prinse în peretele reductorului cu ajutorul unor suruburi.

Indicatorul nivelului de ulei din reductor este executat sub forma unei tije pe care sunt marcate nivelul maxim, respectiv minim al uleiului, sau sub forma unor vizoare montate pe corpul reductorului. Exista si indicatoare care functioneaza pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunicã cu baia de ulei.

Elementele pentru ridicarea reductorului si manipularea lui sunt realizate sub forma unor inele de ridicare cu dimensiuni standardizate si fixate în carcasa prin asamblare filetatã. Uneori, tot în scopul posibilitatii de ridicare si transportare a reductorului, pe carcasã se executã niste umeri de ridicare (inelari sau tip cârlig). La reductoarele de dimensiuni mari întâlnim ambele forme, inele de ridicare în capacul reductorului si umeri de prindere pe corp.

2. Variante constructive studiate:

Varianta I

Caracteristicile constructive ale reductorului de turatie cu o treapta sunt:

- angrenaj cu roti dintate cilindrice cu dinti drepti;

- arbori verticali situati in plan orizontal;

- intrarea miscarii pe o parte si iesirea pe partea opusa;

- montaj reversibil;

- carcasa turnata din doua bucati cu deschidere in planul arborilor;

- rulmenti radiali cu bile pe un rand;

- fixarea pinionul si rotii pe arbori precum si transmiterea momentului de torsiune se face prin

asamblare cu pana.

Varianta II

Caracteristicile constructive ale reductorului de turatie cu o treapta sunt:

Pag. 3

Proiect de semestru

- angrenaj cu roti dintate cilindrice cu dinti drepti cu dantura in V;

- arbori orizontali situati in plan orizontal;

- intrarea miscarii pe o parte si iesirea pe ambele parti;

- montaj reversibil;

- carcasa turnata din doua bucati cu deschidere in planul arborilor;

- rulmenti radiali cu role;

- fixarea pinionul si rotii pe arbori precum si transmiterea momentului de torsiune se face prin

seraj.

3. Materiale

Organele de masini componente ale reductoarelor de turatie se pot executa dintr-o gama

foarte larga de materiale.

Pentru rotile dintate se folosesc in primul rand otelurile de imbunatatire, dar si otelurile de

cementare: oteluri carbon de calitate – STAS 880-80, oteluri aliate – STAS 791-80. In cazuri

solicitarilor mici se pot utiliza otelurile carbon obisnuite – STAS 500/2 – 80.

Duritatea flancurilor pinioanelor trebuie sa fie mai mare decat duritatea flancurilor rotilor

conduse pentru a preveni pericolul griparii suprafetelor flancurilor active ale angrenajului si pentru

a asigura pinionului o durata de functionare apropiata de cea a rotii cu care angreneaza.

Arborii se realizeaza in general din oteluri carbon obisnuite: OL 50, OL 60, OL 70 (STAS

500/2 – 80). Pentru arborii cu o capacitate portanta mare pot fi folosite oteluri carbon de calitate

OLC 35, OLC 45, OLC 60 (STAS 880 – 80).

Aceste materiale se supun unor tratamente termice si termo-chimice in scopul maririi

caracteristicilor mecanice. Aschiabilitatea materialelor utilizate este o caracteristica ce trebuie luata

in considerare.

Materialul utilizat la constructia carcaselor, dat fiind faptul ca criteriul de rigiditate este

dominant, este fonta cenusie (STAS 6071-75) sau otelul turnat (STAS 600-80). Tot mai mult teren

castiga carcasele in constructie sudata.in special in cazul productiei de serie mica sau unicate

4. Elemente constructive privind carcasa reductorului

Pag. 4

Proiect de semestru

Carcasele reductoarelor trebuie sa indeplineasca urmatoarele functiuni: sa asigure preluarea sarcinilor care apar in timpul functionarii, sa asigure inchiderea linilor de forte prin fundatie, sa protejeze angrenajele contra unor factori externi, sa pastreze lubrifiantul necesar pentru ungerea angrenajelor, sa asigure transmiterea caldurii spre exterior.

Tinind seama de cerintele de mai sus, carcasele reductoarelor trebuie sa satisfaca conditii ca rezistenta si stabilitate corespunzatoare, posibilitatea de prelucrare si asamblare simpla, ungerea buna a angrenajelor si rulmentilor, racire corespunzatoare, posibilitatea de control si supraveghere in functionare, forma estetica moderna.

Formele constructive ale carcaselor de reductoare au evoluat in timp, dar se tine seama de factorii tehnologici si de functionare. La stabilirea formei exterioare, trebuie sa fie utilizate elemente spatiale simple si numar cit mai redus. Grosimea peretilor trebuie sa fie stabilita tinind seama de conditiile de rezistenta, rigiditate si posibilitatile de turnare sau sudare. Pentru marirea suprafetei de racire si pentru rigidizare pe peretii reductoarelor se prevad nervuri.

Prelucrarea carcaselor de reductor incepe cu rabotarea sau frezarea suprafetei de separatie, care va servi ca baza tehnologica pentru operatiile urmatoare. Se prelucreaza apoi talpa corpului de reductor, folosind ca baza tehnologica suprafata de separatie. In operatia urmatoare se executa gaurile in care se introduc suruburile cu care se fixeaza capacul de corpul reductorului.

Dupa executarea acestor operatii se fixeaza capacul de corp cu ajutorul suruburilor, si incepe prelucrarea alezajelor in care se vor introduce rulmentii, elementele de etansare si capacele de fixare. Se recomanda ca alezajele sa fie de trecere cu cit mai putine trepte pentru o executie cit mai simpla si usoara.

Dimensiunile carcasei reductorului depind de numarul si dimensiunile pieselor din reductor, de dispunerea acestora in spatiu, si de marimea jocurilor dintre ele. Odata cu cresterea dimensiunilor carcasei, creste masa ei, si pretul de cost. Tendinta generala trebuie sa fie obtinerea unor carcase cu dimensiuni minime.

5. Arborii

Pentru arbori alegem materialul din care sunt confectionati ca fiind OL60 care are rezistenta de rupere la tractiune (r), la temperatura de 20s Celsius cuprinsa in intervalul (590...710) N/mm2. Având in vedere faptul ca temperatura de functionare este in general mai mare alegem r=550 N/mm2.

Lungimile:Se aleg in conformitate cu STAS 75-80 (dimensiuni liniare normale de uz general in

constructia de masini) si are ca scop stabilirea unor game dimensionale rationale.

6.Rezemarea arborilor

Pag. 5

Proiect de semestru

Lagarele reductoarelor se realizeaza de obicei cu rulmenti si numai in cazuri speciale

(incarcari foarte mari, turatii mari) se utilizeaza lagarele cu alunecare.

Pentru incarcari mici si medii se utilizeaza rulmentii radiali cu bile pe un rand (STAS 3041–

87), pentru incarcari mai mari rulmentii radiali cu role cilindrice pe un rand (STAS 3043-87), pentru

incarcari medii si mari rulmentii radiali-axiali cu role conice pe un rand (STAS 3920-87).

Datorita constructiei din materiale diferite a arborilor si a carcasei, dar si a temperaturilor de

lucru diferite exista pericolul aparitiei unor dilatari diferite. Exista mai multe modalitati de rezolvare

a acestei probleme.

In cazul rulmentilor radiali cu bile este necesara asigurarea din montaj a unui joc axial, lucru

care se realizeaza fie prin calculul analitic al lantului de dimensiuni, fie prin ajustarea capacului de

fixare al rulmentilor.

