om2 electromecanici curs6 6ore

61
CUPLAJE CUPLAJE OM2 OM2 - - Electromecanici Electromecanici - - Curs6 Curs6 UMC UMC - - 6 ORE 6 ORE

Upload: ultrapopeye

Post on 16-Dec-2015

50 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

organe masini

TRANSCRIPT

  • CUPLAJECUPLAJE

    OM2OM2--ElectromecaniciElectromecanici--Curs6Curs6UMCUMC--6 ORE6 ORE

  • 2Universitatea Maritima Constanta

    n afara funciei principale de transmitere a sarcinii (moment dn afara funciei principale de transmitere a sarcinii (moment de torsiune) i a e torsiune) i a micrii de rotaie, cuplajele pot ndeplini i o serie de funcmicrii de rotaie, cuplajele pot ndeplini i o serie de funcii suplimentare, precum:ii suplimentare, precum:

    compensarea abaterilor de poziie a elementelor legate prin cuplcompensarea abaterilor de poziie a elementelor legate prin cuplaj, abateri aj, abateri datorate erorilor de execuie i montaj;datorate erorilor de execuie i montaj;

    legarea unor arbori cu axe paralele sau concurente;legarea unor arbori cu axe paralele sau concurente; protecia transmisiei din care fac parte de ocuri i vibraii;protecia transmisiei din care fac parte de ocuri i vibraii; limitarealimitarea sarciniisarcinii transmisetransmise;; limitarealimitarea turaieituraiei;; decuplarea transmiterii micrii la schimbarea sensului de rotadecuplarea transmiterii micrii la schimbarea sensului de rotaie;ie; ntreruperea comandat a legturii dintre elemente.ntreruperea comandat a legturii dintre elemente.Datorit marii diversitDatorit marii diversiti de tipuri constructive de cuplaje existente n practic, o i de tipuri constructive de cuplaje existente n practic, o

    clasificare general acceptat este dificil de realizatclasificare general acceptat este dificil de realizat. D. Din acest motiv se apeleaz la criterii de in acest motiv se apeleaz la criterii de clasificare ce prezint un grad mare de generalitateclasificare ce prezint un grad mare de generalitate, cum ar fi: procesul fizic de transmitere , cum ar fi: procesul fizic de transmitere a sarcinii a sarcinii mecanic (contact direct, frecare), hidraulic sau electric; contmecanic (contact direct, frecare), hidraulic sau electric; continuitatea transmiterii inuitatea transmiterii sarcinii sarcinii permanente sau intermitente; posibilitatea prelurii permanente sau intermitente; posibilitatea prelurii abaterilor la montarea abaterilor la montarea cuplajului sau n timpul funcionrii cuplajului sau n timpul funcionrii fixe sau mobile; forma suprafeelor de frecare fixe sau mobile; forma suprafeelor de frecare plan, plan, conicconic, c, cilindricilindric; modul de realizare a comenzilor; modul de limitare a sarcinii ; modul de realizare a comenzilor; modul de limitare a sarcinii i turaiei; i turaiei; transmiterea unisens a micrii etc.transmiterea unisens a micrii etc.

    Caracterizare. Clasificare. Domenii de folosireCaracterizare. Clasificare. Domenii de folosire

    Cuplajele realizeaz legtura permanent sau intermitent Cuplajele realizeaz legtura permanent sau intermitent ntre dou elemente ntre dou elemente consecutive ale unui lan cinematic, n scopul transmiterii momeconsecutive ale unui lan cinematic, n scopul transmiterii momentului de torsiune i ntului de torsiune i a micrii de rotaie, fr a se modifica, de regul, legea de ta micrii de rotaie, fr a se modifica, de regul, legea de transmitere.ransmitere.

  • 3Universitatea Maritima Constanta

    Una din cele mai utilizate clasificri primareUna din cele mai utilizate clasificri primare, l, la realizarea creia au fost luate a realizarea creia au fost luate n n considerare unele din criteriile mai sus enunate, este prezentaconsiderare unele din criteriile mai sus enunate, este prezentat t n fig. 7.1.n fig. 7.1.Clasificarea cuplajelor n cuplaje mecanice, hidraulice i electClasificarea cuplajelor n cuplaje mecanice, hidraulice i electromagnetice romagnetice consider fenomenele care stau la baza transmiterii sarciniiconsider fenomenele care stau la baza transmiterii sarcinii..

    Cuplajele permanenteCuplajele permanente realizeaz o legtur permanent realizeaz o legtur permanent ntre arborii pe care i leag. ntre arborii pe care i leag. ntreruperea legturii se poate face doar prin demontarea cuplajntreruperea legturii se poate face doar prin demontarea cuplajului.ului.

    Cuplajele permanente fixeCuplajele permanente fixe realizeaz legtura dintre doi arbori coaxiali realizeaz legtura dintre doi arbori coaxiali, , fr a fr a putea compensa abaterile de poziie ale acestora i fr a amortputea compensa abaterile de poziie ale acestora i fr a amortiza ocurile i iza ocurile i vibraiile din transmisie. vibraiile din transmisie.

    Cuplajele permanente mobileCuplajele permanente mobile ndeplinesc funcia suplimentar de a compensa ndeplinesc funcia suplimentar de a compensa abaterile de poziie ale arborilor sau de a lega arbori cu axe pabaterile de poziie ale arborilor sau de a lega arbori cu axe paralele sau aralele sau concurente. Cuplajeleconcurente. Cuplajele pemanente mobile rigide nu amortizeaz pemanente mobile rigide nu amortizeaz ocurile sau ocurile sau vibraiile, n timp ce cuplajele permanente elastice ndeplinescvibraiile, n timp ce cuplajele permanente elastice ndeplinesc i acest i acest funcie suplimentar.funcie suplimentar.

    Cuplajele intermitenteCuplajele intermitente realizeaz o legtur realizeaz o legtur ntre doi arbori, care poate fi ntre doi arbori, care poate fi ntrerupt cu ajutorul unei comenzi exterioare (cuplaje intermitntrerupt cu ajutorul unei comenzi exterioare (cuplaje intermitente comandate) sau ente comandate) sau automat automat -- la apariia unei suprasarcini (cuplaje de siguran), la scderla apariia unei suprasarcini (cuplaje de siguran), la scderea turaiei ea turaiei (cuplaje centrifugale) sau la schimbarea sensului de rotaie (cu(cuplaje centrifugale) sau la schimbarea sensului de rotaie (cuplaje unisens).plaje unisens).Pentru orice transmisie, oricPentru orice transmisie, orict de complex ar fit de complex ar fi, s, se poate alege un cuplaj simplu e poate alege un cuplaj simplu corespunztor sau se poate realiza un cuplaj combinatcorespunztor sau se poate realiza un cuplaj combinat, c, care s rspund tuturor are s rspund tuturor condiiilor funcionale impuse transmisiei.condiiilor funcionale impuse transmisiei.

  • 4Universitatea Maritima Constanta

    Figura 7.1Figura 7.1

  • 5Universitatea Maritima Constanta

    Sarcina de calculSarcina de calculnn timpultimpul funcionriifuncionrii, , asupraasupra cuplajuluicuplajului acioneazacioneaz un un sistemsistem complex de complex de sarcinisarcini. .

    nn afaraafara momentuluimomentului de de torsiunetorsiune care care trebuietrebuie transmis, transmis, asupraasupra cuplajuluicuplajului mai mai acioneazacioneaz: : sarcini datorate ineriei elementelor transmisiei; sarcini datorate ineriei elementelor transmisiei; sarcinisarcini de oc de oc sausau vibratoriivibratorii, , datoratedatorate condiiilorcondiiilor de de funcionarefuncionare ale ale transmisieitransmisiei; ; suprasarcini datorate deformrii for suprasarcini datorate deformrii forate ale elementelor cuplajului, ca urmare a ate ale elementelor cuplajului, ca urmare a abaterilor de poziie ale arborilor; abaterilor de poziie ale arborilor; sarcini suplimentare datorate frecrilor dintre elementele mobi sarcini suplimentare datorate frecrilor dintre elementele mobile ale cuplajului. le ale cuplajului.

    Dependena acestor sarcini suplimentare de un sistem complex de Dependena acestor sarcini suplimentare de un sistem complex de factori face factori face foarte dificil stabilirea pe cale analitic a momentului de torfoarte dificil stabilirea pe cale analitic a momentului de torsiune cu care trebuie siune cu care trebuie dimensionat cuplajul.dimensionat cuplajul.

    n fig. 7.2 este prezentat variaia general a momentului de tn fig. 7.2 este prezentat variaia general a momentului de torsiune ntrorsiune ntr--o o transmisie, pe parcursul funcionrii. Punctele i zonele caracttransmisie, pe parcursul funcionrii. Punctele i zonele caracteristice variaiei momentului eristice variaiei momentului de torsiune sunt: a de torsiune sunt: a ocul la pornire; b ocul la pornire; b trecerea in regim staionar; c trecerea in regim staionar; c regimul staionar; regimul staionar; d d ocul la oprire.ocul la oprire.

    Figura 7.2Figura 7.2--Variaia general a Variaia general a momentului de torsiune momentului de torsiune

    transmistransmis

  • 6Universitatea Maritima Constanta

    nn practicapractica proiectriiproiectrii cuplajelorcuplajelor, , momentulmomentul de de torsiunetorsiune utilizatutilizat pentrupentru dimensionareadimensionareaacestoraacestora esteeste denumitdenumit moment de moment de torsiunetorsiune de de calculcalcul MMtctc ii se se stabiletestabilete cu cu relaiarelaia

    ,tnstc MKM =nn care care KKss esteeste un un coeficientcoeficient supraunitarsupraunitar, , numitnumit coeficientcoeficient de de siguransiguran sausau de de suprasarcinsuprasarcin, , iariar MMtntn reprezintreprezint momentulmomentul de de torsiunetorsiune nominal de nominal de transmistransmis, , determinatdeterminat nnfunciefuncie de de putereaputerea motoruluimotorului electric electric PP, , nn kW, kW, ii de de turaiaturaia nominalnominal de de funcionarefuncionare a a cuplajuluicuplajului nn, , nn rot/min, cu rot/min, cu relaiarelaia

    [ ].mmN1055,9 6nPMtn =

    CoeficientulCoeficientul KKss esteeste determinatdeterminat pepe bazabaza datelordatelor experimentaleexperimentale ii se se obineobine, de , de regulregul, ca , ca produsprodus de de factorifactori, , pentrupentru care care valorilevalorile suntsunt precizateprecizate nn standardestandarde sausau cataloagelecataloagele firmelorfirmelorproductoareproductoare de de cuplajecuplaje, , factorifactori care care iauiau nn considerareconsiderare tipultipul mainiimainii motoaremotoare, , tipultipul iicondiiilecondiiile de de lucrulucru ale ale mainiimainii antrenateantrenate ii regimulregimul de de funcionarefuncionare al al transmisieitransmisiei. .

    CuplajeleCuplajele se pot se pot alegealege din din standardestandarde sausau din din cataloagelecataloagele firmelorfirmelor specializatespecializate nnproducereaproducerea de de cuplajecuplaje, , nn funciefuncie de de momentulmomentul de de torsiunetorsiune MMtcatalogtcatalog precizatprecizat nn acesteaacestea, , cu cu condiiacondiia MMtcatalogtcatalog MMtctc..

  • 7Universitatea Maritima Constanta

    CUPLAJE PERMANENTECUPLAJE PERMANENTE

    CUPLAJE PERMANENTE FIXECUPLAJE PERMANENTE FIXE

    CuplajeleCuplajele permanentepermanente fixefixe au au rolulrolul de a de a realizarealiza o o legturlegtur permanentpermanent ii rigidrigid a a arborilorarborilor coaxialicoaxiali pentrupentru a a transmitetransmite ntrentre acetiaacetia un moment de un moment de torsiunetorsiune ii micareamicarea de de rotaierotaie. . AbatereaAbaterea de la de la coaxialitatecoaxialitate a a arborilorarborilor nunu trebuietrebuie ss depdepeasceasc 0,05mm,0,05mm, astfelastfelnctnct cuplareacuplarea lorlor ss nunu creezecreeze suprasolicitrisuprasolicitri nn arboriarbori ii lagrelelagrele pepe care care acetiaacetia se se sprijinsprijin. . AstfelAstfel de de cuplajecuplaje se se utilizeazutilizeaz pentrupentru legarealegarea arborilorarborilor lungilungi, , formaiformai din din tronsoanetronsoane, care , care lucreazlucreaz la la turaiituraii micimici ((n < 250 rot/minn < 250 rot/min) ) ii la la transmisiitransmisii al al crorcror regimregim de de funcionarefuncionare impuneimpune momentemomente de de inerieinerie ctct maimai micimici ale ale cuplajelorcuplajelor..

