Scrigroup - Documente si articole

     

HomeDocumenteUploadResurseAlte limbi doc
AeronauticaComunicatiiElectronica electricitateMerceologieTehnica mecanica


Transmisii prin curele

Tehnica mecanica



+ Font mai mare | - Font mai mic



Transmisii prin curele



1.Consideratii generale Transmisia prin curele (TC) realizeaza transferul energetic intre doi

sau mai multi arbori prin contactul cu frecare dintre un element flexibil si extensibil, fara fine, denumit curea, montat pretensionat si rotile de curea fixate pe arbori.

Transmisiilor prin curele le sunt caracteristice o serie de avantaje dintre care se mentioneaza:

- raport de transmitere mare(i ≤ 30)

- transmit sarcinile la distante mari intre arbori;

- functioneaza silentios;

- atenueaza socurile si vibratiile, nu impun conditii deosebite de montaj si intretinere, constituie un element de siguranta (la suprasarcini cureaua poate patina);

-se realizeaza la un pret de cost redus ;

-simplitate constructiva

Dintre dezavantajele acestor transmisii se enumera:

- capacitate de transmitere redusa, comparativ cu transmisiile prin angrenare (la acelasi gabarit);

- durabilitate limitata, functionarea este insotita de alunecare elastica si incarcari electrostatice;

- instabilitate in timp a caracteristicilor reologice ale curelelor;

- sarcini mari in lagare, etc.

Transmisiile prin curele se clasifica dupa:

- forma sectiunii transversale a curelei (circular, dreptunghiular, trapezoidal);

- materialul curelei (piele, textile, textile-cauciuc, otel-benzi, material plastic);

- dispunerea axelor (paralele cu ramuri deschise sau incrucisate, incrucisate cu ramuri semiincrucisate cu role);

- modul de intindere a curelei (fara sau cu dispozitive de intindere).

Transmisiile prin curele isi gasesc utilizare in toate domeniile constructiei de masini, in special la actionarea masinilor de lucru (masini unelte, masini agricole, masini textile, etc.).

In figura 1 se exemplifica tipuri de transmisii prin curele cu axe paralele (ramuri deschise - fig. 1 a si ramuri incrucisate - fig. 1 b) sau cu axe incrucisate (cu ramuri semiincrucisate - fig. 1 c, respectiv cu ramuri deschise si role de ghidare - fig.1 d).

Fig.1. a

Fig.1.b

Fig.1.c

Fig.1.d

2. Elemente constructive Principalele componente ale unei transmisii prin curele sunt curelele,

ale transmisiilor prin curele rotile de curea, dispozitivele de tensionare, arborii si sistemele de rezemare

2.1. Cureaua Constituie elementul de baza al transmisiei care conditioneaza capacitatea de transmitere, frecventa si natura interventiilor, gabaritul, etc.

Materialele din care se confectioneaza curelele trebuie sa indeplineasca mai multe conditii (unele contradictorii): rezistenta mare la oboseala si uzura, coeficient de frecare ridicat, proprietati reologice adecvate (modul de elasticitate la intindere mare, flexibilitate ridicata, relaxare practic nula), densitate mica, rezistenta marita la temperaturi ridicate si la uzura, stabilitate la agenti chimici, sa fie ieftine si nedeficitare s.a.

Deoarece nici un material (de origine organica sau sintetica) nu satisface integral aceste conditii, curelele moderne se realizeaza intr-o structura neomogena, astfel ca prin reunirea mai multor materiale sa se intruneasca proprietatile de ansamblu apropiate de cele ale materialului ideal.

Performantele transmisiilor prin curele sunt: - puterea P (P≤3000kw), viteza periferica v (v≤50 m /s), raportul de transmitere , randamentul .0,98) frecventa flexiunilor - determinate de tipul si constructia curelei.

Cele mai raspandite profile de curea sunt :

a) profil rotund (circular)

Aceste tipuri de curele,(fig. 2), se folosesc in transmisiile de mica putere (mecanica fina, industrie textila, echipamente electronice s.a.).

Se confectioneaza din piele tabacita, fibre naturale sau sintetice, elastomeri etc.

Dimensiunile caracteristice reglementate prin standard sau norme interne sunt: d (diametrul curelei) si - lungimea primitiva Lp (de referinta).

b) profil lat (dreptunghiular)

Se utilizeaza, practic, fara restrictii, pentru transmisiile de putere, indiferent de pozitia relativa a arborilor, numarul consumatorilor si conturul transmisiei.