La rulmentii radiali cu role cilindrice, dilatarea diferita a celor doua materiale se realizeaza

prin insasi costructia rulmentului.

Reglarea la montaj a jocului din rulmentii radiali-axiali cu role conice este solutia problemei

in cazul utilizarii acestui tip de rulment.

7.Rulmentii

Lagarele cu rulmenti sunt organe de masini complexe care trebuie sa realizeze:A. rezemarea arborelui;B. pozitionarea axiala a acestuia;C. posibilitatea dilatarii arborelui.

Realizarea acestor functii este conditionata de indeplinirea unor serii de conditii legate de constructia, rezistenta, rigiditatea , precizia de executie, montajul lagarului.

Rulmentul, ca organ principal al lagarului, determina o anumita solutie constructiva a acestuia, impune o anumita categorie de reglaje, influenteaza chiar dimensiunile arborelui, precum si gabaritul constructiei. De asemenea, are o influenta directa asupra functionarii angrenajului.

Rulmentii pot fi separabili si neseparabili.In cazul angrenajului utilizat vom folosi rulmenti radiali-axiali cu role conice.

Asigurarea posibilitatilor de ungere a rulmentilor

Pag. 6

Proiect de semestru

La stabilirea formei constructive a lagarelor cu rulmenti, trebuie sa se tina seama, de la inceput, de modul cum se vor unge rulmentii in constructia din care fac parte. Problema cheie este optiunea pentru tipul de lubrifiant: ulei sau unsoare consistenta.

Pentru reductorul prezentat se va folosi ungerea rulmentilor cu unsoare consistenta. In acest caz ei trebuie etansati spre interior (spre baie) pentru a se evita amestecarea lubrifiantilor, deoarece se pot produce precipitate, iar angrenajul se poate gripa.

Unsoarea va fi introdusa in rulmenti la montaj fara a fi necesara ungatoarea.

8.Alegerea tipului rulmentilor

Aceasta depinde de un numar mare de factori aflati in interdependenta si care trebuie judecati in functie de caracterul concret al constructiei. Acesti factori sunt directia sarcinii si marimea sarcinii, turatia, durabilitatea impusa, conditii de gabarit, rigiditatea carcasei, abaterile de la coaxialitate ale lagarelor si marimea deformatiilor arborilor, dilatarea arborelui, pizitionarea corecta a rotilor dintate in angrenare.

9. Capace de fixare a rulmentilor

Cea mai utilizata forma de capac permite reglarea jocului axial in rulmenti in limite mai mari. Nu necesita prelucrarea suplimentara a canalului circular din carcasa reductorului.

10.Alegerea si modificarea penelor

Premize teoretice:

Pentru ansamblarea rotii conice pe arborele de iesire se vor folosi pene paralele

11.Saibe pentru asamblarea cu surub a pieselor pe capetele de arbori

Prin STAS8621-84 se stabilesc dimensiunile principale ale saibelor pentru asamblarea pieselor de capete de arbore cilindrice, capete de arbore conform STAS 8724/2-77.

Aceste saibe se executa in doua tipuri. Saibele de tip 1 se utilizeaza pentru fixarea cu un surub a pieselor pe capetele de arbore cilindrice cu d mai mic sau egal cu 28 mm. Saibele de tipul 2 se utilizeaza pentru fixarea cu doua suruburi a pieselor pe capetele de arbore cilindrice cu d mai mare de 28 mm.

12.Mansete de etansare

Pag. 7

Proiect de semestru

Atunci cand la realizarea etansarilor fixe dimensiunea elementului de etansare trebuie sa fie

controlata sau in cazul in care frecventa montarilor si demontarilor este mare, se utilizeaza

garniturile metalice. Este cazul garniturilor de etansare de sub capacele rulmentilor, care contribuie

si la realizarea jocului in rulmenti.

In celelate cazuri etansarile fixe pot fi realizate cu ajutorul inelelor O sau a garniturilor din

marsit, clingherit sau carton.

In functie de conditiile de lucru si viteza elementului mobil, etansarile mobile pot fi

rezolvate cu ajutorul inelelor de pasla, inelelor O sau mansetelor de rotatie.

Necesitatea asigurarii unei precizii ridicate a formei si dimensiunilor alezajelor din carcasele

reductoarelor impune realizarea etansarii celor doua parti componente ale carcasei reductorului de

tipul metal-metal, lucru realizabil prin asigurarea unei bune planeitati a acestor suprafete si a unei

strangeri uniforme a suruburilor de fixare cu ajutorul cheii dinamometrice.

Folosirea mansetelor cu buza de etansare se recomanda la urmatoarele conditii de functionare:- diferenta de presiune intre mediile etansate nu depaseste 0,05 MPa;- viteza periferica a arborelui fata de manseta de etansare de maximum 10 m/s;- temperaturi cuprinse intre (-30,250) grade C.Tipurile, dimensiunile si codificarea mansetelor de rotatie sunt date in STAS 7950/2-87.

Conform acestui STAS se disting 6 tipuri constructive:- tipul 1 (A) cu buza de etansare;- tipul 2 (B) cu buza de etansare si armatura metalica exterioara;- tipul 3 (C) cu buza de etansare;- tipul 4 (AS) cu buza de etansare si buza auxiliara;- tipul 5 (BS) cu buza de etansare, buza auxiliara si armatura exterioara;- tipul 6 (CS) cu buza de etansare, buza exterioara, armatura exterioara si capac.Codul de identificare dimensionala a mansetei prevazut in STAS 7950/2-87 contine 6 cifre,

dintre care primele 3 reprezinta diametrul nominal d al arborelui in sutimi de milimetru, iar ultimele trei cifre reprezinta diametrul exterior nominal D al mansetei tot in sutimi de milimetru. Pentru mansetele necontinute in acest STAS codul se completeaza cu alte trei cifre care reprezinta latimea b a mansetei in sutimi de milimetru. Notarea mansetei se face prin indicarea codului, tipului materialului conform STAS 7950/1-88 si a numarului STAS-ului 7950/2-87.

Mansetele de rotatie, care functioneaza la presiuni mai mari de 0,05 Mpa, trebuie sa fie prevazute cu inele de sprijin. Garniturile manseta de rotatie cu dubla etansare se utilizeaza numai in cazurile in care este necesara etansarea intre doua spatii distincte, continind uleiuri diferite care nu trebuie sa se amestece.

La sarcini mici si viteze periferice mici ale arborilor, mansetele de rotatie pot fi eliminate prin folosirea rulmentilor protejati sau etansati. In primul caz rulmentii sunt protejati pe o parte sau pe ambele parti (simbol suplimentar Z sau 2Z) prin discuri de metal profilate, astfel incit functia de etansare sa fie realizata printr-un interstitiu intre acest disc si inelul in misare de rotatie. In medii cu

Pag. 8

Proiect de semestru

poluare puternica se recomanda rulmentii etansati prin membrane elastice (cauciuc sintetic) dispuse pe o parte sau pe ambele parti (simbol suplimentar RS sau 2RS), in contact cu inelul rotitor.

13.Fixarea rotilor dintate pe arbore

Solutia clasica pentru fixarea pieselor danturate pe arbori este utilizarea unui ajustaj

intermediar intre roata si arbore, fixarea axiala intre un umar al arborelui si o piulita cu saiba de

siguranta, transmiterea momentului de torsiune realizandu-se prin intermdiul unei pene.