    CuplajeCuplaje cu cu ManonManon

    CuplajeleCuplajele cu cu manonmanon se pot se pot realizarealiza nn construciiconstrucii cu cu manonmanon dintrdintr--oo bucatbucat sausau din din doudoubucbucii..CuplajeleCuplajele cu cu manonmanon monoblocmonobloc suntsunt realizaterealizate sub forma sub forma uneiunei bucebuce asamblatasamblat pepe celeceledoudou capetecapete de de arboriarbori. . Asamblrile se pot realiza prin Asamblrile se pot realiza prin tifturi cilindrice (fig. 7.3, a), tifturi tifturi cilindrice (fig. 7.3, a), tifturi conice (fig. 7.3, b), pene paralele (fig. 7.3, c), pene disc sauconice (fig. 7.3, b), pene paralele (fig. 7.3, c), pene disc sau caneluri caneluri (fig. (fig. 7.3, 7.3, d). d). La La asamblrile prin pene longitudinale sau prin caneluriasamblrile prin pene longitudinale sau prin caneluri, buca trebuie fixat axial n unul , buca trebuie fixat axial n unul dintre arbori, soluia cea mai utilizat fiind cu tift filetat dintre arbori, soluia cea mai utilizat fiind cu tift filetat (v. fig. 7.3, c i d).(v. fig. 7.3, c i d).

  • 8Universitatea Maritima Constanta

    FiguraFigura 7.37.3--Cuplaje cu Cuplaje cu manonmanon monoblocmonobloc

  • 9Universitatea Maritima Constanta

    CalcululCalculul acestoracestor cuplajecuplaje constconst nn dimensionareadimensionarea asamblrilorasamblrilor bucbuc--capetecapete de de arboriarbori iinn verificareaverificarea manonuluimanonului la la torsiunetorsiune, , calcululcalculul efectunduefectundu--sese la la momentulmomentul de de torsiunetorsiune de de calcul.calcul.Relaia de verificare la torsiune a manonului esteRelaia de verificare la torsiune a manonului este

    ( ) attcptt dDDMWM == 4416unde unde DD i i dd sunt diametrele caracteristice ale manonului (v. fig. 7.3), iasunt diametrele caracteristice ale manonului (v. fig. 7.3), iar r atat -- tensiunea tensiunea admisibil la torsiune a materialului manadmisibil la torsiune a materialului manonului. Diametrul exterior al manonului. Diametrul exterior al manonului onului D D se se adopt constructiv adopt constructiv n funcn funcie de diametrul captului de arbore ie de diametrul captului de arbore D = (1,4D = (1,41,8)d.1,8)d. Valorile Valorile superioare ale intervalului sunt recomandate pentru mansuperioare ale intervalului sunt recomandate pentru manoane executate din fontoane executate din font, iar , iar valorile inferioare pentru manvalorile inferioare pentru manoane executate din ooane executate din oel.el.

    Cuplajele cu manCuplajele cu manon monobloc se folosesc rar datorit gabaritului relativ mare on monobloc se folosesc rar datorit gabaritului relativ mare n n lungime lungime i montajului incomod,i montajului incomod, necesitnd deplasri axiale ale cel pu necesitnd deplasri axiale ale cel puin unui arbore.in unui arbore.Cuplajele cu manCuplajele cu manon din dou bucon din dou bucii sunt asemntoare cu cele cu man sunt asemntoare cu cele cu manon monobloc, on monobloc, deosebirea fiind secdeosebirea fiind secionarea manionarea manonului cu un plan axial. Celeonului cu un plan axial. Cele dou pr dou pri ale mani ale manonului onului secsecionat sunt asamblate cu ionat sunt asamblate cu uruburi pe capetele de arbori. Sarcina se transmite prin uruburi pe capetele de arbori. Sarcina se transmite prin frecarea dintre manfrecarea dintre manon on i capetele de arbori,i capetele de arbori, dar sunt prevzute dar sunt prevzute, d, de regule regul, , i asamblri i asamblri prin pene longitudinale prin pene longitudinale ntre capetele de arbori ntre capetele de arbori i cele dou semimani cele dou semimanoane. Staoane. Standardele ndardele prevd dou variante constructive de cuplaje cu manprevd dou variante constructive de cuplaje cu manon secon secionat: pentru arbori orizontali ionat: pentru arbori orizontali (fig. 7.4, a) (fig. 7.4, a) i pentru arbori verticali (fig. 7.4, b) i pentru arbori verticali (fig. 7.4, b) -- caz caz n care penele paralele, utilizate pentru n care penele paralele, utilizate pentru siguransiguran, s, sunt prevzute cu cepunt prevzute cu cep..

  • 10Universitatea Maritima Constanta

    Figura 7.4Figura 7.4--Cuplaje cu manon din dou buciCuplaje cu manon din dou buci

    Calculul acestor cuplaje const Calculul acestor cuplaje const n verificarea uruburilor montate cu strngere, dup ce n verificarea uruburilor montate cu strngere, dup ce dimensiunile constructive ale cuplajului sunt alese din standarddimensiunile constructive ale cuplajului sunt alese din standarde.e.

    Utilizarea acestor cuplaje nu este mai larg dect a cuplajelor Utilizarea acestor cuplaje nu este mai larg dect a cuplajelor cu manon cu manon monobloc, dei nu necesit deplasarea arborilor la montaj.monobloc, dei nu necesit deplasarea arborilor la montaj.

  • 11Universitatea Maritima Constanta

    CuplajeCuplaje cu cu flaneflane

    CuplajeleCuplajele cu cu flaneflane suntsunt formateformate din din doudou semicuplajesemicuplaje sub sub formform de de flaneflaneasamblateasamblate fiecarefiecare pepe ctecte un un captcapt de de arborearbore prinprin penepene paraleleparalele ii ntrentre eleele prinprin uruburiuruburi..

    AcesteAceste cuplajecuplaje se se executexecut nn doudou variantevariante: cu : cu uruburiuruburi montatemontate cu cu jocjoc ii cu cu uruburiuruburi montatemontate frfr jocjoc..

    Figura 7.5Figura 7.5--Cuplaj cu flane i uruburi montate cu jocCuplaj cu flane i uruburi montate cu joc

  • 12Universitatea Maritima Constanta

    Cuplajul cu flane i uruburi montate cu jocCuplajul cu flane i uruburi montate cu joc (fig. 7.5) transmite momentul de torsiune (fig. 7.5) transmite momentul de torsiune prin frecarea dintre semicuplaje. Fora de apsare necesar tranprin frecarea dintre semicuplaje. Fora de apsare necesar transmiterii sarcinii prin smiterii sarcinii prin frecare este realizat prin strngerea frecare este realizat prin strngerea uruburilor la montaj. Condiia ca momentul de uruburilor la montaj. Condiia ca momentul de torsiune de calcultorsiune de calcul MMtctc s fie transmis prin frecarea dintre flan s fie transmis prin frecarea dintre flane estee este

    unde unde zz reprezint numrul de reprezint numrul de uruburiuruburi iar iar DD -- diametrul de dispunere al acestora.diametrul de dispunere al acestora.Fora ora FF0 0 care preseaz flancare preseaz flanele, corespunztoare fiecrui urub rezultndele, corespunztoare fiecrui urub rezultnd

    { zDFMM

    frecareFortaftc 2

    _0=

    .2

    00 Dz

    MF tc=

    n relaiile (7.4) i (7.5) n relaiile (7.4) i (7.5) MMff reprezint momentul de frecare dintre flan reprezint momentul de frecare dintre flane, e, -- coeficientul coeficientul de frecare dintre flane, cu valori de frecare dintre flane, cu valori = 0,120,2;= 0,120,2; zz -- numrul de numrul de uruburi, uruburi, DD -- diametrul de diametrul de dispunere a uruburilor.dispunere a uruburilor.

    Fora Fora FF00 solicit solicit urubul la traciune. Deoarece, la montaj urubul este solicitaturubul la traciune. Deoarece, la montaj urubul este solicitati la torsiune, de ctre momentul de nurubare, dimensionarea i la torsiune, de ctre momentul de nurubare, dimensionarea uruburilor se face cu uruburilor se face cu relaia cunoscuta (OM1):relaia cunoscuta (OM1):

    (7.4)(7.4)

    (7.5)(7.5)

    at

    Fd

    01

    3,14 =

  • 13Universitatea Maritima Constanta

    n caren care dd11 reprezint diametrul interior necesar al filetului reprezint diametrul interior necesar al filetului uruburilor, uruburilor, atat -- rezistena rezistena admisibil la tracadmisibil la traciune.iune.

    Pentru descrcarea Pentru descrcarea uruburilor de solicitare acestea se pot monta n buce, uruburilor de solicitare acestea se pot monta n buce, care la rndul lor sunt montate fr joc care la rndul lor sunt montate fr joc ntre flane, calculul acestora efectunduntre flane, calculul acestora efectundu--se ca i se ca i la construcia cu uruburi montate fr joc.la construcia cu uruburi montate fr joc.

    Cuplajul cu flane i uruburi montate fr jocCuplajul cu flane i uruburi montate fr joc ( (fig. 7.fig. 7.6) 6) utilizeazutilizeaz, pentru , pentru legarea flanelor, uruburi de psuire, gurile de trecere din clegarea flanelor, uruburi de psuire, gurile de trecere din cele dou flanele dou flane fiind e fiind precise, la fel ca i tija nefiletat ngroat a uruburilor.precise, la fel ca i tija nefiletat ngroat a uruburilor.

    Sarcina se transmite prin contact direct ntre flane i tija neSarcina se transmite prin contact direct ntre flane i tija nefiletat a filetat a uruburilor. Fora care revine fiecrui urub esteuruburilor. Fora care revine fiecrui urub este

    Figura 7.6Figura 7.6--Cuplaj cu flane i uruburi Cuplaj cu flane i uruburi montate fr jocmontate fr joc

    DzMF tc21 =

  • 14Universitatea Maritima Constanta

    unde unde zz reprezint numrul de reprezint numrul de uruburi, iar uruburi, iar DD -- diametrul de dispunere al acestora.diametrul de dispunere al acestora.uruburile de psuire se verific la forfecare, cu relaiauruburile de psuire se verific la forfecare, cu relaia

    ,

    4

    20

    1aff D

    F =

    verificareaverificarea la la strivirestrivire efectunduefectundu--sese cucu relaiarelaia

    .min0

    1as

    Arie

    s lDF =321

    nn relaiilerelaiile de de maimai sussus ss--au au utilizatutilizat notaiilenotaiile: : DD00 -- diametruldiametrul tijeitijei nefiletatenefiletate; ; llminmin = = minmin ((ll11, , ll22) ) -- lungimealungimea minimminim de contact de contact dintredintre uruburiuruburi ii flaneflane. . Calculul Calculul corespunde celui al asamblrilor prin corespunde celui al asamblrilor prin uruburi montate fr joc, solicitate transversal.uruburi montate fr joc, solicitate transversal.

    CUPLAJE PERMANENTE MOBILE RIGIDECUPLAJE PERMANENTE MOBILE RIGIDE

    Denumirea acestor cuplaje provine de la elementul intermediar riDenumirea acestor cuplaje provine de la elementul intermediar rigid care face gid care face legtura dintre semicuplajelegtura dintre semicuplaje. A. Aceste cuplaje sunt destinate compensrii abaterilor de ceste cuplaje sunt destinate compensrii abaterilor de poziie ale arborilor, fr a avea posibilitatea amortizrii ocpoziie ale arborilor, fr a avea posibilitatea amortizrii ocurilor i vibraiilor. Abaterile de urilor i vibraiilor. Abaterile de poziie reprezint diferenele fa de poziia reciproc normalpoziie reprezint diferenele fa de poziia reciproc normal a capetelor de arbori (fig. a capetelor de arbori (fig. 7.7, a) i pot fi: axiale (fig. 7.7, b), radiale (fig. 7.7, c), 7.7, a) i pot fi: axiale (fig. 7.7, b), radiale (fig. 7.7, c), unghiulare (fig. 7.7, d) sau unghiulare (fig. 7.7, d) sau combinate (fig. 7.7, e). Cuplajele permanente mobile rigide se ccombinate (fig. 7.7, e). Cuplajele permanente mobile rigide se clasific lasific n funcie de tipul n funcie de tipul abaterilor de poziie care pot fi compensate.abaterilor de poziie care pot fi compensate.