Cureaua se poate confectiona din piele de bovine (tabacita cu crom sau tananti - standardizate), - (fig. 3 a) - respectiv tesaturi sau impletituri din fibre naturale (bumbac, matase, in, canepa) sau artificiale (vascoza, poliamide, poliesteri), dispuse stratificat intr-o masa de cauciuc vulcanizat, ca inlocuitor eficient al materialelor din piele (considerate deficitare).

Curelele de constructie moderna se executa in structuri neomogene (compound), - (fig. 3 b) - prin lipirea a 2-3 folii subtiri din materiale diferite caracteristici bune de aderenta si tractiune, respectiv rezistenta ridicata la uzura.Curelele late se identifica prin dimensiunile sectiunii transversale si lungimea primitiva, Lp, standardizate.

Fig.2

Fig.3

c)profil trapeizoidal -cunoaste trei variante :simplu,dublu

si multiplu.Generalizarea folosirii sale exclusiv pentru transmisiile cu ramuri deschise si semi incrucisate, se explica prin capacitatea de tractiune superioara pe care o realizeaza in raport cu profilele late confectionate numai din materiale naturale (piele tabacita si tesaturi simple sau caucicate):

P [0;600(max.1200)]kW; v≤30.60m/s:

fx ≤ 30.50 Hz;to ≤ 70oC .80o C

η є (0,92,.,0,96); i є [1; 8(max 15) ]ּdp/h ≥ 7,5.12,5;

z [1,.,12 (max 40 )] curele in paralel.

Fig.4

Cureaua trapezoidala (fig. 4) este alcatuita dintr-un element de rezistenta (1) incorporat intr-o masa de cauciuc vulcanizat (2), iar ansamblul este protejat printr-un invelis - tesatura cauciucata de mare elasticitate si rezistenta la uzare (3).

Elementul de rezistenta consta dintr-o insertie tesuta dispusa in straturi, care s-a inlocuit la structurile perfectionate printr-un rand de snururi sau cabluri din fibre artificiale ( vascoza poliamide sau poliesteri). Noile structuri sunt foarte flexibile intrucat elementul de rezistenta se plaseaza in vecinatatea fasiei neutre.

Dimensiunile caracteristice ale unei curele trapezoidale sunt: latimea primitiva (lp), inaltimea profilului ( h ), distanta dintre fasia neutra si baza mare a trapezului (bmax ), unghiul dintre flancurile active (α = 40) si lungimea primitiva (Lp Є R 20 U R 10).

Standardizarea acestor curele se bazeaza pe urmatorul principiu: la o tipodimensiune de profil ( lp x h) corespunde un sir de lungimi primitive (Lp).

Curelele trapezoidale simple sunt standardizate in doua grupe:


- 7 profile clasice: Y, Z, A, B, C, D, E, STAS 1164

Curele trapezoidale clasice destinate a lucra in medii explozive sau in locuri unde exista pericol de incendiu si sunt susceptibile de a se incarca cu sarcini electrostatice se vor testa, in ceea ce priveste proprietatile antielectrostatice (conform standardului).

- 5 profile inguste: SPZ, SPA, SPB, 16 X 15, SPC STAS 7192/2-83


Pentru aceeasi tipodimensiune si structura de rezistenta profilul ingust realizeaza o capacitate de tractiune sporita cu 3040 % fata de cel clasic (pe seama cresterii portantei la strivire a flancurilor active).

-curele trapezoidale late CTL - (simbolizate prin W16; W20; W25; W28; W31,5; W40; W50; W63; W80; W100 - standardizate), avand , utilizate preferential pentru variatoare de turatie; pot fi cu baza plata (P) sau dintata (D);

-curele dublu trapezoidale (simbolizate prin DA, DB, DC),(fig.5a),nestandardizate, prevazute in cazul transmisiilor care incorporeaza consumatori dispusi pe ambele parti ale ramurii curelei. Din cauza flexibilitatii reduse se recomanda utilizarea acestor curele numai la viteze mici;

-curele trapezoidale multiple (simbolizate prin MY, MZ, MA), (fig. 5 b), nestandardizate; inlocuiesc cu performante superioare curelele care lucreaza in set;

Fig.5

Aceasta varianta de profil elimina prin forma constructiva, diferentele de lungime dintre cele "z" elemente ce lucreaza in paralel si astfel nu apar buclele energetice disipative specifice transmisiilor prin curele trapezoidale simple.

-curele trapezoidale speciale, (fig. 5 c, d, e), nestandardizate, prevazute pentru echiparea unor transportoare.