Date fiind cresterea acuratetii in proiectare cat si a progresului tehnologic, fiabilitatea

organelor de masini componente a reductoarelor s-a imbunatatit simtitor. Pe o scara din ce in ce mai

larga se practica fixarea prin pana a rotilor dintate pe arbori, imbinarea preluand transmiterea

momentului de torsiune si fixarea axiala.

14.Ungerea angrenajului si rulmentilor

Se realizeaza de obicei cu uleiuri si numai la viteze foarte mici cu unsori. Metoda de ungere

se alege in functie de viteza periferica a rotilor dintate, pana la 12-15 m/s utilizandu-se ungerea prin

barbotare, iar peste aceste valori, ungerea prin stropire cu ajutorul unui circuit de ungere cu pompa

de ulei.

La ungerea prin barbotare, capacitatea baii de ulei este de 0,35-0,7 l pentru 1kW transmis

si ,in general, roata mare trebuie sa patrunda in baia de ulei minim 1 modul si maxim 6 moduli. La

viteze mici, roata mare se poate scufunda pana la 1/3 din diametrul ei. Este asigurata astfel

imprastierea uleiului in tot interiorul carcasei, ceata de ulei astfel creata asigurand ungerea

angrenajului si rulmentilor, dar si preluarea cantitatii de caldura provenita din pierderile prin

frecare.

Pentru reductoarele cu roti dintate de uz general se utilizeaza uleiuri pentru transmisii

industriale (STAS 10588-76).

15.Elemente auxiliare

Pentru o buna functionare si usoara intretinere a reductoarelor trebuie asigurate posibilitatea

umplerii si golirii cu ulei, verificarea nivelului acestuia, examinarea periodica a danturii, egalizarea

presiunii din reductor cu cea atmosferica, ridicarea, manipularea si transportul., precum si

identificarea reductorului.

16.Varianta constructiva aleasa Pag. 9

Proiect de semestru

Alegerea s-a oprit asupra variantei constructive I: reductor de uz general cu angrenaj

cilindric cu dinti drepti in clasa VI de precizie, avand arborii situati in plan vertical, iesirea opusa

intrarii, lagare cu rulmenti radiali cu bile pe un rand, carcasa demontabila din fonta, sprijin inferior,

ungere cu ulei prin barbotare.

Pentru constructia carcasei a fost aleasa fonta cenusie datorita rigiditatii sale, capacitatii

de absorbtie a vibratiilor, bunei conductivitati termice, aschiabilitatii ridicate, pretului competitiv al

materialului in sine dar si al pieselor prin existenta posibilitatii mecanizarii procedului de turnare.

Carcasa este construita din doua bucati, iar planul de separatie coincide cu planul axei

arborilor, etansarea in acest plan facandu-se “metal pe metal”. Doua stifturi cilindrice asigura

pozitia relativa a capacului si carcasei propriu-zise. Forma tehnologica a costructiei rezida si in

usurinta realizarii alezajelor datorita inexistentei umerilor sau canalelor de sprijin a rulmentilor sau

a inelelor elastice.

Fiind un otel de larga utilizare, cu caracteristici mecanice potrivite cerintelor, avand un

bun raport pret-calitate, pretandu-se prelucrarilor prin deformare plastica la cald, avand o buna

aschiabilitate si caruia i se aplica un tratament termic uzual ce nu necesita echipamente deosebite,

OLC 60 este materialul din care s-a prevazut a se costrui arborele de intrare, OL 60 este materialul

prevazut pentru constructia arborelui de iesire, OLC 60 pentru pinion si OLC 35 pentru roata

dintata.

Incarcarea moderata si vitezele periferice relativ mici au facut ca pentru rezemarea

arborilor sa fie utilizati rulmenti radiali cu bile pe un rand. Alte argumente aduse in sprijinul acestei

alegeri sunt montaj relativ simplu si bine stapanit de muncitori, faptul ca pentru operatiile de

montare-demontare nu sunt necesare scule si dispozitive speciale.

Forta axiala din angrenaj mentine jocul axial in aceiasi parte. Marimea acestuia se

calculeaza in functie de lungimea arborilor si distanta dintre reazeme.

Date fiind dimensiunile arborelui de intrare si cele ale pinionului acestea vor face corp

comun. Fixarea rotii pe arbore se face prin seraj acest lucru simplificand costructia prin eliminarea

unei serii de piese si prelucrari auxiliare (piulita si saiba de fixare, filet si canal) si se exclud

dezechilibrele si jocurile introduse de aceste piese. Aceasta asamblare este cea care asigura

transmiterea momentului de torsiune. Umarul practicat pe arbore preia forta axiala, iar pana are

numai rol de siguranta. Literatura de specialitate ofera date pentru calculul acestei imbinari,

inclusiv a temperaturii la care aceasta se realizeaza. Rectificarea danturii se face dupa operatia de

frezare, lucru care asigura o buna pozitie a danturii

Folosirea fontei cenusii, a procedeului de turnare ca modalitate de fabricatie si a

operatiei de forjare, a rulmentilor radiali cu bile si a procedeului de seraj, duc la realizarea unui cost

global minim al reductorului. Pag. 10

Proiect de semestru

Intre carcasa reductorului si rulmenti se realizeaza un ajustaj intermediar, iar intre arbori

si rulmenti un ajustaj cu strangere. Pentru a face posibila montarea – demontarea rotii de curea pe

arbore, aceasta se introduce cu un ajustaj intermediar, momentul de torsiune se transmite printr-o

pana montata atat in arbore cat si in roata de curea cu un ajustaj intermediar.

Reductorul este echipat cu dop de golire, aierisitor, indicator de nivel, capac de

inspectie, inele de ridicare si eticheta.

17.Transmisii prin curele trapezoidale

Consideratii generale

Curelele trapezoidale se utilizeaza in general pentru transmiterea unor puteri mai mici sau

egale cu 1200 kW, la viteze periferice de pina la 40 m/s si rapoarte de transmitere i12 pina la 7 (exceptional 10).

In functie de marimea raportului dintre latimea de calcul masurata pe linia neutra si inaltimea sectiunii curelei, curele trapezoidale se executa in doua variante: clasice si inguste.

Curelele trapezoidale clasice se executa in urmatoarele tipodimensiuni: Y, Z, A, B, C, D, E, putindu-se utiliza la viteze periferice de pina la 30 m/s.

Curele trapezoidale inguste se executa in urmatoarele tipodimensiuni: SPZ, SPA, SPB, SPC, putindu-se utiliza la viteze periferice v de pina la 40 m/s. Ele poseda o capacitate portanta mai mare, ca urmare a repartizarii mai bune a sarcinii pe latime, asigurind astfel posibilitatea reducerii cheltuielilor materiale pentru curea si roata. Datorita acestui fapt la constructiile noi se recomanda utilizarea curelelor trapezoidale inguste, cele clasice fiind utilizate numai la utilaje existente, in cazul unor reparatii sau modificari.Pentru dimensiunile principale ale rotilor de curea se va consulta STAS 1162-77.

Alegerea distantei axiale intre cele doua limite prescrise se face tinind seama de influenta acesteia asupra durabilitatii curelei, numarul de curele necesar precum si de anumite conditii de gabarit impuse. Daca nu avem limitata distanta axiala prin conditii de gabarit, se recomanda alegerea distantei axiale spre limita maxima pentru a marii durabilitatea curelei prin micsorarea frecventei indoirilor si micsorarea numarului necesar de curele.

Pag. 11

Proiect de semestru

19. Schema cinematica a transmisiei cu curele

20.Roti pentru curelele trapezoidale

Rotile de curea trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii: sa fie usoare, echilibrate, bine centrate pe arbore, sa aiba o buna aderenta si sa nu uzeze cureaua.