  • 15Universitatea Maritima Constanta

    Figura 7.7Figura 7.7--AbateriAbateri de de

    poziiepoziie

    Cuplaje permanente mobile rigide pentru compensarea Cuplaje permanente mobile rigide pentru compensarea abaterilor axialeabaterilor axiale

    Cuplajul cu ghearCuplajul cu ghear ( (fig. 7.fig. 7.8) 8) se utilizeaz pentru se utilizeaz pentru transmiterea de momente de torsiune mici, la pompe de ungere i transmiterea de momente de torsiune mici, la pompe de ungere i la la dispozitive acionate manual.dispozitive acionate manual.

    Cuplajul cu tift transversalCuplajul cu tift transversal se execut se execut n una din cele n una din cele dou variante prezentate dou variante prezentate n fig. 7.9. Calculul acestor cuplaje const n fig. 7.9. Calculul acestor cuplaje const n verificarea tiftului la forfecare i strivire.n verificarea tiftului la forfecare i strivire.

    Cuplajul cu gheareCuplajul cu gheare, prezentat n fig. 7.10, este format din , prezentat n fig. 7.10, este format din semicuplaje identice 1 i 2, centrate pe un inel de centrare 3. semicuplaje identice 1 i 2, centrate pe un inel de centrare 3. Sarcina se transmite prin contact ntre gheare solicitnduSarcina se transmite prin contact ntre gheare solicitndu--le la le la strivire, forfecare i ncovoiere. strivire, forfecare i ncovoiere. AcestAcest cuplajcuplaj transmitetransmite momentemomente de de torsiunetorsiune mari, mari, pentrupentru diametrediametre de de arboriarbori d = 30140 mmd = 30140 mm i i compenseazcompenseaz abateriabateri axiale axiale l = 1624 mm.l = 1624 mm.

    FiguraFigura 7.87.8-- CuplajCuplaj cu cu ghearghear

  • 16Universitatea Maritima Constanta

    Cuplaje permanente mobile rigide pentru compensarea Cuplaje permanente mobile rigide pentru compensarea abaterilor radialeabaterilor radiale

    Cuplajul OldhamCuplajul Oldham ( (fig. 7.fig. 7.11) e11) este tipul cel mai ste tipul cel mai cunoscut din aceast categorie de cuplajecunoscut din aceast categorie de cuplaje. Acest cuplaj are . Acest cuplaj are diverse soluii constructive, diferind prin forma elementelor diverse soluii constructive, diferind prin forma elementelor componente. Semicuplajele 1 i 2 sunt identice, iar elementul componente. Semicuplajele 1 i 2 sunt identice, iar elementul intermediar 3 face leintermediar 3 face legtura dintre cele dou semicuplaje prin gtura dintre cele dou semicuplaje prin forme conjugate. n timpul funcionrii, la abateri radiale ale forme conjugate. n timpul funcionrii, la abateri radiale ale poziiei arborilor, elementul intermediar execut o micare poziiei arborilor, elementul intermediar execut o micare planetarplanetar. Abaterile radiale care pot fi preluate sunt . Abaterile radiale care pot fi preluate sunt R = R = 0,04D.0,04D.

    Suprafeele funcionale sunt solicitate la strivire.Suprafeele funcionale sunt solicitate la strivire.

    Figura 7.9Figura 7.9-- CuplajeCuplajecu cu tifttift transversaltransversal

    FiguraFigura 7.107.10-- CuplajCuplaj cu cu ghearghear

  • 17Universitatea Maritima Constanta

    Cuplaje permanente mobile rigide pentru compensarea abaterilor uCuplaje permanente mobile rigide pentru compensarea abaterilor unghiularenghiulare

    Aceast categorie de cuplaje cuprinde aAceast categorie de cuplaje cuprinde aaa--numitele cuplaje cardanice, cuplaje numitele cuplaje cardanice, cuplaje care realizeaz legtura care realizeaz legtura ntre arbori a cror poziie este variabil. Elementul principalntre arbori a cror poziie este variabil. Elementul principal al al cuplajului este cupla cardanic cuplajului este cupla cardanic (fig. (fig. 7.12), 7.12), care face legtura dintre doi arbori concurencare face legtura dintre doi arbori concureni. i. Aceasta este format din furcile Aceasta este format din furcile 1 i 2 1 i 2 -- asamblate pe capetele de arbori asamblate pe capetele de arbori -- legate ntre ele legate ntre ele prin elementul intermediar 3 prin elementul intermediar 3 -- sub form de cruce sub form de cruce n cazul soluiei constructive prezentate n n cazul soluiei constructive prezentate n fig. 7.12.fig. 7.12.

    Figura 7.11Figura 7.11-- Cuplaj OldhamCuplaj Oldham

  • 18Universitatea Maritima Constanta

    PentruPentru legarealegarea arborilorarborilor paraleliparaleli se se utilizeazutilizeaz doudou cuplajecuplaje cardanicecardanice (fig. 7.13) legate (fig. 7.13) legate ntrentreeleele printrprintr--un un arborearbore, , denumitdenumit arborearbore cardaniccardanic, cu , cu lungimelungime variabilvariabil. . ModificareaModificarea lungimiilungimiiarboreluiarborelui cardaniccardanic din fig. 7.13 se din fig. 7.13 se obineobine datoritdatorit construcieiconstruciei acestuiaacestuia din din doudou bucbucii, , asamblateasamblate prinprin caneluricaneluri..

    FiguraFigura 7.127.12-- CuplCupl cardaniccardanic

    Figura 7.13Figura 7.13-- Arbore cardanicArbore cardanic

  • 19Universitatea Maritima Constanta

    Calculul cuplajelor cardanice se efectueaz pentru furciCalculul cuplajelor cardanice se efectueaz pentru furci, c, crucea cardanicrucea cardanic, l, lagrele agrele (rulmeni sau cuzinei) dintre furci i crucea cardanic i asam(rulmeni sau cuzinei) dintre furci i crucea cardanic i asamblrile prin blrile prin uruburi de fixare.uruburi de fixare.

    Soluii avansate de cuplaje din aceast categorie sunt cuplajeleSoluii avansate de cuplaje din aceast categorie sunt cuplajele Weiss i Rzeppa Weiss i Rzeppa la care se utilizeaz elemente de rularela care se utilizeaz elemente de rulare, p, prin care se asigur transmiterea sincron a rin care se asigur transmiterea sincron a micrii.micrii.

    Cuplaje permanente mobile rigide pentru compensarea abaterilor cCuplaje permanente mobile rigide pentru compensarea abaterilor combinateombinate

    n aceast categorie de cuplaje se ncadreaz cele care au posibn aceast categorie de cuplaje se ncadreaz cele care au posibilitatea ilitatea compensrii tuturor tipuri de abateri compensrii tuturor tipuri de abateri (axiale, radiale i unghiulare) separat sau combinat.(axiale, radiale i unghiulare) separat sau combinat.

    Cuplajele dinate sunt specifice acestei categorii. n fig. 7.14Cuplajele dinate sunt specifice acestei categorii. n fig. 7.14 este prezentat un este prezentat un cuplaj dinat format din dou semicuplaje identice 1 cuplaj dinat format din dou semicuplaje identice 1 -- sub form de butuci cu dantur sub form de butuci cu dantur exterioar exterioar -- i dou manoane identice 2 i dou manoane identice 2 -- prevzute cu dantur interioar prevzute cu dantur interioar -- asamblate ntre asamblate ntre ele prin uruburile 3 i centrate unul fa de ceallalt prin inele prin uruburile 3 i centrate unul fa de ceallalt prin inelul 4. Centrarea butucilor 1 fa elul 4. Centrarea butucilor 1 fa de manoanele 2 se realizeaz prin praguri de centrare. Pentru mde manoanele 2 se realizeaz prin praguri de centrare. Pentru micorarea uzurilor, cuplajul icorarea uzurilor, cuplajul funcioneaz cu ungere. Etanarea se realizeaz prin inele O mfuncioneaz cu ungere. Etanarea se realizeaz prin inele O montate ntre capacul ontate ntre capacul manoanelor 2 i butucii 1.manoanelor 2 i butucii 1.

    Sarcina se transmite prin contact pe flancul dinilor, de la butSarcina se transmite prin contact pe flancul dinilor, de la butuc la manon i n uc la manon i n continuare la cellalt butuccontinuare la cellalt butuc. C. Compensarea abaterilor axiale se realizeaz prin deplasarea ompensarea abaterilor axiale se realizeaz prin deplasarea axial a butucilor faaxial a butucilor fa de manoanele conjugate (n msura spaiului axial permis de de manoanele conjugate (n msura spaiului axial permis de construcie, i n special de limea danturilor de pe manoane)construcie, i n special de limea danturilor de pe manoane). Compensarea abaterilor . Compensarea abaterilor unghiulare i radiale se realizeaz prin nclinarea butucilor faunghiulare i radiale se realizeaz prin nclinarea butucilor fa de manoane, n sensuri de manoane, n sensuri opuse pentru compensarea abaterilor unghiulare i n acelai senopuse pentru compensarea abaterilor unghiulare i n acelai sens pentru compensarea s pentru compensarea abaterilor radiale.abaterilor radiale.

  • 20Universitatea Maritima Constanta

    Forma danturii influeneaz att capacitatea de transmitere a saForma danturii influeneaz att capacitatea de transmitere a sarcinii ct i pe cea de rcinii ct i pe cea de compensare a abaterilor. Pentru ocompensare a abaterilor. Pentru o mai bun capacitate de compensare a abaterilor mai bun capacitate de compensare a abaterilor, dinii se , dinii se realizeaz cu bombarerealizeaz cu bombare, att pe flanc ct i pe lungime (fig. 7.15)., att pe flanc ct i pe lungime (fig. 7.15).

    Figura 7.14Figura 7.14-- Cuplaj dinatCuplaj dinat Figura 7.15Figura 7.15-- Forma dinilorForma dinilor

  • 21Universitatea Maritima Constanta

    UngereaUngerea cuplajuluicuplajului, , necesarnecesar micorriimicorrii uzriiuzrii flancurilorflancurilor ii prinprin aceastaaceasta mririimririi durabilitdurabilitiiii, , se se poatepoate realizarealiza nn urmtoareleurmtoarele variantevariante::

    ungereaungerea cu cu unsoareunsoare consistentconsistent -- care care asigurasigur ungereaungerea ncnc de la de la pornirepornire ii nunucompliccomplic construciaconstrucia -- esteeste utilizatutilizat la la turaiituraii micimici ii momentemomente de de torsiunetorsiune marimari;; ungereaungerea cu cu baiebaie de de uleiulei -- care care asigurasigur o o ungereungere corespunztoarecorespunztoare ncepndncepnd cu o cu o anumitanumit turaieturaie, , cndcnd uleiululeiul esteeste centrifugatcentrifugat nn zonazona danturiidanturii -- se se recomandrecomand la la diametrediametreDDdd relativrelativ micimici ii la la temperaturitemperaturi de de funcionarefuncionare micimici;; ungerea cu circulaie de ulei se recomand la temperaturi mari ungerea cu circulaie de ulei se recomand la temperaturi mari i i la turaii foarte mari, la turaii foarte mari, cnd ungerea prin baie proprie de ulei ar duce la presarea centrcnd ungerea prin baie proprie de ulei ar duce la presarea centrifugal a uleiului pe ifugal a uleiului pe feele interioare ale manoanelor.feele interioare ale manoanelor.

    Cuplajele dinate ce aleg din standarde sau din cataloagele firCuplajele dinate ce aleg din standarde sau din cataloagele firmelor productoaremelor productoare. n . n acestea se gsesc informaacestea se gsesc informaiile care s ajute la stabilirea momentului de torsiune capabiliile care s ajute la stabilirea momentului de torsiune capabil al al cuplajelor dinate n funcie de nclinarea dintre butuci i mancuplajelor dinate n funcie de nclinarea dintre butuci i manoane necesare prelucrrii oane necesare prelucrrii abaterilor.abaterilor.Calculul de verificare al cuplajului dinat const n comparareaCalculul de verificare al cuplajului dinat const n compararea tensiunilor de contact tensiunilor de contact -- de pe de pe flancul dinilor flancul dinilor -- i a tesiunilor de ncovoiere i a tesiunilor de ncovoiere -- la baza dinilor la baza dinilor -- cu tensiunile admisibile, cu tensiunile admisibile, relaiile de calcul prezentate n, innd seama de caracterul derelaiile de calcul prezentate n, innd seama de caracterul de oboseal al ambelor oboseal al ambelor solicitrisolicitri..