Utilizarea curelelor trapezoidale - clasice si inguste - se limiteaza de valoarea parametrilor energofunctionali.

2.2. Rotile de curea Seriile de diametre primitive ale rotilor de curea ( dp Є R 20 ) si dimensiunile canalelor de pe coroana pentru profilele trapezoidale clasice si inguste sunt normalizate (fig. 6 a ).

Intrucat la acelasi simbol caracteristic latimea primitiva a celor doua profile este identica, canalul trapezoidal are dimensiunile unificate pentru curelele clasice si inguste.

Latimea coroanei rotii, pentru un set de z Є N* curele trapezoidale montate in paralel, are valoarea :

Bc=2f + (z-1)e

Spre a se compensa modificarea formei profilului la incovoierea pe arcele de infasurare, unghiul dintre flancurile canalelor trapezoidale se stabileste in functie de gradul de incovoiere ( lp/Dp ) si de coeficientul lui Poisson (ν ) din relatia:


In solutiile moderne roata de curea este de tip interschimbabila, adica pe acelasi butuc se pot monta cu usurinta roti cu diametre si latimi diferite (fig.6 b).

Fig.6.a

Fig.6.b

Fig.6.c

Solutiile constructive ale rotilor de curea trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: masa minima si distribuita uniform pe contur, tensiuni interne reduse la constructiile sudate sau turnate, echilibrare statica si dinamica cat mai buna, suprafete active ale coroanei prelucrate fin.

Materialele utilizate sunt: fonta cenusie ( v ≤ 30 m/s), otelul turnat sau laminat; aliajele usoare si materialele plastice.

Intrucat doar coroana ( cu grosime minima hc ) depinde de forma profilelor, restul elementelor rotii, butucul si discul sau spitele, nu difera esential de cele ale rotilor de frictiune.


Tensiunile principale din coroana se datoresc fortelor centrifuge si au intensitatea:

unde prin km Є [ 1,25 ; 1,35] se tine seama de influenta spitelor asupra starii locale de tensiune.

Butucul cu dimensiunile db si lb se dispune simetric sau asimetric (retras ) in raport de coroana.

In solutiile moderne roata de curea este de tip interschimbabila, adica pe acelasi butuc se pot monta cu usurinta roti cu diametre si latimi diferite (fig. 6.b)

Rotile pentru curele late standardizate se realizeaza cu sau fara reborduri (fig.6 c). Latimea coroanei B se prevede la dimensiuni superioare latimii b a curelei pentru a evita restrictiile de aliniere frontala a rotilor.

Pentru asigurarea centrarii curelei in planul median al rotii suprafata activa a coroanei se bombeaza. Dimensiunile standard ale rotilor de curea lata sunt: B - latimea coroanei si DºDp - diametrul primitiv; celelalte acceptandu-se constructiv functie de diametrul arborelui d.

Diametrul primitiv al rotii motoare pentru curelele late se poate prelimina cu relatia:

(1)

iar pentru curele late compound:

(2)

in care:

P1 [kW] este puterea rotii motoare;

w [rad/s] - viteza unghiulara a rotii motoare.

Pentru curelele trapezoidale diametrul primitiv al rotii motoare rezulta din STAS odata cu stabilirea profilului curelei, determinat prin nomograme in functie de P1 si n1. Calculul de rezistenta al rotilor de curea se face sub forma simplificata, datorita starii de solicitare compuse la care sunt supuse.

In aceasta ipoteza se verifica la

-solicitarea de tractiune datorita fortei centrifuge:

(3)

-solicitarea la incovoiere a spitelor admitand ca forta tangentiala Ft este preluata de o treime din numarul total de spite ns (fig.7)

(4)

(5)

(6)

Fig.7

.Geometria In cele ce urmeaza se va analiza geometria transmisiei in configuratie transmisilor prin curele "standard" adica cu axe paralele si ramuri deschise (fig.8), comuna

tuturor curelelor, reduse la fibra neutra (f.n).

Fig.8

Calculul are drept scop determinarea diametrelor D1,2 preliminarea lungimii curelei in vederea adoptarii unei lungimi de curea standardizate (Lp) si stabilirea valorii definitive a distantei dintre axe (Aef).

Daca distanta dintre axe nu este impusa prin tema de proiectare, ea se admite in intervalul:

(7)

in care valorile , respectiv depind de profilul curelei si se adopta astfel incat sa se evite atingerea rotilor (cmin), respectiv vibratiile transversale nepermise (cmax) ale ramurilor .Diametrele D ale rotilor se vor determina insa,in prealabil,dupa metodologiile specifice prezentate mai jos.In cazul unui gabarit impus (de obicei pentru distante intre axe mai mari) sunt necesare conduceri (rezemari) suplimentare ale curelei.Calculul geometric al conturului se va adapta corespunzator.