Materialele utilizate in constructia rotilor de curea sunt: fonta turnata (la v < 30 m/s), otel, aluminiu, materiale plastice, lemn, sau carton presat.

Forma si dimensiunile canalelor rotilor pentru curele trapezoidale sunt prezentate in STAS 1162-77, in functie de tipul curelei.

Pentru prescrierea abaterilor de forma si pozitie a sectiunii canalului rotii de curea se va folosi STAS 1162-77.

21.Elemente de tehnica securitatii muncii

- carcasa de protectie la tronsonul transmisiei prin curea trapezoidala ;

- in cazul aparitiei unei defectiuni se scoate din functionare instalatia si doar dupa oprirea

completa a reductorului se intervine asupra defectiunii;

- se asigura o fixare cat mai buna a reductorului in fundatie;

- se asigura un nivel minim de ulei in baia reductorului;

Capitolul II

MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

Sa se proiecteze o transmisie cu roti dintate cilindrice cu dinti drepti , cu o treapta de

reducere pentru urmatoarele date initiale: puterea motoare electrica P = 3.2 [kW], turatia motoare

electrica n = 1720rot/min si raportul de transmitere 4.6.

Pag. 12

Proiect de semestru

1. Impartirea rapoartelor de transmitere pe trepte

I = Ic · I12, unde: Ic raport de transmitere la curea

I12 raport de transmitere al angrenajului

I12 = 3.15 - se alege conform STAS 6012-82 si recomandarilor din [3.tab 3, pg84 ], precum si

restrictiilor impuse de tema de proiect (U = 4.6).

Ic = I / I12 = 4.6/ 3.15

Ic = 1.46

Pag. 13

Proiect de semestru

2. Calculul turatiei arborilor si a momentelor de torsiune

Puterea calculata pe arborele 1, P1

P1 = Pm · c · rulm · angr [kW] unde: Pm puterea transmisa pe arborele intrare; Pm = 3.2 kW

c randamentul transmisiei cu curele;

rulm randamentul rulmentului ;

angr randamentul angrenajului;

c = 0,95 [1.tab 3.1, pg. 83]

rulm= 0.993 [1.tab 3.1, pg. 83]

angr = 0.97 [1.tab 3.1, pg. 83]

P1 =3.2· 0,993· 0,95· 0,97 = 2.92 kW

P1 = 2.92 kW

Puterea calculata pe arborele 2, P2

P2 = P1 · rulm

P2 = 2.92· 0,993 = 2.89 kW

P2 = 2.89 kW

Turatia calculata pe arborele 1, n1

n1= nm / Ic [rot/min] unde: nm turatia arborelui intrare-reductor; nm =1720 rot/min

n1 = 1720 / 1.46=1178.02 rot/min

n1 = 1178.02 rot/min

Turatia calculata pe arborele 2, n2

n2= n1 / I12 [rot/min]

n2 = 1178.02 / 3.15 = 373.9 rot/min

n2 = 373.9 rot/min

Momentul de torsiune motor, Tm

Tm = 9550 · Pm/nm [Nm] unde Tm momentul de torsiune motor ;

T m= (9550 · 3.2) / 1720 = 17.76 Nm

Tm = 17.76 Nm

Momentul de torsiune al arborelui 1, T1

T1 = 9550 · P1/n1 [Nm] unde T1 momentul de torsiune al arborelui de intrare in reductor

T1 = (9550 · 2.92) / 1178.02 = 23.67 Nm

T1 = 23. 67 Nm

Momentul de torsiune al arborelui 2, T2

T2 = 9550 · P2/n2 [Nm] unde T2 momentul de torsiune al arborelui de iesire in reductor

T2 = (9550 · 2.89) / 373.9 = 73.81 Nm

T2 = 73.81 Nm

Pag. 14

Proiect de semestru

3.Alegerea materialelor pentru arbori [1.tab4.2. pg89]

Pentru arborele 1, cel de intrare in reductor se alege OLC 60 STAS 880-81 cu urmatoarele

caracteristici :

- duritate 210 HB;

- Rm = 80 daN/mm2 ;

- τh lim = 1.5 . HB+200=515 MPa ;

- τf lim = 0.4 . HB+140=224 MPa;

Pentru arborele 2, cel de iesire din reductor se alege OL 60 STAS 500-81 cu urmatoarele

caracteristici :

- duritate 175 HB;

- Rm = 80 daN/mm2 ;

- τh lim = 1.5 . HB+120=382.5MPa;

- τf lim = 0.4 . HB+100=170MPa;

4. Predimensionarea capetelor de arbori

Capatul de arbore 1,cel de intrare se alege de pe coloana C [1.tab 9.4.142] .

Capatul de arbore 2,cel de iesire se alege de pe coloana B [1.tab 9.4.142] .

Pentru arborele 1 deoarece Rm este diferit de 500…600 MPa se face corectie la momentul de

torsiune efectiv. Se calculeaza coeficientul de corectie cu relatia:

K= Rm /55 = 80 / 55 = 1,45

K = 1,45

Rezulta un moment de torsiune efectiv :

Mte = T1 /K = 23,67 / 1,45 = 16,32 Nm

Cu aceasta valoare se alege din tabel dimensiunea capatului de arbore :

d1= 24 mm;

- pentru seria scurta se alege l1= 36 mm ;

Capatul arborelui 2, cel de iesire, pe baza tabelului are dimensiunile:

d2= 30 mm; l2= 58 mm;

5. Predimensionarea angrenajului

Din tabelul 4.2 si tabelul 4.3 [1.pg 89] se aleg materialele utilizate la pinion si roata dintata.astfel:

-pentru pinion se alege OLC60 STAS 880-80;

duritate: 210HB;

τh lim=1,5HB+200=515 MPa;

τf lim=0,4HB+140=208 MPa;

Rm= 80daN

Pag. 15

Proiect de semestru

-pentru roata dintata se alege OLC35 STAS 880-80;

duritate:170HB;

τh lim=1,5HB+200=455MPa;

τf lim=0,4HB+140=208MPa;

Rm= 80daN

Se mai alege numarul de dinti al rotii motoare,z1, intre valorile 25…30.

Se dimensioneaza la presiune de contact (materialul are duritate <350 HB)

Se calculeaza raportul de angrenare:

u=Z2/Z1=88/28=3,14;

Se calculeaza abaterea:

du=(3,15-3,14)/3,15=0,01/3,15=0,003;

du=0,003%;

Calculul modulul normal, mn pentru angrenajul cilindric cu dinti drepti .