    Soluiile constructive ale cuplajelor dinate sunt foarte variatSoluiile constructive ale cuplajelor dinate sunt foarte variate, e, avnd posibilitavnd posibiliti i largi de adaptare la cerinele impuse transmisiei.largi de adaptare la cerinele impuse transmisiei.

  • 22Universitatea Maritima Constanta

    CUPLAJE PERMANENTE MOBILE ELASTICECUPLAJE PERMANENTE MOBILE ELASTICEAcesteAceste cuplajecuplaje suntsunt denumitedenumite, , nn modmod curent, curent, cuplajecuplaje elasticeelastice..ElementulElementul intermediarintermediar elasticelastic alal acestoracestor cuplajecuplaje poatepoate fi fi metalicmetalic sausau nemetalicnemetalic. .

    AcestaAcesta particip la particip la transmitereatransmiterea momentuluimomentului de de torsiunetorsiune ntrentre semicuplajesemicuplaje determinnddeterminndproprietproprietileile cuplajuluicuplajului::

    amortizareaamortizarea ocurilorocurilor ii vibraiilorvibraiilor;; compensarea elastic a abaterilor de pozi compensarea elastic a abaterilor de poziie ale arborilor;ie ale arborilor; modificarea frecvenei proprii a sistemului mecanic din care famodificarea frecvenei proprii a sistemului mecanic din care fac parte, n scopul c parte, n scopul evitrii vibraevitrii vibraiilor de rezonan.iilor de rezonan.

    Funciile ndeplinite de cuplajele permanente mobile cu elementeFunciile ndeplinite de cuplajele permanente mobile cu elemente intermediare intermediare elastice se bazeaz pe elementele caracteristice ale acestoraelastice se bazeaz pe elementele caracteristice ale acestora..CaracteristicaCaracteristica elasticelastic a a acestoracestor cuplajecuplaje esteeste definitdefinit prinprin dependenadependena unghiuluiunghiului de de rotirerotirerelativrelativ a a celorcelor doudou semicuplajesemicuplaje de de momentulmomentul de de torsiunetorsiune transmistransmis de de cuplajcuplaj. . RigiditateaRigiditateacuplajuluicuplajului esteeste datdat de de relaiarelaia

    .tMk =

    Figura 7.16Figura 7.16-- Caracteristici elasticeCaracteristici elastice

    aa-- Fr amortizare Fr amortizare bb-- Cu amortizareCu amortizare

  • 23Universitatea Maritima Constanta

    CaracteristicaCaracteristica elasticelastic (fig. 7.16, a) (fig. 7.16, a) poatepoate fifi liniarliniar -- cuplajecuplaje cu cu rigiditaterigiditate constantconstant -- sausauneliniarneliniar -- cuplajecuplaje cu cu rigiditaterigiditate variabilvariabil..GradulGradul de de amortizareamortizare relativrelativ dd esteeste o o caracteristiccaracteristic a a acestoracestor cuplajecuplaje, , prinprin care care esteesteinfluenatinfluenat capacitateacapacitatea de de amortizareamortizare a a ocurilorocurilor. . AmortizareaAmortizarea apareapare nn cazulcazul nn care care ntrentrecaracteristicacaracteristica elasticelastic de de ncrcarencrcare ii caracteristicacaracteristica elasticelastic de de descrcaredescrcare a a cuplajuluicuplajuluiexistexist o o diferendiferen (fig. 7.16, b). (fig. 7.16, b). PreluareaPreluarea ocurilorocurilor are loc are loc prinprin deformareadeformarea elementuluielementuluiintermediarintermediar elastic, care elastic, care transformtransform energiaenergia oculuiocului nn lucrulucru mecanicmecanic de de deformaredeformare LLee (aria (aria de sub de sub caracteristicacaracteristica de de ncrcarencrcare). O ). O parteparte din din aceastaceast energieenergie (aria (aria cuprinscuprins ntrentrecaracteristicacaracteristica de de ncrcarencrcare ii ceacea de de descrcaredescrcare) ) esteeste transformattransformat nn cldurcldur, , reprezentndreprezentndlucrullucrul mecanicmecanic de de frecarefrecare LLff din din cuplajcuplaj. . n acest fel, doar o parte din energia ocului este n acest fel, doar o parte din energia ocului este restituit sistemuluirestituit sistemului. . GradulGradul de de amortizareamortizare relativrelativ esteeste definitdefinit prinprin relaiarelaia

    e

    f

    LL

    d =

    i este direct i este direct proporionalproporional cucu capacitateacapacitatea cuplajuluicuplajului de de amortizareamortizare a a ocurilorocurilor..Valorile mari ale capacitValorile mari ale capacitii de amortizare a ocurilor conduc la funcionarea ii de amortizare a ocurilor conduc la funcionarea

    linitit a transmisiilor echipate cu astfel de cuplaje, chiar llinitit a transmisiilor echipate cu astfel de cuplaje, chiar la solicitri oscilatoriia solicitri oscilatorii..

  • 24Universitatea Maritima Constanta

    La cuplajele elastice cu amortizare se mbuntete i comportaLa cuplajele elastice cu amortizare se mbuntete i comportarea n regimuri vibratorii. rea n regimuri vibratorii. Pentru acestea, n fig. 7.17 este prezentat variaia amplitudinPentru acestea, n fig. 7.17 este prezentat variaia amplitudinii vibraiilor ii vibraiilor aa n funcie de n funcie de frecvena acestora frecvena acestora , ambele raportate la valorile de rezonan , ambele raportate la valorile de rezonan aa00, respectiv , respectiv 00. . Se observ c amplitudinea vibraSe observ c amplitudinea vibraiilor, n cazul cuplajelor cu amortizare, este limitat. La iilor, n cazul cuplajelor cu amortizare, este limitat. La creterea frecvenei excitatoare creterea frecvenei excitatoare , amplitudinea vibraiilor , amplitudinea vibraiilor aa crete pe curba MAB, scade crete pe curba MAB, scade brusc din punctul B n punctul C i continu s scad pe curba Cbrusc din punctul B n punctul C i continu s scad pe curba CN. La descreterea N. La descreterea frecvenei excitatoare frecvenei excitatoare , amplitudinea vibraiilor crete pe curba NCD i apoi brusc din, amplitudinea vibraiilor crete pe curba NCD i apoi brusc dinpunctul D n punctul A, de unde ncepe s scad pe curba AM.punctul D n punctul A, de unde ncepe s scad pe curba AM.Deoarece mrirea gradului de amortizare relativ duce la mrireaDeoarece mrirea gradului de amortizare relativ duce la mrirea lucrului mecanic lucrului mecanic transformat n cldur, trebuie avut n vedere limitarea funcitransformat n cldur, trebuie avut n vedere limitarea funcionrii acestor cuplaje la onrii acestor cuplaje la ocuri ocuri foarte dese i pe durate lungi n domeniul de rezonan, datoritfoarte dese i pe durate lungi n domeniul de rezonan, datorit nclzirii elementului nclzirii elementului elastic.elastic.

    Figura 7.17Figura 7.17-- CaracteristicaCaracteristica de de rezonanrezonan

  • 25Universitatea Maritima Constanta

    Cuplaje elastice cu elemente intermediare nemetaliceCuplaje elastice cu elemente intermediare nemetalice

    Figura 7.18Figura 7.18-- Cuplaje elastice cu boluriCuplaje elastice cu boluri

    Deformabilitatea elementului elasticDeformabilitatea elementului elastic determin capacitatea cuplajului de a prelua abateri determin capacitatea cuplajului de a prelua abateri de poziie. Deformabilitatea elementului elastic depinde de consde poziie. Deformabilitatea elementului elastic depinde de construcia cuplajului i de trucia cuplajului i de materialul din care este confecionat elementul elastic. Durabilmaterialul din care este confecionat elementul elastic. Durabilitatea cuplajului este itatea cuplajului este influenat de mrimea abaterilor de poziie preluate, deformareinfluenat de mrimea abaterilor de poziie preluate, deformarea elementului elastic a elementului elastic introducnd fore suplimentare n elementele cuplajului, pe arbointroducnd fore suplimentare n elementele cuplajului, pe arbori i pe reazemele ri i pe reazemele acestora.acestora.

    aa bb

  • 26Universitatea Maritima Constanta

    Elementele intermediare nemetalice se realizeazElementele intermediare nemetalice se realizeaz, d, de regule regul, d, din cauciuc. in cauciuc. Cauciucul Cauciucul este recomandat prin proprieteste recomandat prin proprietile sale: elasticitate mare, capacitate mare de amortizare, ile sale: elasticitate mare, capacitate mare de amortizare, simplitate constructivsimplitate constructiv, pre redus. Elementele intermediare nemetalice conduc la , pre redus. Elementele intermediare nemetalice conduc la izolarea electric a arborilor legaizolarea electric a arborilor legai, dar comparativ cu elementele intermediare metalice i, dar comparativ cu elementele intermediare metalice confer cuplajului o durabilitate mai sczutconfer cuplajului o durabilitate mai sczut, momentele de torsiune transmise fiind , momentele de torsiune transmise fiind limitate la valori mici limitate la valori mici -- medii.medii.

    Cuplajul elastic cu boluriCuplajul elastic cu boluri se execut se execut n dou variante standardizate: varianta n dou variante standardizate: varianta N N -- normal normal (fig. 7.18, a) i varianta B (fig. 7.18, a) i varianta B -- cu buce distaniere (fig. 7.18, b). n componena cu buce distaniere (fig. 7.18, b). n componena acestor cuplaje intracestor cuplaje intr: d: dou semicuplaje identiceou semicuplaje identice; boluri montate alternativ n cele dou ; boluri montate alternativ n cele dou semicuplaje i sprijinite, prin intermediul unor manoane din casemicuplaje i sprijinite, prin intermediul unor manoane din cauciuc, n semicuplajul uciuc, n semicuplajul conjugat. Cuplajele elastice cu boluri permit compensarea aconjugat. Cuplajele elastice cu boluri permit compensarea abaterilor radiale baterilor radiale R = R = 0,30,6 mm0,30,6 mm,, abaterilor unghiulareabaterilor unghiulare 1100 i a abaterilor axiale i a abaterilor axiale ll n limitele menn limitele meninerii inerii contactului dintre mancontactului dintre manoanele din cauciuc oanele din cauciuc i semicuplajul i semicuplajul n care se monteazn care se monteaz..

    Sarcina se transmite prin contact direct Sarcina se transmite prin contact direct ntre semicuplaje, bolntre semicuplaje, boluri uri i i manmanoanele din cauciuc.oanele din cauciuc.

    Calculul cuplajelor elastice cu bolCalculul cuplajelor elastice cu boluri se efectueaz uri se efectueaz n ipoteza distribun ipoteza distribuiei iei uniforme a sarcinii pe cele z boluniforme a sarcinii pe cele z boluri.uri.