Se cunoaste (exemplu):

tipul transmisiei;

elementele A, P1, w , n1, i ;

regimul de functionare (caracteristici de lucru ale consumatorului).

Se cere: D1, D2; L Þ Lp; Aef

*) pentru curele trapezoidale clasice si inguste, calculul este standardizat si in functie de P1c (corectata dupa consumator) si n1 din dependentele P1 = P1(n1) (fig. 9) rezulta:

Fig.9

- profilul curelei (la intersectia coordonatelor ,intr-un "camp" de profil)

- D1 min alegand din standard D1>D1min;

- parametrii adimensionali

- diametrul primitiv minim pentru roata mica se determina din conditia de rezistenta la incovoiere la infasurarea curelei pe roata mica:

(8)

Raportul este dat pentru fiecare tip de curea astfel ca rezulta :

(9)

marime care se standardizeaza .

**) pentru curelele late din conditia de transfer energetic se poate scrie:

(10)

in care Ac = b x h este aria sectiunii curelei;

sua - tensiunea utila admisibila.

Cu notatiile:

- coeficient diametral;

rezulta:

(11) (11)

sau

(12)

in care:

Diametrele D1 si D2=iD1 se standardizeaza.In conformitate cu figura 8 lungimea conturului curelei L la nivelul fibrei neutre este:

(13)

Tinand seama de figura 8 se pot scrie relatiile:

β1 = π - 2γ; β2 = π + 2γ; β1,2 = π

(14)

Din trigonometrie se stie:

(15)

Efectuand inlocuirile in relatia (13) se obtine:

Daca se noteaza:

se poate scrie:

(17)

Pentru lungimea calculata L se admite o valoare standardizata Lp ceea ce permite stabilirea valorii efective a distantei dintre axe Aef.

Din relatia:

(18)

se obtine ecuatia de gradul 2 in Aef:

a carui rezolvare conduce la:

deci:

In cazul transmisiilor cu axe paralele dar ramuri incrucisate (figura 12) relatiile de calcul vor fi modificate de parametrii:

Fig.10

ceea ce conduce la:

(20)

La curele se mai verifica urmatoarele elemente:

- viteza tangentiala periferica a rotii mici (egala cu viteza curelei) :

    (21)

- unghiul de infasurare pe roata mica b ³ bmin

- frecventa flexiunilor curelei (22)

ti cilindriiinatie standard (

     

in care x este numarul rotilor de curea; v - viteza curelei.

- abaterea raportului se transmitere:

in care:

D1,2 sunt valorile standardizate adoptate.

Cinetostatica trans- Se analizeaza transmisia prin curele din fig.11 la care

misiei prin curele respectiv . Sub aspect cinematic si cinetostatic se disting urmatoarele faze:

Fig.11

Fig.12

a)starea de repaus - forta initiala de montaj din ramurile curelei.

b)functionarea in gol (fara sarcina

In ramurile curelei apare o forta suplimentara ) datorita fortei centrifuge () - ce ia nastere pe portiunea de infasurare a curelei pe roti.

Pentru a determina valoarea fortei suplimentare () se considera un element infinitezimal de curea intins de unghiul de pe arcul de infasurare asupra caruia actioneaza forta centrifuga elementara , (fig.3.12).

Din conditia de echilibru a fortelor pe directia orizontala rezulta

(23)

sau:

(24)

in care: este aria sectiunii transversale a curelei;

- densitatea materialului curelei;

v- viteza curelei.

Din egalitatea relatiilor (23) si (24) se obtine:

(25)

Deci, la functionarea in gol forta din curea este:

Intrucat forta are ca efect indepartarea curelei fata de roata, rezulta ca forta activa ) prevazuta pentru a realiza transferul energetic este mai mica decat forta initiala (efectiva sau totala) , deci:

(26)

Pentru determinarea reactiunii dintre curea si roata (fig. 13) se scrie conditia de echilibru a fortelor pe directia orizontala

(27)

Presiunea conventionala - "curea-roata"- este:

(29)

Din (29) rezulta

daca , deci

daca , deci,,

functionarea in sarcina

Datorita frecarii dintre curea si roata, starea de efort existenta la functionarea in gol se modifica astfel:

-in ramura motoare creste la

-in ramura condusa scade la

Deci:

(30)

Asociind curelei proprietatile firului (corp inextensibil, monodimensional, perfect flexibil si tordabil), admitand aderenta pe tot unghiul de infasurare , iar coeficientul de frecare ct., atunci intre si exista relatia dedusa de Euler:

Pentru stabilirea relatiei (31) se considera elementul infinitezimal de curea (fig.13) si fortele ce actioneaza asupra lui.