Modulul s-a calculate cu relatia [7.pg 124]

unde: m n - modulul normal (standardizat)

b / m n = 20 [1.tab 3.6 pg 87]

z1 = 28

ZE = 190 - factorul de elasticitate

Hlim = 515 N/mm2 – presiune limita de contact dintre flancurile dintilor

SHlim = 1,15 – factor de siguranta pentru rezistenta la contact – se alege (1..1,3)

H p = (Hlim / SHlim)ZNT . ZL . ZV

. ZR . ZW

. ZX

ZNT = 1; ZL = 1; ZV = 1; ZR = 1; ZW = 1; ZX = 1;

= (515 / 1,15) 1 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1

H p = 447,826 N/mm2

m = 2.004 mm

Pag. 16

Proiect de semestru

Se alege valoarea din STAS 828-81 m n = 2 mm

Latimea danturii, b

b = 20 · m n

b = 40 [mm]

Numarul de dinti al rotii conduse, z2

I12 = z2 / z1, unde z2 – numarul de dinti al rotii conduse

z1=28 – numarul de dinti al rotii motoare

z2 = z1 · I12

= 28 · 3.15 = 88

z2 = 88

Calculul diametrelor de divizare

d1= mstas . z1= 2 . 28=56,00 mm

d2= mstas . z2=2 . 88=176,00 mm

Calculul distantei axiale elementare

a = (d1 + d2 ) / 2 = m stas · (z1 + z2 ) /2

unde a – distanta axiala a angrenajului

= 2 · (28 + 88 ) / 2

= 116

Se realege numarul de dinti

z1= 27, rezulta z2= 27 . 3,15= 85,05

z2=85

Se recalculeaza distanta axiala

a= mstas(z1+z2)/2 = 112

Se alege din STAS 6055-68 aSTAS = 112 mm;

Recalcularea diametrelor de divizare

d1 = mstas . z1 = 2 . 27 = 54 mm;

d1 = 54 mm;

d2 = mstas . z2 = 2. 85 = 170 mm;

d2 = 170 mm.

Calculul diametrului cercurilor de cap

da1 = mstas . (zA+2ha*) = 2 . (27+2) = 58 mm;

da1 = 58 mm;

ha* - coeficientul inltimii capului dintelui;

Pag. 17

Proiect de semestru

ha* = 1.

da2 = mstas . (z2 +2 . ha

*) = 2 . (85+2) = 174 mm;

da2 = 174 mm.

Calculul diametrelor cercurilor de picior

df1 = mstas . (z1- 2 . ha

* - 2 . c*) = 2 . (27 – 2 – 0.5) = 49 mm;

df1 = 49 mm;

df2 = mstas . (z2 - 2 . ha

* - 2 . c*) = 2 . (85 – 2 – 0,5) = 165 mm;

df2 = 165 mm;

c* - jocul de picior;

c* = 0,25;

Calculul inaltimii dintelui

h = mstas(2 . ha* + c*) = 2 . (2 . 1 + 0.25) = 4,5 mm;

h = 4.5 mm;

Diametrele cercurilor de rostogolire, dw1, dw2

– al pinionului:

dw1 = (2 . aw . z1)/(z1 + z2) = (2 . 112 . 27)/(27 + 85) = 54 mm;

dw1 = 54 mm;

- al rotii dintate:

dw2 = (2 . aw . z2)/(z1 + z2) = (2 . 112 . 85)/(27 + 85) = 170 mm;

dw2 = 170 mm;

Calculul de verificare

h = (da1- df1)/2 = (58 - 49)/2 = 4.5 mm;

h = (da2- df2)/2 = (174 - 165)/2 = 4.5 mm;

astas= (dw1 + dw2)/2 = (54 + 170)/2 = 112 mm;

Schita de verificare a dimensiunii angrenajului(executata la scara de 1:1). Pag. 18

Proiect de semestru

6. Gradul de acoperire Pag. 19

Proiect de semestru

= (z1 / 2 · [tan a 1 + ( z2 / z1 ) · tan a 2]

sau

da12 – db1

2da22 – db2

2aw . sin 20o] / 2 . . mn . cos 20o

unde gradul de acoperire

7. Verificarea danturii la solicitarea de incovoiere

Se face cu relatia urmatoare:

F = [2 · T1· KA · KV · KF · KF/ (dw1 · b · mn ) ] · YFa · YSa · Y

unde: F - tensiunea de incovoiere la baza dintelui

YFa - factorul de forma al dintelui (din fig 2.36)

Pentru n = 20o; ha = 1 . m = 2; ha0 = 1,25;

Rezulta YFa = 2,66;

YSa - factorul concentratorului de tensiune(fig.2.37)YSa = 1,68;

Y - factorul gradului de acoperire det cu relatia:

Y = 0,25 + 0,75 / = 0,25 + 0,75 / 1,84 = 0,657

KA =1 – factorul de suprasarcina exterioara pt masina antrenata cu sarcina uniforma iar

masina motoare este un motor electric cu turbina(tab 2.1)

KV = 1,08 - factorul dinamic ales in functie de clasa de precizie 6 (conform tab 2.38 pag 51)

KF = 1,15 pentru clasa de precizie 6 (tabel 2.2)

v = ( . dw1. n1)/60 . 1000 = (3,14 . 54 . 1178)/ 60 . 1000 = 3,32

v = 3,32;

v . z1/100 = 1,79;

KFpentru dinti drepti, caliti, clasa 6 de precizie(tabel 2.3)

F = [2 · 23670 ·1 · 1,08 · 1.15 · 1/ ( 40 · 2 · 54) ] · 2.66 · 1.68 · 0.657

F = 39,959 N/mm2

FP = [(Flim · YST · YNT ) / SFlim ]· YrelT · YRrelT · Yx

unde Flim = 208 N/mm2 – tensiunea admisibila de incovoiere limita, determinata din conditia

evitarii deformatiei permanente la incovoiere a dintilor.(pt OLC 35)

YST = 2 – factorul de corectare a efortului unitar

YNT = 1 [tab 2.6]

NL = 60 . n . Lh >= 3. 106(tabel 2.6)

NL = 60 . n . T; Pag. 20

Proiect de semestru

T – numarul de ore de funcionare[h];

T = 15.000….20.000 ore de functionare;

n – turatia la pinion[rot/min]

SFlim = 1,7

YrelT = 1

YRrelT = 1 (pentru m<= 5; tabel 2.7, pg 55)

Yx = 1 [tab 2.7]

FP = [(208 · 2 · 1 ) / 1,7 ]· 1 · 1 · 1

FP = 244,705 N/mm2

Se observa ca dintele rezista la solicitarea de incovoiere deoarece:

F = 39,959 N/mm2 < FP = 244,705 N/mm2

8. Verificarea danturii la solicitarea de presiune de contact

Verificarea se efectueaza cu relatia de mai jos

H = ZH · ZE · Z · [(2 · T1 / db1 2 ) · ((U12 + 1)/U12) · KA · KV · KH · KH1/2

unde: F - tensiunea de incovoiere la baza dintelui

ZH = (2/cos2)1/2 = (2/0,883)1/2 = 1,5;

ZH = 1,5;

ZE = 190 (N/mm2)1/2 ;

U = z2/z1 = 85/27 = 3,14

Z = [(4- 1/2 = [(4 – 1,84)/3]1/2 = 0,84

Z = 0,84

KH = 1,3 pentru clasa de precizie 6(tabel 2.2)

KHpentru dinti drepti, necaliti, clasa 6 de precizie(tabel 2.3)

KA =1 – factorul de suprasarcina exterioara pt masina antrenata cu sarcina uniforma iar

masina motoare este un motor electric cu turbina(tab 2.1)

KV = 1,08 - factorul dinamic ales in functie de clasa de precizie 6 (conform tab 2.38 pag 51)

H = 1,5·190·0,777·0,84·[(2·23670 / (40 · (54)2 )·((4,14)/3,14) ·1·1,08·1,3·11/2

H = 206.63 N/mm2 ;

Efortul unitar admisibil la presiunea de contact:

HP = [(Hlim · ZNT ) / SHlim ]· ZL · ZV · ZX · ZR · ZW

unde Hlim = 455 N/mm2 [pg.39, tab.2.4]

tab 2.11

SHlim = 1,15 Pag. 21

Proiect de semestru

ZL = CZL + (4·(1-CZL) / (1,2 · 134/40 )2)