    Sarcina care revine fiecrui bolSarcina care revine fiecrui bol esteeste

    ,2

    11 Dz

    MF tc=

  • 27Universitatea Maritima Constanta

    unde unde DD11 este diametrul de dispunere a bolurilor.este diametrul de dispunere a bolurilor.Se efectueaz calculele de verificare a bolSe efectueaz calculele de verificare a bolului la ncovoiere ului la ncovoiere -- considernduconsiderndu--l l

    ncastrat n semicuplaj, sarcina aplicnduncastrat n semicuplaj, sarcina aplicndu--se cu braul maxim se cu braul maxim -- cu relaiacu relaia

    aib

    b

    z

    ii d

    lFWM ==

    32

    3

    '1

    i de verificare a manonului elastic la strivire i de verificare a manonului elastic la strivire -- la contactul cu bolul la contactul cu bolul -- cu relaiacu relaia

    .1 asbb

    s ldF =

    Notaiile utilizate n relaiile (7.13) i (7.14) sunt: Notaiile utilizate n relaiile (7.13) i (7.14) sunt: ddbb -- diametrul bolului; diametrul bolului; llbb -- l limea manonului; imea manonului; aiai -- tensiunea admisibil la tensiunea admisibil la ncovoiere a blncovoiere a blului, ului, aiai = (0,25= (0,250,4) 0,4) 0202; ; asas -- tensiunea admisibil tensiunea admisibil la strivire a cauciucului, la strivire a cauciucului, asas = 5= 57 MPa7 MPa..Cuplajul elastic de tip PeriflexCuplajul elastic de tip Periflex (fig. 7.19) este unul dintre numeroasele tipuri de cuplaje elas(fig. 7.19) este unul dintre numeroasele tipuri de cuplaje elastice tice cu bandaj de cauciuc. Cuplajul Periflex are cu bandaj de cauciuc. Cuplajul Periflex are n componenn componen semicuplajele identice semicuplajele identice 1 1 i 2, i 2, bandajul de cauciuc cu inserbandajul de cauciuc cu inserii textile 3, montat pe acestea prin ii textile 3, montat pe acestea prin uruburi prin intermediul uruburi prin intermediul discurilor 4.discurilor 4.AcestAcest cuplajcuplaj se se utilizeazutilizeaz pentrupentru compensareacompensarea baterilorbaterilor axialeaxiale l = 3l = 36 mm, 6 mm, abaterilorabaterilor radialeradialeR = 2R = 26 mm6 mm ii abaterilorabaterilor unghiulareunghiulare = 2= 26600. . Volumul mare al elementului intermediar din Volumul mare al elementului intermediar din cauciuc cauciuc i confer capacitate mare de amortizare a i confer capacitate mare de amortizare a ocurilor ocurilor i vibrai vibraiilor.iilor.

    (7.13)

    (7.14)

  • 28Universitatea Maritima Constanta

    Momentul de torsiune se transmite prin frecarea Momentul de torsiune se transmite prin frecarea dintre bandajul de cauciuc, pe de o parte, i dintre bandajul de cauciuc, pe de o parte, i semicuplaje i discuri, de cealalt parte. Fora de semicuplaje i discuri, de cealalt parte. Fora de apsareapsare, n, necesar transmiterii prin frecare a sarciniiecesar transmiterii prin frecare a sarcinii, , este realizat prin strngerea este realizat prin strngerea uruburilor. Condiia de uruburilor. Condiia de transmitere a sarcinii prin frecare estetransmitere a sarcinii prin frecare este

    Figura 7.19Figura 7.19-- CuplajCuplaj PeriflexPeriflex

    ,4

    21

    _

    01 iDDFzMM

    Moment

    frecareForta

    ftc

    444 3444 21321

    +=

    unde unde reprezint coeficientul de frecare dintre reprezint coeficientul de frecare dintre bandaj i semicuplaj sau disc; bandaj i semicuplaj sau disc; DD11 i i DD22 -- diametrele diametrele suprafeei de frecare; suprafeei de frecare; zz -- numrul de numrul de uruburi; uruburi; FF0101 --fora de prestrngere a fiecrui urub; fora de prestrngere a fiecrui urub; ii -- numrul de numrul de perechi de suprafee de frecare (perechi de suprafee de frecare (ii = 2, pentru = 2, pentru soluia constructiv din fig. 7.19).soluia constructiv din fig. 7.19).

    Din relaia (7.15) rezult fora necesar de Din relaia (7.15) rezult fora necesar de prestrngere a uruburilorprestrngere a uruburilor

    ( ) .4

    2101 iDDz

    MF tc+=

    (7.15)(7.15)

    (7.16)(7.16)

  • 29Universitatea Maritima Constanta

    uruburile se verific la tracuruburile se verific la traciune, cu o for majorat egal cu iune, cu o for majorat egal cu 1,3F1,3F0101, pentru a se ine , pentru a se ine seama de solicitarea de torsiune seama de solicitarea de torsiune -- de la montaj de la montaj -- produs de momentul de produs de momentul de nurubare, cu nurubare, cu relaiarelaia

    n care n care dd11 este diametrul interior al filetului urubului.este diametrul interior al filetului urubului.Bandajul din cauciuc se verific la strivireBandajul din cauciuc se verific la strivire, cu relaia, cu relaia

    ,

    4

    3,12

    1

    01att d

    F =

    ( ) ass DDFz

    =21

    22

    01

    4i la forfecare, n seciunea corespunztoare diametrului i la forfecare, n seciunea corespunztoare diametrului DD22, cu relaia, cu relaia

    .22

    1

    2

    2 2222

    aftc

    Arie

    Forta

    tcf hD

    MhDD

    M =

    = 321321

    n relaiile (7.18) i (7.19) sn relaiile (7.18) i (7.19) s--au notat cu: au notat cu: hh -- grosimea bandajului; grosimea bandajului; asas -- tensiunea admisibil tensiunea admisibil la strivire a cauciucului, la strivire a cauciucului, asas = 5= 57 MPa;7 MPa; afaf -- tensiunea admisibil la forfecare a tensiunea admisibil la forfecare a cauciucului, cauciucului, afaf = 0,3= 0,30,5 Mpa.0,5 Mpa.

    Datorit centrifugriiDatorit centrifugrii, bandajul din cauciuc este solicitat suplimentar la trac, bandajul din cauciuc este solicitat suplimentar la traciune, iune, motiv pentru viteza periferic de funcmotiv pentru viteza periferic de funcionare trebuie limitat la valori admisibileionare trebuie limitat la valori admisibile vvaa = = 17,517,520 m/s,20 m/s, astfel astfel nct s nu se depnct s nu se depeasc tensiunea admisibil la traceasc tensiunea admisibil la traciune iune atat = 0,5 = 0,5 MPa.MPa.

    (7.17)

    (7.18)

  • 30Universitatea Maritima Constanta

    Alte construcii de cuplaje elastice cu elemente intermediare neAlte construcii de cuplaje elastice cu elemente intermediare nemetalicemetalice sunt prezentate sunt prezentate n fig. 7.20:n fig. 7.20:

    a a --cuplaj cu boluri i disc elastic (tip Hardy), caracterizat princuplaj cu boluri i disc elastic (tip Hardy), caracterizat prin elasticitate elasticitate torsional torsional i deformabilitate mari;i deformabilitate mari;

    b b --cuplaj Vulkan, cu bandaj secionat, mai uor de executat i cu ccuplaj Vulkan, cu bandaj secionat, mai uor de executat i cu capacitate de apacitate de transmitere a sarcinii mai mare dect a cuplajului Periflex;transmitere a sarcinii mai mare dect a cuplajului Periflex;

    c c --variant a cuplajului Periflexvariant a cuplajului Periflex;;d d --cuplaj cu element de cauciuc solicitat la torsiune, cu capacitatcuplaj cu element de cauciuc solicitat la torsiune, cu capacitate mare de e mare de

    ncrcare, dar nerecomandat la preluarea de sarcini variabile cincrcare, dar nerecomandat la preluarea de sarcini variabile ciclice i la funcionarea la clice i la funcionarea la temperaturi mari, cnd rezistena mbinrii elementului elastic temperaturi mari, cnd rezistena mbinrii elementului elastic scade.scade.

    a a b b c c ddFigura 7.20Figura 7.20-- Alte construcii de cuplaje elastice cu elemente intermediare nAlte construcii de cuplaje elastice cu elemente intermediare nemetaliceemetalice

  • 31Universitatea Maritima Constanta

    Cuplaje elastice cu elemente intermediare metaliceCuplaje elastice cu elemente intermediare metalice

    Elementele intermediare elastice se execut din oElementele intermediare elastice se execut din oel de arc, n diverse forme el de arc, n diverse forme constructive: arcuri baconstructive: arcuri barr, arcuri lamelare, arcuri elicoidale, arcuri manon. Materialul , arcuri lamelare, arcuri elicoidale, arcuri manon. Materialul metalic al elementelor intermediare conduce, comparativ cu cuplametalic al elementelor intermediare conduce, comparativ cu cuplajele cu elemente jele cu elemente intermediare nemetalice, la durabilitate mai mare, rezisten laintermediare nemetalice, la durabilitate mai mare, rezisten la coroziune mai ridicat coroziune mai ridicat, dar , dar i amortizare mai redus. Cuplajele elastice cu elemente intermei amortizare mai redus. Cuplajele elastice cu elemente intermediare metalice se diare metalice se utilizeaz utilizeaz n transmisiile de puteri mari.n transmisiile de puteri mari.

    Cuplajul cu arcuri elicoidale de tip CardeflexCuplajul cu arcuri elicoidale de tip Cardeflex ( (fig. 7.fig. 7.21) e21) este format din dou ste format din dou semicuplaje identice 1 i 2, pe care sunt montai, alternativ, ssemicuplaje identice 1 i 2, pe care sunt montai, alternativ, segmenii 3, prin intermediul egmenii 3, prin intermediul bolurilor 4. Legtura dintre semicuplaje se realizeaz prin intbolurilor 4. Legtura dintre semicuplaje se realizeaz prin intermediul arcurilor elicoidale ermediul arcurilor elicoidale de compresiune 5, montate pretensionat ntre segmeni i centratde compresiune 5, montate pretensionat ntre segmeni i centrate pe acetia prin e pe acetia prin tifturile 6, care au i rolul de a limita comprimarea arcurilortifturile 6, care au i rolul de a limita comprimarea arcurilor. Cuplajul Cardeflex transmite . Cuplajul Cardeflex transmite momentul de torsiune n ambele sensuri, acesta producnd comprimmomentul de torsiune n ambele sensuri, acesta producnd comprimarea suplimentar a area suplimentar a arcurilor aflate de o parte i destinderea arcurilor aflate de carcurilor aflate de o parte i destinderea arcurilor aflate de cealalt parte a fiecrui ealalt parte a fiecrui segment. ntre semicuplaje apare o rotire relativ (segment. ntre semicuplaje apare o rotire relativ ( 101000), segmenii avnd la rndul ), segmenii avnd la rndul lor o rotire n jurul bolurilor, fapt pentru care se recomand lor o rotire n jurul bolurilor, fapt pentru care se recomand ungerea cuplei segmentungerea cuplei segment--bol.bol.

    Cuplajul Cardeflex permite compensarea abaterilor combinate: axiCuplajul Cardeflex permite compensarea abaterilor combinate: axiale, ale, l = l = 0,05D0,05D; radiale, ; radiale, R = 0,01DR = 0,01D; unghiulare, ; unghiulare, = 20= 2000, , DD reprezentnd diametrul exterior al reprezentnd diametrul exterior al cuplajului.cuplajului.

    Caracteristica elastic a cuplajului Cardeflex este prezentat Caracteristica elastic a cuplajului Cardeflex este prezentat n fig. 7.22. Se n fig. 7.22. Se remarc existenremarc existena unor zone specifice acestei caracteristici:a unor zone specifice acestei caracteristici:

  • 32Universitatea Maritima Constanta

    I I -- zona de funcionare la momente de torsiune mici (zona de funcionare la momente de torsiune mici (MMt t MMtt11), n care arcurile din faa ), n care arcurile din faa segmenilor de pe semicuplajul conductor (n sensul micrii) ssegmenilor de pe semicuplajul conductor (n sensul micrii) se comprime comprim, iar arcurile , iar arcurile din spate se destind;din spate se destind;II II -- zona corespunztoare momentelor de torsiune medii zona corespunztoare momentelor de torsiune medii ((MMtt1 1 < < MMtt < < MMtctc), n care lucreaz ), n care lucreaz doar arcurile din faa segmenilor, celelalte fiind destinse comdoar arcurile din faa segmenilor, celelalte fiind destinse complet.plet.

    Figura 7.21Figura 7.21-- Cuplaj Cuplaj CardeflexCardeflex

    Figura 7.22Figura 7.22-- Caracteristica Caracteristica elastic a elastic a

    cuplajului Cardeflexcuplajului Cardeflex

  • 33Universitatea Maritima Constanta

    La momente de torsiune mai mari dect momentul de torsiune de caLa momente de torsiune mai mari dect momentul de torsiune de calcul lcul MMtctc, tifturile 6 , tifturile 6 intr intr n contact, iar cuplajul devine rigid.n contact, iar cuplajul devine rigid.

    Calculul const Calculul const n dimensionarea arcurilor i verificarea bolurilor la ncovoien dimensionarea arcurilor i verificarea bolurilor la ncovoiere re i forfecare, din condiia de transmitere a momentului de torsiui forfecare, din condiia de transmitere a momentului de torsiune de calcul ne de calcul MMtctc..