La functionarea in sarcina cu const. rezulta

(32)

Din conditia de echilibru a fortelor pe directie orizontala rezulta

Fig.13

(33)

Nota Se accepta si se neglijeaza produsele a    doi termeni

infinitezimali.

Intrucat:

de unde:

(35)

sau:

(36)

Din conditiile de echilibru a rotii motoare (fig.14) rezulta

Fig.14

(37)

de unde:

(38)

in care este forta tangentiala de transmis.

Relatiile (30), (36) si (37) permit stabilirea legaturii

dupa cum urmeaza

respectiv:

Observatii:

In ipoteza neglijarii efectului fortelor centrifuge, relatiile isi conserva forma, dar se scriu fara asterisc.

- In expresia Tm = Ac r v2 nu apare R, ci numai v, deci efectul fortei se resimte pe tot conturul curelei.

Reactiunea "Ra"pe arbore este suma vectoriala a fortelor efective din ramuri:

Deci:

sau:

(41)

unde:

(12)

Din figura 15 se deduce:

Fig.15

(43)

unde:

este coeficientul de tractiune.

La functionarea in gol:

(44)

Nota. In calcule se accepta: pentru transmisia prin curele late si pentru transmisia prin curele trapezoidale.

5 Particularitati    Din analiza relatiilor (36) si (40) se desprinde observatia ca forta din

functionale ale curea variaza pe lungimea arcului de infasurare, si anume forta T1* din transmisiei prin curele punctul in care cureaua ataca roata descreste la T2* in pumctul de desprin-

dere a curelei din contact cu aceasta (fig. 3.16). In consecinta, se

va inregistra si o variatie a deformatiei curelei pe lungimea arcului de

infasurare, ceea ce are ca efect o alunecare relativa intre roti si curea,

numita alunecare elastica. Experimental s-a constatat ca alunecarea

elastica are loc numai pe o anumita zona a arcului de infasurare,unghiul

corespunzator acesteia fiind definit ca unghi de alunecare (), o latura

a acestuia delimitand iesirea din contact a curelei cu roata. Unghiul se numeste unghi de aderenta si corespunde zonei de repaus relativ curea - roata, in care starea de efort este practic invariabila.

Limitele de extindere a celor doua domenii, in cadrul unghiului de infasurare, depind de marimea fortei utile . Cresterea fortei utile este insotita de o crestere a unghiului de alunecare, situatia limita creandu-se in cazul , dupa care functionarea transmisiei este insotita de patinarea curelei pe roata.

Fig.16

Datorita fenomenului de alunecare elastica, cureaua va ramane in urma rotii pe arcul de alunecare de pe roata motoare, respectiv va fi in avans fata de roata pe arcul de alunecare de pe roata condusa (rezulta aceeasi conditie

Pentru stabilirea valorii alunecarii elastice se pleaca de la principiul continuitatii, adica "masa de curea care trece in unitatea de timp printr-o sectiune data este constanta ":

=const., (45)

in care: si sunt aria sectiunii, respectiv densitatea curelei tensionate.

Intre acesti parametri si cei corespunzatori curelei netensionate (, respectiv ) exista relatiile:

unde: є este deformatia specifica;

μ-coeficientul de frecare dintre curea si roata.

Concluzii:

-alunecarea elastica reflecta legatura dintre viteza curelei si starea locala de tensiune;

-viteza punctelor elementului flexibil si extensibil variaza pe conturul transmisiei functie de marimea eforturilor locale Tj ;

-la incarcarea transmisiei, efortul din curea variaza exponential pe arcele de infasurare; starea de deformatie se modifica dupa aceeasi lege determinand aparitia unei miscari relative intre curea si roata;

-pentru incarcarea maxima, intregul unghi de infasurare de pe motoare devine arc de alunecare.

Exprimand aceasta relatie pentru roata condusa se obtine

(48)

sau: (49)

in care este coeficientul de alunecare elastica.

Vitezele liniare ale rotilor sunt:

si (50)

deci:

(51)

Relatiile de definire a coeficientului de alunecare elastica se pot scrie sub forma:

(52)

ceea ce permite calcularea modulului de elasticitate E pe baza lui

Rezultatele teoretice isi pierd valabilitatea din momentul in care pe arcul de infasurare coexista alunecarea elastica si patinarea sau numai patinarea.