ZL = 0,963

unde CZL = ((Hlim – 850) / 350) · 0,08 + 0,83 = 0,739

Pentru ungerea angrenajului s-a ales un ulei TIN82EP [STAS 10588-76] cu viscozitatea

cinematica la 40ºC, 40 = 140 mm2/s

ZV = CZV + (2·(1-CZV) / (0,8 +32/V1 )1/2)

ZV = 0,75 + (2· (1 - 0,75) / (0,8 + 32 / 3.32)1/2)

= 0,904

unde CZV = ((Hlim – 850) / 350) · 0,08 + 0,85 = 0,75

V1 = ( dw1 n1/ 60·1000) = 3,32 m/s

ZX = 1 – pentru otel de imbunatatire [tab 2.12]

ZR = (3/Rz100)CZR

unde Rz100 =3 . (Ra1+Ra2) . (100/astas)1/3 = 9.24;

se alege Ra1 = 1.6 si Ra2 = 1.6 (inaltimile rugozitatii) pentru clasa de precizie 6

CZR = (1000 - Hlim ) / 5000 + 0,12 = 0.229

ZR = 0.772

ZW = 1,2 – ((HB-130)/1700) = 1,2 – ((170-130)/1700) = 1.177

HP = [(455 · 1 ) / 1,15 ]· 0,963 · 0,904 · 0,772 · 1 · 1,177

HP = 312.969 N/mm2

Se observa ca dintele rezista la solicitarea de presiune de contact deoarece:

H = 206.63 N/mm2 < HP = 312.969 N/mm2.

9.Dimensionarea rotii dintate conduse (de pe arborele de iesire)

Aceasta se face conform [1.tab. 10.1 pg. 161 ]

Se alege: m = 2 mm;

d = 40 mm;

Se recomanda: δ = (2,5…3)mt; Pag. 22

Proiect de semestru

Se alege: δ = 2,5 . 2= 5 mm;

δ = 5 mm ;

se alege: δ1 = 1,1 . 5;

δ1 = 5,5 mm;

dc= 1.6 . d

dc= 64 mm;

se recomanda l = (1,0…1,5)d;

se alege l = 1,075 . b

l = 43 mm;

se alege dg=0.5 . (de+ dc)

de= df2 - 2δ

de= 155 mm

dg= 109,5 mm ;

se recomanda d0= (de- dc)/(2,5...3)

d0= 40 mm.

12. Calculul transmisiei cu curele[1.tab. 17.2 pg 394 ].

S-a ales transmisia prin curele trapezoidale STAS 7192-76.

Nu se utilizeaza rola de intindere.

Transmisiile prin curele trapezoidale se calculeaza pe baza prescriptiilor din STAS 1163-71

in functie de puterea de transmis si turatia arborilor.

a. Alegerea profilului curelei: STAS 1163-71 – nomograma nr.6; curea trapezoidala ingusta

SPZ

b. Diametrul de calcul al rotii motoare: Dp1 = 100 mm; STAS 1163-71,

STAS 1162-67

c. Diametrul de calcul al rotii conduse: Dp2 = i ·Dp1

Dp2 = 146 mm;

Dpm= (Dp1+ Dp2)/2 = 123 mm; Pag. 23

Proiect de semestru

d. Distanta axiala: 0,7 · (Dp1 + Dp2) < A < 2 · (Dp1+Dp2)

A = ¾ · 2 · (Dp1 + Dp2)

= 350

A = 350 mm

e. Unghiul dintre ramurile curelei: 2 · arcsin (( Dp2 - Dp1)/2A)

= 2 · arcsin 0,065

= 7,44º

f. Unghiul de infasurare pe rotile de curea:

g. Lungimea primitiva a curelei: Lp = 2A+·Dpm+(Dp2-Dp1)2 /4A

= 700+3,14 ·123+(46)2/4·350

= 1087,73 mm

Lp = 1120 mm (STAS 1163-71)

h. Viteza periferica a curelei: v = Dp1 · n1/19100 [m/s]

v = 100 · 1720/19100

v = 9 m/s (v < 40 m/s - curele trapezoidale inguste)

i. Calculul numarului de curele, z:

z0 = P · Cf / CL· C· P0

unde: Cf =1,1 [1.tab.17.5] - coeficient de functionare

CL=0,93 [1.tab.17.6] – coeficient de lungime

C=0,99 [1.tab.17.7] – coeficient de infasurare

P0=2,88 [1,tab17.3] – puterea trasmisa de o curea

z0 = 1,1 · 3,2 / 0,93 · 0,99 · 2,88

z0 = 1.32

z = z0 / cz unde cz = 0,95 [1,tab 17.8] - coeficientul numarului de curele

= 1.49

Se alege: z = 2 curele

j. Determinarea fortei periferice transmise, Fu [N]

Fu = 1000 · Pc/v [3, pag. 679]

Fu = 1000 · 3,2 / 9

Fu = 355 N

k. Reactiunea pe arbore, S [N]

S = (1,5…2) · Fu = (1,5…2) · 355

Pag. 24

Proiect de semestru

S = (532,5…710) N

l. Cote de modificare a distantei dintre axex >= 0.03 . Lp => 0.03 . 1120 = 33.6 mm;y >= 0.015 . Lp => 0.015 . 1120 = 16.8 mm;

12. Dimensionarea rotii de curea

Materialul ales pentru realizarea rotii de curea este fonta turnata deoarece viteza periferica a

acesteia este mai mica de 30 m/s.

lp= 8.5 mm

n = 2,5 mm

m = 9 mm

f = 8 mm

e = 12 mm

De = 102.5 mm

Dp = 100 mm

r = 0.5 mm

Dimensiunile carcasei in planul vertical

Grosimea coroanei:

S= 0.025 . a + 1 mm = 0.025 . 112 + 1 = 3.8 mm

Grosimea nervurilor:

S1= 0.8 . S = 3.04 mm

Grosimea fundului coroanei:

S2= 2.4 . S = 9.12 mm Pag. 25

Proiect de semestru

Grosimea umarului de jos pentru fixare:

S3= 1.5 . S = 5.7 mm

Grosimea capacului :

S4= 0.8 . S = 3.04 mm

Grosimea nervurilor de pe capac:

S5= 0.65 . S = 2.47 mm

Grosimea umarului de sus pentru fixare:

S6= 1.2 . S = 4.56 mm

Diametrele suruburilor

d= 0.04 . a + 12 = 4.48 + 12 = 16.48 mm

d1= 0.75 . 16.48 = 12.36 mm

d2= 8.24 mm

Numarul suruburilor din fundatie:

n= (L+B)/220 = 445 / 220 =2.02 => 2 suruburi

Distanta minima de la roti la capac:

Δ= 1.1 . S = 4.18 mm

Pag. 26

Proiect de semestru

14.Realizarea configuratiei rotii dintate conduse (scara 1:1)

Pag. 27

Proiect de semestru

15. Calculul şi alegerea elementelor constructive ale reductorului montate pe arboria. Rulmenti. – STAS 3920-87- rulmenti radiali cu bile pe un rand

Arbore I Arbore II

Rulment 30307 d = 30 Rulment 30308 d = 40

D = 62 D = 80

B = 16 B = 18

A = 16 A = 20

a. Pene - STAS 1004-81

Calculul si verificarea penelorMaterialul ales pe confectionarea penelor utilizate in proiect este otel cu rezistenta de rupere la tractiune de minim 590 MPa. Calculul si verificarea se face conform urmatoarei formule :

lc = (4* Mt )/h*d*σas ≤ lSTAS

Arbore I Arbore II

- capat arbore -capat arbore

d = 24 d = 36

b = 8 b = 10

Pag. 28

Proiect de semestru

h = 7 h = 8

t1 = 4.0 t1 =5

t2 = 3.3 t2 = 3.3

l = 25 l = 36

Notare STAS a penelor: 8x7x24 10x8x36-pana disc STAS 1004 – 81 - pana disc STAS 1004 - 81

c.Mansete - STAS 7950/2-87- cu buza de etansare STAS 7950/2 -87

Arbore I Arbore II

d = 28 d = 35

D = 50 D = 55

b = 10 b = 10

d.Dimensionarea capacului pentru rulmenti.Dimensiunile capacelor utilizate pentru fixarea rulmentilor sunt identice.Materialul utilizat la confectionarea capacelor este fonta.Calculul dimensiunii capacului sa realizat pe baza [1.pg 125].