    Cuplajul cu arc erpuit de tip BibbyCuplajul cu arc erpuit de tip Bibby (fig. 7.23) este format din semicuplajele (fig. 7.23) este format din semicuplajele identice 1 i 2 cu dantur exterioar, printre dinii crora estidentice 1 i 2 cu dantur exterioar, printre dinii crora este montat arcul erpuit 3, e montat arcul erpuit 3, realizat din band de orealizat din band de oel de arc. Cuplajul este protejat prin carcasele asamblate 4 iel de arc. Cuplajul este protejat prin carcasele asamblate 4 i 5 n 5 n interiorul crora se introduce unsoare consistent pentru reduceinteriorul crora se introduce unsoare consistent pentru reducerea uzurilor elementelor rea uzurilor elementelor i pentru micorarea zgomotului din funcionare.i pentru micorarea zgomotului din funcionare.

    Figura 7.23Figura 7.23--CuplajCuplaj cu cu arc arc erpuiterpuit, tip , tip BibbyBibby

  • 34Universitatea Maritima Constanta

    SarcinaSarcina se se transmitetransmite ntrentre celecele doudou semicuplajesemicuplaje prinprin contactulcontactul danturilordanturilor exterioareexterioare cu cu arcularcul erpuiterpuit. . DeformareaDeformarea arculuiarcului permitepermite compensareacompensarea unorunor abateriabateri combinatecombinate: : axialeaxiale, , l l = 420 mm;= 420 mm; radialeradiale, , R = 0,53 mmR = 0,53 mm ii unghiulareunghiulare, , = 1= 100..

    CaracteristicaCaracteristica elasticelastic a a cuplajuluicuplajului cu arc cu arc erpuiterpuit poatepoate fifi liniarliniar sausau neliniarneliniar nnfunciefuncie de forma de forma dinilordinilor pepe lungimelungime caracteristiccaracteristic liniarliniar, la , la dinidini cu cu flancuriflancuri rectiliniirectilinii pepelungimelungime ii caracteristiccaracteristic neliniarneliniar la la dinidini cu cu flancuriflancuri curbecurbe pepe lungimelungime. .

    CalcululCalculul acestoracestor cuplajecuplaje depindedepinde de forma de forma flancurilorflancurilor dinilordinilor, , dimensionareadimensionareaarculuiarcului efectunduefectundu--se din se din condiiacondiia de de rezistenrezisten la la ncovoierencovoiere a a acestuiaacestuia..

    CUPLAJE INTERMITENTECUPLAJE INTERMITENTE

    PrincipalaPrincipala caracteristiccaracteristic a a cuplajelorcuplajelor intermitenteintermitente esteeste aceeaaceea cc daudau posibilitateaposibilitateadesfaceriidesfacerii legturiilegturii dintredintre arboriarbori, la , la comandcomand sausau automat, automat, nn funciefuncie de de variaiavariaia unuiunuiparametruparametru al al transmisieitransmisiei. . CerineleCerinele de de bazbaz pepe care care trebuietrebuie ss le le ndeplineascndeplineasc cuplajelecuplajeleintermitenteintermitente suntsunt: :

    capacitatecapacitate de de transmiteretransmitere a a momentuluimomentului de de torsiunetorsiune;; cuplare i decuplare sigur, la comand sau automat;cuplare i decuplare sigur, la comand sau automat; dimensiunidimensiuni, , greutategreutate ii moment de moment de inerieinerie minimeminime;; durabilitatedurabilitate corespunztoarecorespunztoare;; construcieconstrucie simplsimpl; ; ntreinerentreinere uoaruoar;; cost cost redusredus. .

  • 35Universitatea Maritima Constanta

    Cuplaje intermitente comandateCuplaje intermitente comandateCuplajeleCuplajele intermitenteintermitente comandatecomandate permit permit cuplareacuplarea sausau decuplareadecuplarea transmiteriitransmiterii sarciniisarcinii iimicriimicrii de de rotaierotaie, , nn funcionarefuncionare sausau nn repausrepaus, cu , cu ajutorulajutorul unorunor sistemesisteme de de comandcomand. . AcesteAceste cuplajecuplaje se se utilizeazutilizeaz pepe scarscar larglarg la la sistemelesistemele mecanicemecanice care care necesitnecesit cuplricuplri iidecuplridecuplri repetaterepetate, , modificareamodificarea regimurilorregimurilor de de funcionarefuncionare, , schimbareaschimbarea sensuluisensului de de micaremicare autovehiculeautovehicule, , mainimaini unelteunelte etc. etc. O clasificare a cuplajelor intermitente O clasificare a cuplajelor intermitente comandate este prezentat comandate este prezentat n fig. 7.24.n fig. 7.24.

    Cu suprafee cilindrice

    Cu suprafee plane

    Electromagnetice

    Pneumostatice

    Hidrostatice

    Mecanice Cu friciune Cu gheare

    Dup modul de comand Dup modul de transmitere a momentului de torsiune

    CUPLAJE INTERMITENTE COMANDATE

    Cu suprafee combinate

    Cu suprafee conice

    Figura 7.24Figura 7.24--Clasificarea Clasificarea cuplajelor intermitente cuplajelor intermitente comandatecomandate

  • 36Universitatea Maritima Constanta

    Unul dintre cele mai rspndite cuplaje intermitente Unul dintre cele mai rspndite cuplaje intermitente comandate este ambreiajul principal al comandate este ambreiajul principal al automobilelor, un exemplu de ambreiaj monodisc automobilelor, un exemplu de ambreiaj monodisc fiind prezentat n fig. 7.25. Acest ambreiaj se fiind prezentat n fig. 7.25. Acest ambreiaj se ncadreaz n categoria cuplajelor intermitente ncadreaz n categoria cuplajelor intermitente comandate mecanic, cu friciune pe suprafee plane. comandate mecanic, cu friciune pe suprafee plane. Discul de friciune 1, montat pe caneluri pe arborele Discul de friciune 1, montat pe caneluri pe arborele de intrare n cutia de viteze, este strns ntre placa de intrare n cutia de viteze, este strns ntre placa de presiune 2 i volantul 3 al motorului. Fora de de presiune 2 i volantul 3 al motorului. Fora de apsare este asigurat prin montarea cu apsare este asigurat prin montarea cu prestrngere a arcului diafragm prestrngere a arcului diafragm 4, articulat la 4, articulat la carcasa ambreiajului 5. Arcurile 6, montate ntre carcasa ambreiajului 5. Arcurile 6, montate ntre elementele discului 1, au rolul de a amortiza vibraiile elementele discului 1, au rolul de a amortiza vibraiile torsionale care apar in timpul cuplrilor torsionale care apar in timpul cuplrilor i i decuplrilordecuplrilor. Discul de friciune este prevzut cu . Discul de friciune este prevzut cu garnituri de friciune, montate elastic pe discul garnituri de friciune, montate elastic pe discul suport, astfel nct s se asigure cuplarea progresiv suport, astfel nct s se asigure cuplarea progresiv i distrubuia uniform a sarcinii pe suprafeele de i distrubuia uniform a sarcinii pe suprafeele de frecare, chiar i dup nceputul uzrii garniturilor.frecare, chiar i dup nceputul uzrii garniturilor.

    FiguraFigura 7.257.25--Ambreiaj Ambreiaj monodiscmonodisc

  • 37Universitatea Maritima Constanta

    n funcionare normal ambreiajul este cuplat. Decuplarea se rean funcionare normal ambreiajul este cuplat. Decuplarea se realizeaz prin deplasarea lizeaz prin deplasarea axial a rulmentului de presiune axial a rulmentului de presiune 7, 7, care apas pe prghiile arcului diafragm care apas pe prghiile arcului diafragm 4, 4, destinzndudestinzndu--l i oprind apsarea discului de friciune, care se elibereaz.l i oprind apsarea discului de friciune, care se elibereaz.

    Cuplaje de siguranCuplaje de siguran

    Denumirea de cuplaje de siguran este atribuit cuplajelor inteDenumirea de cuplaje de siguran este atribuit cuplajelor intermitente rmitente automate limitatoare de sarcinautomate limitatoare de sarcin..Cuplajele de siguran ndeplinesc Cuplajele de siguran ndeplinesc -- pe lng funcia de trasmit pe lng funcia de trasmitere a momentului de ere a momentului de torsiune i a micrii de rotaie ntre dou elemente consecutitorsiune i a micrii de rotaie ntre dou elemente consecutive ale unui lan cinematic ve ale unui lan cinematic --i funcia de limitare a momentului de torsiune transmis, n cazi funcia de limitare a momentului de torsiune transmis, n cazul apariiei unor ul apariiei unor suprasarcini n funcionare. Se evit, astfel, suprasolicitarea suprasarcini n funcionare. Se evit, astfel, suprasolicitarea elementelor lanului cinematic elementelor lanului cinematic i deteriorarea acestora.i deteriorarea acestora.

    Suprasarcinile Suprasarcinile -- care care aparapar n transmisie datorit unor cauze cum sunt pornirea n transmisie datorit unor cauze cum sunt pornirea sau oprirea mainii, trecerea prin zona de rezonan, ncrcri sau oprirea mainii, trecerea prin zona de rezonan, ncrcri prea mari ale prea mari ale mecanismului executor mecanismului executor -- pot fi dinamice (de oc), cu aciune foarte scurt sau pot fi dinamice (de oc), cu aciune foarte scurt sau cvasistatice, cu aciune ndelungat.cvasistatice, cu aciune ndelungat.Suprasarcinile dinamiceSuprasarcinile dinamice pot aprea ocazional sau periodic pot aprea ocazional sau periodic, m, mai ales la mecanismele ai ales la mecanismele rapide, prin rapide, prin accelerri sau decelerri de mase mari de ineraccelerri sau decelerri de mase mari de inerie sau prin blocarea unui ie sau prin blocarea unui mecanism. La mecanismele lente, pericolul apariiei suprasarcinimecanism. La mecanismele lente, pericolul apariiei suprasarcinilor dinamice este redus, lor dinamice este redus, datorit energiei cinetice mici a sistemuluidatorit energiei cinetice mici a sistemului..Suprasarcinile staticeSuprasarcinile statice apar datorit apar datorit ncrcrii prea mari a mainii antrenate (erori de ncrcrii prea mari a mainii antrenate (erori de deservire, gripareadeservire, griparea unui lagr etc unui lagr etc.), att la mecanismele rapide ct i la mecanismele .), att la mecanismele rapide ct i la mecanismele lente.lente.

  • 38Universitatea Maritima Constanta

    Indiferent de tipul suprasarcinilor, acestea pot duce la deterioIndiferent de tipul suprasarcinilor, acestea pot duce la deteriorarea mainii i la scoaterea rarea mainii i la scoaterea acesteia din funciune. Luarea n considerare a suprasarcinilor,acesteia din funciune. Luarea n considerare a suprasarcinilor, n totalitate, n calculul n totalitate, n calculul transmisiei ar duce la o supradimensionare excesiv a acesteiatransmisiei ar duce la o supradimensionare excesiv a acesteia, c, care nu poate fi are nu poate fi acceptatacceptat. D. Dac ac n lanul cinematic al transmisiei mecanice se monteaz un cuplan lanul cinematic al transmisiei mecanice se monteaz un cuplaj de j de siguran, atunci se pot utiliza la maxim proprietile mecanicesiguran, atunci se pot utiliza la maxim proprietile mecanice ale materialelor folosite la ale materialelor folosite la construcia elementelor componente ale transmisiei.construcia elementelor componente ale transmisiei.Cuplajele de siguran trebuie s fie caracterizate de: fiabilitCuplajele de siguran trebuie s fie caracterizate de: fiabilitate i funcionare sigur; ate i funcionare sigur; precizie de limitare, la o aprecizie de limitare, la o anumit valoare impusnumit valoare impus, a momentului de torsiune transmis; , a momentului de torsiune transmis; sensibilitate la decuplare; posibilitatsensibilitate la decuplare; posibilitatea reglrii momentului de torsiune transmisea reglrii momentului de torsiune transmis; ; capacitatea de restabilire automat a fluxului cinematiccapacitatea de restabilire automat a fluxului cinematic, d, dup up ncetarea aciunii ncetarea aciunii suprasarcinii.suprasarcinii.Se Se recomandrecomand utilizareautilizarea cuplajelorcuplajelor de de siguransiguran nn urmtoareleurmtoarele situaiisituaii ::

    nn transmisiiletransmisiile mainilormainilor la care la care sarcinasarcina acioneazacioneaz cucu oc oc sausau undeunde exist exist masemaseinerialeineriale mari, mari, caca urmareurmare a a imposibilitimposibilitiiii determinriideterminrii preciseprecise a a suprasarcinilorsuprasarcinilor;; nn transmisiiletransmisiile mainilormainilor care care prelucreazprelucreaz mediimedii neomogeneneomogene ((excavatoareexcavatoare, , mainimainiagricole etc.);agricole etc.); n transmisiile mainilor automate, ca urmare a lipsei unui contn transmisiile mainilor automate, ca urmare a lipsei unui control permanent al rol permanent al funcionrii;funcionrii; n lanurile cinematice cu mai multe ramuri (maini unelte etc.n lanurile cinematice cu mai multe ramuri (maini unelte etc.), ), ca urmare a ca urmare a imposibilitimposibilitii de protejare a transmisiei de ctre motorul electric;ii de protejare a transmisiei de ctre motorul electric; n toate transmisiile unde costul supradimensionrii, pentru a n toate transmisiile unde costul supradimensionrii, pentru a rezista rezista suprasarcinilor, este mai mare dect costul unui cuplaj de sigursuprasarcinilor, este mai mare dect costul unui cuplaj de siguran fiabil.an fiabil.