Ele se completeaza cu date experimentale i , ce definesc caracteristica de tractiune a transmisiei (fig.17).

Fenomenul transmiterii sarcinilor prin curele poate fi surprins cu ajutorul curbelor de alunecare: ζ=ζ(φ) (fig.17), unde este coeficientul de tractiune exprimat prin relatia:

(53)

Din analiza acestor curbe (ridicate experimental) rezulta o crestere aproximativ liniara a coeficientului de alunecare elastica e pana cand corespunzator conditiilor optime de transmitere a puterii. Cresterea coeficientului (si deci a fortei utile) peste valoarea conduce la pericolul iminent al patinarii (asociat cu o descrestere a randamentului). Prin urmare, conditiile optime de exploatare a transmisiilor prin curele vor fi intrunite de puncte pentru care se poate considera .Analizand dependenta pot fi puse in evidenta trei zone distincte de functionare a transmisiei:

domeniul de utilizare incompleta a capacitatii de tractiune,

domeniul optim de functionare

domeniul patinarii

Observatii:

1. Valoarea coeficientilor de tractiune optimi pentru diferite tipuri de curele se determina experimental.

2.Marimea unghiurilor si variaza cu sarcina sau momentul de transmis in timpul functionarii:

si

si patinarea devine inevitabila

Fig.17

6. Tensiunile din curele Datorita neomogenitatii materialelor din care sunt executate curelele, cat si a comportamentului diferit al acestora la sarcini exterioare, calculul riguros al starilor de tensiune este foarte dificil.

Acceptand ipoteza simplificatoare a omogenitatii sectiunii curelei, respectiv a starii de tensiune uniforma pe intreaga arie transversala, tensiunile din curea pot fi determinate cu relatia generala:

(54)

in care este aria sectiunii transversale a curelei.

Se pot pune in evidenta urmatoarele tensiuni:

-tensiunile nominale sau efective

-tensiunile initiale

-tensiunile active (55)

tensiunea utila

- tensiunea datorata fortelor centrifuge

-tensiunile datorate incovoierii curelei pe roata si

Analiza tensiunilor prezentate conduce la urmatoarea constatare: cureaua este supusa la tensiuni de intindere, datorita fortelor si de incovoiere, pe arcele de infasurare si

Tensiunile de intindere sunt date de fortele si

(56)

Tensiunea de intindere, datorita fortelor centrifuge, are expresia:

(57)

Tensiunea de incovoiere rezulta scriind ecuatia fibrei medii deformate:

(58)

in care:

este momentul incovoietor,

EiIz=EiWzymax reprezinta rigiditatea la incovoiere a curelei.

Pentru curelele late ymax=h/2 iar pentru curelele trapezoidale ymax=bmax.

Cu aceasta, expresiile tensiunilor de incovoiere in cazul curelelor trapezoidale, respectiv a curelelor late devin:

h

D

 
si Ei - (59)

Intrucat in repaus cureaua este pretensionata, eforturile unitare corespunzatoare sunt:

(60)

Aportul fortei tangentiale este evaluat prin tensiunea:

(61)

Cu acestea expresia tensiunii maxime din ramura tragatoare a curelei late devine:

(62)

Distributia tensiunilor pe conturul unei curele care echipeaza o transmisie cu axe paralele si ramuri deschise este redata in fig. 18 a si b.

Observatie. In cazul transmisiilor cu ramuri semiincrucisate sau incrucisate se ia in considerare si tensiunea datorita rasucirii curelei.

Fig.18

7. Proiectarea Aceasta etapa comporta o serie de operatiuni succesive, corectate pe transmisiilor prin curele parcurs.

Date initiale curente si conditiile de functionare. Metodele actuale de calcul nu permit definirea univoca a tuturor parametrilor transmisiei. Astfel, ramane la latitudinea proiectantului alegerea tipului si profilului curelei:

Anumite conditii restrictive, cum sunt: solicitarea la incovoiere a curelei pe diametrul , viteza periferica a curelei , frecventa flexiunilor , cat si conditiile de gabarit impuse limiteaza superior si inferior parametrii geometrici enumerati anterior.

a. Tipul curelei se alege functie de destinatia si incarcarea transmisiei.

b. Profilul curelei se alege astfel:

pentru curele multistrat, din cataloage, functie de fx si D1;

- pentru curele trapezoidale, standardizate, functie de P si n (fig.9)

c. Calculul geometric si cinematic se bazeaza pe alegerea preliminara a diametrelor rotilor si a distantei dintre axe (parametrii geometrici principali intrucat determina gabaritul radial al transmisiei).