Pentru capacul de pe arborele de intrare:

D = 62 mm;

S = 25 mm;

Pentru capacul de pe arborele de iesire:

D = 80 mm;

S = 23 mm;

e.Verificarea rulmentului de pe arborele

Se cunosc urmatoarele date despre rulment: - tipul rulmentului: radial-axial cu role conice seria 30307.

Pag. 29

Proiect de semestru

- date din catalog: - C = 44 kN; - y = 1.6 ; - x = 0.39 - p = 3.33 ; - incarcarea pe arbori : - rezultanta in primul lagar R1 = 1621.09 N; - rezultanta in al doilea lagar R2 = 966.86 N; - forta axiala Fa1 = 185.82 N; - forta radiala Fr1 = 252.59 N;Se calculeaza fortele proprii din rulment: F ‘

a1 = 0.5 * R1 / y = 0.5 * 1621.09 / 1.6 F ‘

a1 = 506.59 N F ‘

a2 = 0.5 * R2 / y = 0.5 * 966.86 / 1.6 F ‘

a2 = 302.14 NDeoarece F ‘

a1 este diferit de F ‘a2 unul dintre rulmenti preia o sarcina mai mare decat celalalt.

Pentru ca F ‘a1 > F ‘

a2 inseamna ca rulmentul 2 va prelua o sarcina mai mare.Asfel asupra rulmentului 1 va actiona forta: F a2 = F ‘

a1 + F a1

F ‘a2 = 692.41N

Se face vrerificare la incarcare statica cu relatia: Ccalc = P* p√L L= (Lh *n *60) 106

n = 2208 rot/min- turatia arborelui 1; Lh = 20000 ore de functionare; L = (20000*2208*60)/106 = 2649.6 P= X* Fr 1+Y* Fa2 = 0.39* 252.59+1.6*302.14 = 581.934 P = 581.934 N Ccalc = 581.934* 3.33√2649.6 = 6.206 kN Deoarece Ccalc < C inseamna ca rulmentul rezista la incarcare.

f. Verificarea rulmentului de pe arborele 2: Se cunosc urmatoarele date despre rulment: - tipul rulmentului: radial-axial cu role conice seria 30308 - date din catalog: - C = 53 kN; - y = 1.6 ; - x = 0.4 - p = 3.33 ; - incarcarea pe arbori : - rezultanta in primul lagar R1 = 347.26 N; - rezultanta in al doilea lagar R2 = 294.05 N; - forta axiala Fa2 = 186.24 N; - forta radiala Fr2 = 253.16 N ;Se calculeaza fortele proprii din rulment: F ‘

a1 = 0.5 * R1 / y = 0.5 * 347.26 / 1.6= 108.51 F ‘

a1 = 108.51 N F ‘

a2 = 0.5 * R2 / y = 0.5 * 294.05 / 1.6 = 162.45 N F ‘

a2 = 91.89 N

Pag. 30

Proiect de semestru

Deoarece F ‘a1 este diferit de F ‘

a2 unul dintre rulmenti preia o sarcina mai mare decat celalalt.Pentru ca F ‘

a1 < F ‘a2 inseamna ca rulmentul 2 va prelua o sarcina mai mare.

Asfel asupra rulmentului 1 va actiona forta: F a3 = F ‘

a2 + F a2

F ‘a3 = 278.13 N

Se face vrerificare la incarcare statica cu relatia: Ccalc = P* p√L L= (Lh *n *60) 106

n = 552 rot/min- turatia arborelui 2; Lh = 20000 ore de functionare; L = (20000*552*60)/106 = 662.8 P= X* Fr 2+Y* Fa3 = 0.4* 253.16+1.6*278.13 = 546.27 N P = 546.272 N Ccalc = 546,27* 3.33√662.8 = 38.43 kNDeoarece Ccalc < C inseamna ca rulmentul rezista la incarcare.

16. Calculul reactiunilor si momentelor in arbori

Planul vertical

Arbore I Fa1

Sa 2 Fr1 4

a = 77 1 3b = 35 V1 V2

a b b

Sa = 596.88 … 795.84 N

Fr1 = 252.59 N

∑ M1 = 0 M1 = V2 · 2b – Fr1 · b – Sa · a = 0

V2 = (252.59 · 35 + 795.48 · 77) / 70

V2 = 892.29 N

∑ M2 = 0 M2 = V1 · 2b – Sa · (a + 2b) – Fr1 · b = 0

V1 = (795.48· 183 + 252.59 · 35) / 70

V1 = 1588.66 N

1-2 M = Sa * x

x = 0 M= 0

x = 77 M = 61279.68 Nm

2-3 M = Sa * x - V1 (x - 77)

Pag. 31

Proiect de semestru

x = 77 M = 61279.68 Nm

x = 112 M = 33530.98 Nm

3-4 M = Sa * x - V1 (x - 77) + Fr1 (x - 112)

x = 112 M = 33530.98 Nm

x = 141 M = 0 Nm

Planul orizontal Ft1

1 2 4

3 H2 Fa1

V1 V2

a b b

Ft1 = 645.28 N

Fa1 = 185.82 N

∑ M1’ = 0 M1

’ = V2’ · 2b – Ft1 · b = 0

V2’ = 645.28 / 2

V2’ = 322.64 N

∑ M2’ = 0 M2

’ = V1’ · 2b – Ft1 · b = 0

V1’ = 322.64 N

∑ X = 0 Fa1 = H2 = 185.82 N

R1 = (V12

+ V1’2)1/2 = 1621.09 N

R2 = (V22

+ V2’2 + H2

2 )1/2 = 966.86 N

1-2 M = 0

2-3 M = V1’ (x – 77)

x = 77 M= 0

x = 112 M = 11292.4 Nm

3-4 M = V1’ (x – 77) - Ft1 (x - 112)

x = 112 M = 11292.4 Nm

Pag. 32

Proiect de semestru

x = 147 M = 0 Nm

Verificarea arborelui

- solicitari compuse

Mi1 = Sa * a

Mi1 = 795.84 * 77 = 61279.68 Nm

Mi2 = - R2 * b

Mi2 = - 966.86 * 35 = - 33840.1 Nm

Mt = 19.71 Nm

Mech 1 = (Mi12 + 0.75* Mt 2 ) 0.5

Mech 1 = 61279.68Nm

Mech 2 = (Mi22 + 0.75* Mt 2 ) 0.5

Mech 2 = 33840.1043 Nm

d1 = 3√ (10* Mech 1 / σat) = 8.49 mm

d2 = 3√ (10* Mech 2 / σat) = 6.96 mm

Cele doua diametre obtinute au valori mai mici decat diamentrul tronsonului de arbore ceea ce inseamna ca arborele rezista la solicitari compuse. - rezistenta la oboseala c =τ otp / τ ot

unde: τ ot – rezistenta efectiva τ ot = (16*9550*Pm)/(π*n*d3) τ ot = 3.73 Nm;

τ otp – rezistenta limita la oboseala a materialului; τ otp = τ o / kτ

Valorile celor doi coeficienti se aleg din [8.tab8.1.pg 91] :

τ otp = 15.84 Nm ccalc = 4.24 valoare care este mai mare decat c=1.4 , coeficientul de siguranta, ceea ce inseamna ca arborele rezista la oboseala.