  • 39Universitatea Maritima Constanta

    Cuplaje de siguran

    n funcie de continuitatea transmiterii sarcinii

    n funcie de modul de transmitere a sarcinii

    Cu ntreruperea transmiterii

    momentului de torsiune

    Cu elemente de rupere

    Cu tifturi de forfecare

    Cu tifturi de traciune

    Cu transmiterea

    intermitent a momentului de

    torsiune

    Cu craboi

    Cu galei

    Cu bile

    Cu role cilindrice sau conice

    Cu suprafee plane (discuri)

    Cu suprafee conice

    Cu suprafee cilindrice

    Cu suprafee combinate

    Cu transmiterea continu a

    momentului de torsiune

    Prin formele conjugate ale elementelor componente

    Prin frecare

    FiguraFigura 7.267.26--Clasificarea Clasificarea cuplajelorcuplajelor de de siguransiguran

  • 40Universitatea Maritima Constanta

    Cuplajele de siguran se execut ntrCuplajele de siguran se execut ntr--o mare diversitate de soluii constructive, pentru a o mare diversitate de soluii constructive, pentru a satisface cerinele impuse de o bun funcionare a transmisiilorsatisface cerinele impuse de o bun funcionare a transmisiilor mecanice n care se mecanice n care se ncorporeaz. Clasificarea cuplajelor de siguran, urmrind princorporeaz. Clasificarea cuplajelor de siguran, urmrind principalele criterii constructive ncipalele criterii constructive i funcionale ale acestora, este prezentat n fig. 7.26.i funcionale ale acestora, este prezentat n fig. 7.26.

    Pentru aPentru a--i ndeplini att rolul principal, de transmitere a momentului di ndeplini att rolul principal, de transmitere a momentului de torsiune, e torsiune, ct i cel specific, de limitare a valorii acestui moment, n fuct i cel specific, de limitare a valorii acestui moment, n funcionarea cuplajelor de ncionarea cuplajelor de siguran se ntlnesc trei situaii funcionale distincte. siguran se ntlnesc trei situaii funcionale distincte. AcesteAceste situaiisituaii suntsunt definitedefinite de de mrimeamrimea momentuluimomentului de de torsiunetorsiune ce ce trebuietrebuie transmis de transmis de cuplajcuplaj i de i de mrimeamrimeasuprasarcinilorsuprasarcinilor. . PentruPentru celecele treitrei grupegrupe de de cuplajecuplaje, care , care rspundrspund criteriuluicriteriului de de clasificareclasificare legatlegatde de continuitateacontinuitatea transmiteriitransmiterii sarciniisarcinii ((v.fig.v.fig. 7.26), 7.26), variaiavariaia momentuluimomentului de de torsiunetorsiune MMtt transmis transmis de de cuplajcuplaj este este prezentatprezentat nn fig.7.27, fig.7.27, comentariulcomentariul privindprivind aceastaceast variaievariaie i i explicareaexplicareanotaiilornotaiilor dindin diagramediagrame fiindfiind prezentateprezentate nn continuarecontinuare..

    FuncionareaFuncionarea complet complet cuplatcuplat corespundecorespunde situaieisituaiei nn care care momentulmomentul de de torsiunetorsiunedindin transmisietransmisie M M t trt tr , , necesarnecesar a fi transmis de a fi transmis de cuplajcuplaj, este mai , este mai micmic dectdect momentulmomentul de de torsiunetorsiune maximmaxim M M t t 00 , , posibilposibil a fi transmis de a fi transmis de cuplajcuplaj, , nn aceastaceast situaiesituaie de de funcionarefuncionare: : MMtt = = MMttrttr MMtt00..

    ProcesulProcesul de de decuplaredecuplare corespundecorespunde situasituaieiiei nn care, care, nn urmaurma crecreteriiterii momentuluimomentuluide de torsiunetorsiune dindin transmisietransmisie M M t trt tr , la , la depdepireairea valoriivalorii momentuluimomentului M M t t 00, , apareapare o o mimicarecare de de rotarotaieie relativrelativ ntrentre semicuplajesemicuplaje, , ncepndncepnd acestacest procesproces. . VariaVariaiaia momentuluimomentului M M tt = = M M tdtd nnacestacest procesproces este este funcfuncieie de de tipultipul cuplajuluicuplajului de de siguransiguran care care echipeazechipeaz transmisiatransmisia..

  • 41Universitatea Maritima Constanta

    La La cuplajelecuplajele de de siguransiguran cucu ntrerupereantreruperea transmiteriitransmiterii momentuluimomentului de de torsiunetorsiune ((cuplajecuplaje cucutifturitifturi de de rupererupere) ) variaiavariaia momentuluimomentului M M tdtd este este prezentatprezentat nn fig. 7.27, a. fig. 7.27, a. CurbaCurba de de variaievariaie a a momentuluimomentului M M t trt tr nn timpultimpul de de reaciereacie la la suprasarcinsuprasarcin, va , va aveaavea diverse forme, diverse forme, funciefuncie de de caracteristicilecaracteristicile dinamicedinamice ale ale transmisieitransmisiei i ale i ale cuplajuluicuplajului. La . La valoareavaloarea M M tdtd = = M M t t 00, se , se produceproduce, , aproapeaproape instantaneuinstantaneu, , decuplareadecuplarea legturiilegturii ntrentre celecele dou dou semicuplajesemicuplaje (de (de exempluexemplu, , la la ruperearuperea tifturilortifturilor) i de la ) i de la momentulmomentul M M t trt tr = = M M t t 00 se se ajungeajunge, la , la semicuplajulsemicuplajul conduscondus, la , la M M tdtd = = M M trtr = 0, = 0, undeunde M M trtr reprezintreprezint momentulmomentul de de torsiunetorsiune remanentremanent, transmis de , transmis de cuplajcuplaj la la sfritulsfritulprocesuluiprocesului de de decuplaredecuplare..

    La La cuplajelecuplajele de de siguransiguran cucu transmitereatransmiterea intermitentintermitent a a momentuluimomentului de de torsiunetorsiune((cuplajecuplaje cucu craboicraboi, , cucu galeigalei, , cucu bile etc.), bile etc.), variaiavariaia momentuluimomentului M M tdtd este este prezentatprezentat nn fig. 7.27, fig. 7.27, b. b. DinDin momentulmomentul nn care care M M t trt tr = = M M t t 00 i i pnpn nn momentulmomentul atingeriiatingerii valoriivalorii maxime a maxime a momentuluimomentului M M tdtd,, exist o zon de exist o zon de instabilitateinstabilitate, , nn care pot care pot apreaaprea cuplricuplri i i decuplridecuplriincompleteincomplete. D. Dup up depdepireairea acesteiacestei zone, zone, momentulmomentul de de torsiunetorsiune M M tdtd scadescade la la valoareavaloarea M M trtr, , valoarevaloare care se care se meninemenine pnpn la o nou la o nou cuplarecuplare ( (dup un dup un timptimp egalegal cucu celcel necesarnecesar rotiriirotiriirelative relative ntrentre celecele dou dou semicuplajesemicuplaje pnpn cndcnd galeiigaleii sausau bilelebilele ptrundptrund nn locaurilelocaurile active active urmtoareurmtoare celorcelor dindin care au care au ieitieit, , foratforat, la , la decuplaredecuplare).).Forma optim de variaForma optim de variaie a momentului ie a momentului MM tdtd transmis de un cuplaj de siguran este cea transmis de un cuplaj de siguran este cea caracteristic cuplajelor cu caracteristic cuplajelor cu transmiterea continu a momentului de torsiunetransmiterea continu a momentului de torsiune ( (transmiterea transmiterea momentului se realizeaz prin frecaremomentului se realizeaz prin frecare) i este prezentat n fig. 7.27, c. Dup parcurgerea ) i este prezentat n fig. 7.27, c. Dup parcurgerea zonei definit de timpul de reaczonei definit de timpul de reacie la suprasarcin, momentul ie la suprasarcin, momentul MM tdtd scade, continuu, de lascade, continuu, de laMM t t 00 la la MM trtr , , unde se stabilizeazunde se stabilizeaz. . Forma Forma curbeicurbei de de variaievariaie a a momentuluimomentului de de torsiunetorsiune

    transmis de transmis de cuplajcuplaj, , pnpn la la M M t trt tr = = M M t t 00, este , este funciefuncie de de caracteristicilecaracteristicile construcitveconstrucitve ale ale cuplajuluicuplajului ((sistemulsistemul de de apsareapsare, , materialelematerialele de de friciunefriciune etc.). etc.). ValoareaValoarea relativrelativ mare a mare a momentuluimomentului M M trtr explicexplic utilizareautilizarea, , pepe scarscar larglarg, a , a acestoracestor cuplajecuplaje nn construciaconstrucia de de mainimaini

  • 42Universitatea Maritima Constanta

    LegileLegile de de variaievariaie M M tt = = M M tt ((tt), ), prezentateprezentate nn fig. 7.27, fig. 7.27, suntsunt teoreticeteoretice. . MomentulMomentul de de torsiunetorsiuneMMttrttr nu are o nu are o valoarevaloare constantconstant, , existndexistnd un un domeniudomeniu de de variaievariaie alal acestuiaacestuia, , prezentatprezentathaurathaurat nn fig. 7.27, fig. 7.27, datoratdatorat caracteristicilorcaracteristicilor dinamicedinamice ale ale mainiimainii motoaremotoare i a i a celeiceleiantrenateantrenate..