Diametrul rotii motoare, indiferent de forma profilului, este limitat de solicitarea de incovoiere (rel.3.19), conditie din care se obtine:

(63)

In absenta unor conditii sau indicatii speciale referitoare la gabaritul transmisiei, distanta dintre axe se accepta conform relatiei 7.

d. Aria sectiunii transversale a profilului de curea se stabileste printr-un calcul conventional de rezistenta la intindere, deci:

(64)

in care:

kr este coeficientul de regim care depinde de natura masinii motoare si de lucru;

z numarul de curele (trapezoidale)

sua- tensiunea utila admisibila.

Tensiunea utila admisibila (sua reprezinta o fractiune din tensiunea maxima ce solicita ramura motoare.

Valoarea tensiunii utile admisibile se stabileste ca rezultat al unui proces de optimizare avand urmatoarele obiective principale:

utilizarea eficienta a capacitatii de tractiune;

solicitarea curelei sub nivelul maxim admis de structura de rezistenta;

durabilitatea economica la oboseala sau la uzarea abraziva.

In consecinta, metodele de dimensionare ale profilului de curea prezinta diferentieri formale si calitative, conform criteriilor ce au servit la definirea tensiunii utile admisibile (sua

Nota. Toate datele experimentale necesare calculelor de dimensionare sunt obtinute pe o transmisie standard cu axe paralele si ramuri deschise, tensionata permananent.

Tensiunea utila admisibila (sua se poate determina prin mai multe metode, dupa cum urmeaza:

*) Metoda capacitatii de tractiune

Dupa cum s-a mentionat din reprezentarile grafice h h j) si xe xe j), in care (fig.18), transmisia prin curele trebuie sa functioneze in domeniul optim caracterizat prin: hmax jopt si xopt

Deci:

(65)

in care este tensiunea utila standard sau optima.

Valoarea tensiunii utile standard se corecteaza printr-un coeficient global ke obtinandu-se tensiunea utila admisibila (sua

(66)

in care , unde:

k0 este coeficient dependent de tipul constructiv al transmisiei;

kT - coeficient dependent de modul de tensionare;

kb - coeficient dependent de raportul de transmitere si viteza;

kv - coeficient dependent de viteza.

Prin se tine seama de influenta unor parametri, cum sunt: un-ghiul de infasurare b, raportul h/D, viteza v, dinamicitatea transmisiei etc.

s I [1; 1,5] MPa- pentru curele cu retea din bumbac sau vascoza;

s I [2; 3,5] MPa- pentru curele cu insertie de snur din fibre sintetice.

Metoda are dezavantajul ca nu considera factorul durabilitate, de aceea se limiteaza la dimensionarea transmisiilor lente echipate cu curele late din piele si tesaturi.

Intrucat metoda capacitatii de tractiune garanteaza o singura conditie de optimizare, cureaua dimensionata pe aceasta cale trebuie verificata la rupere si oboseala (durabilitate).

Verificarea la oboseala a curelei se face in baza relatiei lui Whler, scrisa sub forma unei politrope:

(67)

in care:

-q este exponent dependent de tipul curelei;

- N - numarul ciclurilor de functionare.

Acceptandu-se conventional numarul ciclurilor de baza Nb = 107, respectiv rezistenta la oboseala sb (corespunzatoare lui Nb), se poate scrie:

(68)

Daca frecventa flexiunilor curelei este:

atunci numarul de cicluri se va exprima prin:

(69)

in care Lh [ore] este durata de functionare.

Din (68) si (69) rezulta:

[ore]. (70)

Relatia (66) nu tine seama de faptul ca tensiunile pe cele doua ramuri nu sunt egale. Pentru a reduce s2 max la s1 mac se introduce un coefi-cient de asimetrie ki, care depinde de raportul de transmitere i. Daca regimul de lucru este variabil, cureaua lucrand un anumit timp sub sarcina nominala se introduce un coeficient de regim kr .

In baza celor mentionate, relatia (70) devine:

in care:

s1 max £ sat

este durabilitatea admisibila (economica) a curelei corespunzatoare intervalului de timp intre doua reparatii capitale ale utilajului in care este incorporata transmisia.

Familia de drepte su su s , (fig.19), arata importanta deosebita pe care o prezinta cresterea nivelului de tensionare asupra posibilitatilor de incarcare a transmisiei.