Pag. 33

Proiect de semestru

Arbore II

1 (Fr22 + Ft2

2)1/2

2 3 H4 Fa2

V3 V4

c c

c = 35 mm

∑ X = 0 Fa2 = H4 = 186.24 N

∑ M3 = 0 M3 = V4 · 2c – (Fr22 + Ft2

2)1/2 · c = 0

V4 = 347,26 N

∑ M4 = 0 M4 = V3 · 2c – (Fr22 + Ft2

2)1/2 · c = 0

V3 = 347,26 N

R3 = (V32 )1/2 = 347.26 N

R4 = (V42

+ H42 )1/2 = 394.05 N

1-2 M = V3 * x

x = 0 M = 0

x = 35 M = 12154.1 Nm

3-2 M = V3 * x

x = 0 M = 0

x = 35 M = 12154.1 Nm

Pag. 34

Proiect de semestru

Verificarea arborelui

- solicitari compuse

Mi3 = R3 * c

Mi3 = 347.26 * 35 = 12154 Nm

Mi4 = - R4 * c

Mi4 = - 394.05* 35 = - 13791.75 Nm

Mt = 19.71 Nm

Mech 3 = (Mi32 + 0.75* Mt 2 ) 0.5

Mech 3 = 12154.011 Nm

Mech 4 = (Mi42 + 0.75* Mt 2 ) 0.5

Mech 4 = 13791.76 Nm

d1 = 3√ (10* Mech 3 / σat) = 11.02 mm

d2 = 3√ (10* Mech 4 / σat) = 11.74 mm

Cele doua diametre obtinute au valori mai mici decat diamentrul tronsonului de arbore ceea ce inseamna ca arborele rezista la solicitari compuse. - rezistenta la oboseala c =τ otp / τ ot

unde: τ ot – rezistenta efectiva τ ot = (16*9550*Pm)/(π*n*d3) τ ot = 5.69 Nm;

τ otp – rezistenta limita la oboseala a materialului; τ otp = τ o / kτ

Valorile celor doi coeficienti se aleg din [8.tab8.1.pg 91] :

τ otp = 15.84 Nm ccalc = 2.87 valoare care este mai mare decat c=1.4 , coeficientul de siguranta, ceea ce inseamna ca arborele rezista la oboseala.

Pag. 35

Proiect de semestru

17. Calculul şi alegerea celorlalte elemente constructive ale reductorului

a. Aerisitor [1.tab. 8.10.pg 129 ]

Materialul utilizat este otel d = 10 mm D = 13 mm L = 16 mm l = 8 mm d1= 3 mm a = 2 mm S = 14 mm Notare STAS: M10X16.

b.Capacul de vizitare

Materialul folosit pentru capac este fonta.

c = 60 mm; e = 80 mm; l1 = 30 mm; a = 20 mm; l3 = 40 mm ;

c.Inelul de ridicare [1.tab.8.22 pg137]

Materialul folosit la confectionarea inelului este otel.

d1 = 24 mm;d2 = 24 mm;d3 = 40 mm; h = 25 mm;d = 10 mm ;

Pag. 36

Proiect de semestru

d.Dopul de golire [1.tab.8.8 pg128]

Materialul ales pentru fabricarea dopului de golire este otel.

H = 55 mm a = 3 mm l = 12 mm d = 12 mm S = 13 mm D = 20mm

Notare STAS : M12X70

e. Indicatorul de nivel [1.tab8.20 pg136]

Materialul utilizat la confectionarea jojei este otelul.

D = 25 mm H = 20 mm D1 = 18 mm d1 = 12 mm d = 5 mm

f.Suruburi de fixare in fundatie Materialul folosit este otel.

L = 107 mm d = 12 mm S = 17 mm D1 = 18 mm D2 = 24 mm

Notare STAS M12X40

g.Elemente privind imbinarea carcasei de capacul reductorului

- surub M10X45 L = 45 mm d = 10 mm

Pag. 37

Proiect de semestru

S = 17 mm D1 = 18 mm D2 = 24 mm

Notare STAS M10X45

- surub M12X110 L = 110 mm d = 12 mm S = 17 mm D1 = 18 mm D2 = 24 mm

Notare STAS M12X110 -stift cilindric

Materialul utilizat pentru confectionarea stiftului este otelul.

l = 20 mm; d = 6 mm;

Notare STAS : A6X20 STAS 1599-80/OL 60.

h.Elemente privind asigurarea rotii de curea

-saiba plataMaretial utilizat este otel

D = 15 mm d = 8 mm S = 3 mm

Notare STAS : SAIBA A8 STAS 5200-80.

-surub de fixare

L = 12 mm d = 6 mm S = 10 mm D1 = 14 mm D2 = 15 mm Notare STAS M7X12

18. Calculul la incalzire al reducrorului.

Pag. 38

Proiect de semestru

Pentru a calcula temperatura uleiului din baia de ulei se considera reductorul montat pe un postament de metalic intr-o incapere in care circulatia aerului este scazuta. Temperatura uleiului din baia de ulei, in cazul carcaselor inchise cand nu are loc recircularea uleiului , se calculeaza cu ecuatia de echilibru termin:

t = t 0 + (P2*(1 - ηt))/(λ *Sc* ηt)

unde: t 0 – temperatura mediului ambiant(t 0 = 18ºC); P2- puterea arborelui de iesire din reductor, in watt; ηt- randamentul total al reductorului; Sc- suprafata de calcul a reductorului, in m2 : Sc= 1.2 * S unde S reprezinta suprafata laterala plus suprafata bazei reductorului. Aceasta suprafata se majoreaza cu 20% pentru a tine seama de nervurile de regidizare; S = 2*(L+l)* H + L* l; L = 0.27 m l = 0,15 m H = 0.34 m S = 0.3261 m2

Astfel se obtine : t = 67.71 ºC < 70 ºC- valoarea maxima a temperaturii uleiului din baia de ulei.

III. BIBLIOGRAFIE

1. Antal A., s.a –Reductoare, 1994

3. Chşiu.A, s.a–Organe de masini, Editura Didactica şi Pedagogica-1981

4. *** Atlas reductoare cu roţi dinţate, Editura didactică şi pedaogică Bucureşti 1981

5. *** Culegere de STAS-uri, Organe de maşini, volumul II.

6. I.Draghici, A.Jula, s.a -Organe de masini,probleme, Editura Didactica şi Pedagogica-1980.

7. Antal A., Tataru. O –Elemente pentru proiectarea angranajelor, Editura Todeco-2000, Cluj-Napoca

8. Stere N. – Organe de masini , Editura Didactica si Pedgogica- 1978, Bucuresti

Pag. 39

Proiect de semestru

9. Felicia Sucală – Organe de maşini, Vol.I, Ed. Transilvania Press 1994

10. Mihail Hârdău – Rezistenţa materialelor, UTPRESS 2004, Cluj- Napoca

Pag. 40