    ProcesulProcesul de de cuplarecuplare reprezintreprezint situaiasituaia nn care, care, datoritdatorit micorriimicorrii momentuluimomentului de de torsiunetorsiune dindin transmisietransmisie, se , se obineobine egalizareaegalizarea vitezelorvitezelor unghiulareunghiulare dintredintre semicuplajesemicuplaje -- nncazulcazul cuplajelorcuplajelor de de siguransiguran cucu friciunefriciune -- respectivrespectiv elementeleelementele active nu mai active nu mai prsescprsesclocaurilelocaurile dindin semicuplajesemicuplaje -- nn cazulcazul cuplajelorcuplajelor cucu transmitereatransmiterea intermitentintermitent a a momentuluimomentului de de torsiunetorsiune ((cuplajecuplaje de de siguransiguran cucu galeigalei sausau cucu bile). bile). nn ambeleambele cazuricazuri, la , la sfritulsfritul procesuluiprocesuluide de cuplarecuplare se se obineobine, , dindin nounou, , situaiasituaia de de funcionarefuncionare complet complet cuplatcuplat..

    n cazul cuplajelor de siguran cu tifturi de rupere, restabiln cazul cuplajelor de siguran cu tifturi de rupere, restabilirea legturii dintre irea legturii dintre arbori se obine prin nlocuirea tiftului rupt.arbori se obine prin nlocuirea tiftului rupt.

    a a b cb cFiguraFigura 7.277.27--Variaia momentului de torsiune transmis n timpul decuplriiVariaia momentului de torsiune transmis n timpul decuplrii

  • 43Universitatea Maritima Constanta

    Utilizarea raional a mainii antrenate impune ca n transmisieUtilizarea raional a mainii antrenate impune ca n transmisie s se asigure un nivel minim s se asigure un nivel minim al sarcinii transmise de ctre cuplajul de siguranal sarcinii transmise de ctre cuplajul de siguran, fr ca acesta s se decupleze. Acest , fr ca acesta s se decupleze. Acest nivel se stabilete n funcie de suprasarcinile care apar la menivel se stabilete n funcie de suprasarcinile care apar la mecanismul executor al mainii canismul executor al mainii antrenate i care devine moment de torsiune de calcul antrenate i care devine moment de torsiune de calcul MM tctc pentru cuplajul de siguran, pentru cuplajul de siguran, moment ce se determin cu relamoment ce se determin cu relaiaia

    n cazul n care cuplajele de siguran se proiecteaz astfel nn cazul n care cuplajele de siguran se proiecteaz astfel nct momentul ct momentul maxim pe care l transmit, fr s se produc decuplarea, s fiemaxim pe care l transmit, fr s se produc decuplarea, s fie egal cu egal cu MMtctc, funcionarea , funcionarea cuplajului n zona valorilor apropiate de cuplajului n zona valorilor apropiate de MM tctc devine instabil devine instabil, c, cu frecvente decuplri u frecvente decuplri i i recuplrirecuplri. n consecin, nu se asigur n permanen nivelul minim al sa. n consecin, nu se asigur n permanen nivelul minim al sarcinii n transmisie, rcinii n transmisie, care s permit utilizarea racare s permit utilizarea raional a mainii antrenate. ional a mainii antrenate. nn acestacest modmod se se explicexplic proiectareaproiectareacuplajelorcuplajelor de de siguransiguran la un moment de la un moment de torsiunetorsiune limit limit determinatdeterminat cucu relaiarelaia

    ( ) .25,1...15,1 tctcnlimt MMM ==

    CuplajeCuplaje de de siguransiguran cucu tifturitifturi de de forfecareforfecare

    AcesteAceste cuplajecuplaje suntsunt simple simple constructivconstructiv i au gabarit redus, i au gabarit redus, fiindfiind folositefolosite destuldestul de de frecventfrecvent nn transmisiiletransmisiile mecanicemecanice, , cucu toatetoate cc pentrupentru repunerearepunerea lorlor nn funciunefunciune este este necesarnecesar nlocuireanlocuirea tiftuluitiftului ruptrupt..

    ,tnstc MKM =

  • 44Universitatea Maritima Constanta

    FiguraFigura 7.287.28--CuplajeCuplaje de de siguransiguran cucutifturitifturi de de forfecareforfecare

    Figura 7.29Figura 7.29--Forme constructive de Forme constructive de tifturitifturi de de forfecareforfecare

  • 45Universitatea Maritima Constanta

    SoluiileSoluiile constructive constructive existenteexistente pot pot realizarealiza legturalegtura ntrentre capatelecapatele a a doidoi arboriarbori (fig. 7.28,a) (fig. 7.28,a) sausau ntrentre o o roatroat dinatdinat, de , de cureacurea, de , de lanlan etc. i etc. i arborelearborele pepe care care aceastaaceasta este este montatmontat(fig. 7.28,b).(fig. 7.28,b).

    tifturiletifturile, , executateexecutate dindin oeloel cucu coninutconinut mediumediu de de carboncarbon, pot fi lise (v. fig.7.28, a , pot fi lise (v. fig.7.28, a i b), i b), crestatecrestate (fig.7.29 ,ad) (fig.7.29 ,ad) sausau crestatecrestate cucu mai mai multemulte tronsoanetronsoane (fig.7.29, e i f), (fig.7.29, e i f), fiindfiindmontatemontate, longitudinal , longitudinal sausau radial, radial, nn bucebuce cliteclite la 50...60 HRC, la 50...60 HRC, pentrupentru a a evitaevita solicitareasolicitareade de ncovoierencovoiere. La . La tifturiletifturile lise, lise, deoarecedeoarece prinprin poziiapoziia relativrelativ a a bucelorbucelor se se stabiletestabilete loculloculde de forfecareforfecare alal tiftuluitiftului, , acesteaacestea se se monteazmonteaz cucu strngerestrngere, , frfr jocjoc ntrentre eleele (v.fig.7.28); la (v.fig.7.28); la tifturiletifturile crestatecrestate, , deoarecedeoarece zona de zona de forfecareforfecare este este definitdefinit prinprin forma forma tiftuluitiftului, , ntrentre bucebucepoatepoate exista un exista un micmic jocjoc (v.fig.7.29).(v.fig.7.29).

    n funcie de mrimea sarcinii necesar a fi transmis, de precizn funcie de mrimea sarcinii necesar a fi transmis, de precizia i sensibilitatea ia i sensibilitatea necesare la decuplare, se pot folosi soluii constructive diversnecesare la decuplare, se pot folosi soluii constructive diverse, cu unul sau mai multe e, cu unul sau mai multe tifturi lise sau crestate.tifturi lise sau crestate.

    Precizia de decuplare a cuplajului se mrePrecizia de decuplare a cuplajului se mrete prin utilizarea unui singur tift, dar te prin utilizarea unui singur tift, dar apare apare dezavantajul dezechilibrrii dezavantajul dezechilibrrii dinamicedinamice a a cuplajuluicuplajului. Prin utilizarea unor tifturi . Prin utilizarea unor tifturi crestate, se crestate, se mremrete precizia de decuplare, comparativ cu situaia utilizrii tite precizia de decuplare, comparativ cu situaia utilizrii tifturilor lise.fturilor lise.

    Pentru calculul cuplajelor de siguran cu tifturi de forfecarePentru calculul cuplajelor de siguran cu tifturi de forfecare, se pune condiia , se pune condiia ca la atingerea valorii momentului de torsiune ca la atingerea valorii momentului de torsiune MM t limt lim tifturile s se rup prin forfecare. tifturile s se rup prin forfecare. Relaiile de calcul, ce vor fi stabilite n continuare, vor ineRelaiile de calcul, ce vor fi stabilite n continuare, vor ine seama de forma constructiv seama de forma constructiv i i de condiiile de funcionare ale cuplajului.de condiiile de funcionare ale cuplajului.

    Pentru cuplajele care realizeaz legtura Pentru cuplajele care realizeaz legtura ntre capetele a doi arbori (v. fig.7.28), ntre capetele a doi arbori (v. fig.7.28), rezultrezult

    {

    ,

    4

    1

    2

    12

    10rf

    AriaForta

    limtf dD

    Mz

    ==321

  • 46Universitatea Maritima Constanta

    unde: unde: zz reprezint numrul de reprezint numrul de tifturi; tifturi; dd11 diametrul tifturilor; diametrul tifturilor; rfrf = = rr tensiunea de tensiunea de rupere prin forfecare; rupere prin forfecare; rr tensiunea de rupere la traciune a materialului tiftului; tensiunea de rupere la traciune a materialului tiftului; coeficientul tensiunii de rupere prin forfecare, ales n funciecoeficientul tensiunii de rupere prin forfecare, ales n funcie de diametrul tifturilor, de diametrul tifturilor, alungirea materialului i forma suprafeei (tifturi lise sau talungirea materialului i forma suprafeei (tifturi lise sau tifturi cu canal V).ifturi cu canal V).

    Pentru dimensionare, din relaia (7.21), rezultPentru dimensionare, din relaia (7.21), rezult

    rf

    limt

    DM

    zd 02

    1

    8=i apoi, pentru i apoi, pentru z = 1, 2, 3z = 1, 2, 3 sau sau 44, s, se determin e determin dd1, n final alegndu1, n final alegndu--se varianta optim, se varianta optim, innd seama de precizia de decuplare dorit i de turaia de fuinnd seama de precizia de decuplare dorit i de turaia de funcionare a cuplajului.ncionare a cuplajului.

    CuplajeCuplaje de de siguransiguran cucu bilebile

    AcesteAceste cuplajecuplaje se se utilizeazutilizeaz pepe scarscar larglarg nn construciaconstrucia de de mainimaini unelteunelte, , mainimaini unelteunelte automate, automate, mainimaini agricole etc. agricole etc. fiindfiind simple simple constructivconstructiv i i avndavnd o mare o mare fiabilitatefiabilitate. . FuncionareaFuncionarea acestoraacestora nn situaiasituaia de de funcionarefuncionare complet complet cuplatcuplat i i nn procesulprocesuldecuplriidecuplrii corespundecorespunde diagrameidiagramei dindin fig. 7.27,b.fig. 7.27,b.

  • 47Universitatea Maritima Constanta

    Figura 7.30Figura 7.30--Forme de Forme de locaurilocauri pentrupentru cuplajelecuplajele de de siguransiguran cucu bilebile

    FiguraFigura 7.317.31--Cuplaj de Cuplaj de siguransiguran cu bile cu bile ii canalecanale trapezoidaletrapezoidaledispusedispuse frontalfrontal

  • 48Universitatea Maritima Constanta

    MareaMarea diversitatediversitate de de soluiisoluii constructive se constructive se deosebescdeosebesc ntrentre eleele prinprin forma forma constructivconstructiv a a locaurilorlocaurilor pentrupentru bile, bile, prinprin dispunereadispunerea bilelorbilelor frontal frontal sausau radial radial ii prinprin realizarearealizarea sistemuluisistemului de de apsareapsare cu un arc central cu un arc central sausau cu cu arcuriarcuri individualeindividuale, , pepe fiecarefiecare bilbil..

    CeleCele maimai des des ntlnitentlnite soluiisoluii constructive constructive suntsunt prezentateprezentate nn fig. 7.29 (a fig. 7.29 (a cu cu contactecontactepunctiformepunctiforme bilbil bilbil dispusedispuse frontal; b frontal; b cu cu locaurilocauri trapezoidaletrapezoidale dispusedispuse frontal; c frontal; c cu cu locaurilocauri coniceconice dispusedispuse radial, la exterior radial, la exterior sausau la interior; d la interior; d cu cu locaurilocauri cilindricecilindrice, , dispusedispusefrontal; e frontal; e cu cu locaurilocauri cilindricecilindrice, , dispusedispuse frontal; f frontal; f cu cu locaurilocauri sfericesferice, , dispusedispuse radial, la radial, la exterior; etcexterior; etc

    CeleCele maimai utilizateutilizate soluiisoluii constructive de constructive de cuplajecuplaje de de siguransiguran cu bile cu bile suntsunt celecele cu cu locaurilocauritrapezoidaletrapezoidale, , cilindricecilindrice ii sfericesferice..nn fig. 7.31 fig. 7.31 esteeste prezentatprezentat o o soluiesoluie constructivconstructiv de de cuplajcuplaj de de siguranasigurana cu bile cu bile ii canalecanaletrapezoidaletrapezoidale dispusedispuse frontal. frontal. AcestAcest cuplajcuplaj realizeazrealizeaz legturalegtura ntrentre o o roatroat dinatdinat ii arborelearborelepepe care care aceastaaceasta esteeste montatmontat. . BileleBilele 2, 2, montatemontate nn semicuplajulsemicuplajul 1, 1, suntsunt nn contact cu contact cu suprafeelesuprafeele lateralelaterale ale ale locaurilorlocaurilor trapezoidaletrapezoidale dispusedispuse frontal, din frontal, din semicuplajulsemicuplajul 3. 3. Fora de Fora de apsare este realizat pe fiecare bilapsare este realizat pe fiecare bil, d, de ctre arcurile e ctre arcurile 4. Reglarea forei de apsare se 4. Reglarea forei de apsare se efectueaz concomitentefectueaz concomitent, p, prin deplasarea axial a flanrin deplasarea axial a flanei 5, cu ajutorul piuliei canelate 6. ei 5, cu ajutorul piuliei canelate 6. Asemenea cuplaje pot fi utilizate i pentru realizarea legturiiAsemenea cuplaje pot fi utilizate i pentru realizarea legturii ntre capetele a doi arbori.ntre capetele a doi arbori.

    Cuplajele de siguran cu bile i locauri tronconice dispuse frCuplajele de siguran cu bile i locauri tronconice dispuse frontal sunt utilizate, cu ontal sunt utilizate, cu precdereprecdere, la limitarea momentelor de torsiune n transmisiile cu roi di, la limitarea momentelor de torsiune n transmisiile cu roi dinate. Dou astfel de nate. Dou astfel de