Fig.19

**) Metoda rezistentei admisibile

Completeaza criteriul de optimizare prezentat anterior cu acela de evitare a ruperii la intindere a curelei.

Se calculeaza tensiunea maxima [conform relatiei (62)] din ramura curelei care se compara cu tensiunea admisibila de intindere:

(72)

in care:

sr este rezistenta la rupere a curelei; cs - coeficient de siguranta.

Din (53) si impunand

sau:

(73)

Solutiile sistemului de ecuatii liniare (73) depind de structura de rezistenta a curelei si sunt prezentate in figura 20.

Fig.20

Spre deosebire de cazul precedent, pentru care tensiunea initiala era acceptata arbitrar, metoda capacitatii de tractiune impune prin sat perechea de valori

Din rezolvarea sistemului (73) rezulta:

(74)

in baza careia se obtine tensiunea utila admisibila:

Precizari:

Aceasta metoda se utilizeaza pentru calculul curelelor rotunde, indiferent de natura materialului si tipul structurii de rezistenta a curelei.

Metoda rezistentei admisibile garanteaza doua conditii de optimizare, deci cureaua se va verifica numai la oboseala.

***) Metoda durabilitatii limitate

Completeaza primul criteriu cu acela de evitare a ruperii prin oboseala.

Se calculeaza conform relatiei (62) tensiunea maxima din ramura curelei si se compara cu tensiunea admisibila conventionala functie de durabilitatea limitata la oboseala , deci:

(75)

Din (53) si considerand h hmax Þ jopt conform (71) rezulta

(76)

sau:

(77)

Similar sistemului (73) se poate scrie:

(78)

sau:

(79)

rezultand:

(80)

Solutiile sistemului (79) contin implicit durabilitatea limitata la oboseala si

sunt prezentate in figura 21.

Fig.21

Aceasta metoda de dimensionare se utilizeaza exclusiv pentru calculul curelelor trapezoidale clasice si inguste independent de structura lor de rezistenta.

Nota. Intrucat , conditia de rezistenta la rupere prin in-tindere a curelei dimensionate cu metoda durabilitatii limitate este automat indeplinita.

In ultima analiza, dimensionarea unei transmisii prin curele trapezoidale se reduce la determinarea numarului de curele z capabile de a transmite puterea P, cunoscuta fiind puterea capabila sa fie transmisa de o curea: P0 = P0(profil curea, D1, i, n):

(81)

in care:

cd este coeficientul dinamic (dependent de regimul de lucru);

cL - coeficientul de lungime (dependent de lungimea primitiva a curelei Lp);

cb - coeficientul de infasurare (dependent de unghiul de infasurare pe roata mica b

Precizare. In metoda tabelara (standardizata) se mai determina:

- unghiurile: g dintre ramurile curelei si b de infasurare a curelei pe roata motoare (b ³ ba

- viteza periferica a curelei:

[m/s] (82)

frecventa incovoierii curelei:

[Hz] (83)

Valorile admisibile pentru ba, va, si fa sunt dependente de tipul curelei si natura elementului de rezistenta.

Aria necesara a sectiunii transversale a curelei rezulta in urma unui calcul conventional la tractiune, deci:

(84)

in care:

(85)

rezultand numarul de curele (z) sau (zAc) pentru dimensionarea curelelor ce functioneaza in set:

Nota: Numarul de curele trapezoidale este limitat z I [1; 6](max.12).

8. Elemente de exploatare Frecarea, fenomen conex functionarii transmisiilor prin curele, optima a transmisiilor prin    constituie si o cauza importanta de disipare a energiei, implicit de redu- curele cere a randamentului.

Pe de alta parte, incalzirile intense datorate frecarilor exterioare si histerezei contribuie la degradarea chimica a materialului din care este confectionat elementul flexibil.

Indeosebi, la solutiile moderne de curele (late compound si trapezoidale inguste) - caracterizate prin cresterea puterii transmise pe unitatea de sectiune,-aceasta problema prezinta o mare importanta tehnica si economica.

Grupele de factori functionali-constructivi care conditioneaza procesele disipative sunt urmatoarele:

alunecare elastica (ce se manifesta pe portiunile active ale arcelor de infasurare );

histereza elastica (datorata alunecarilor la nivelul suprafetelor de separatie intermoleculara in cazul solicitarilor ciclice de intindere si incovoiere);

rezistenta opusa de mediu la inaintarea curelei (pierderi prin ventilatie);

pierderile in lagarele transmisiei.

Nota. Pentru ansamblul transmisiei prin curele, sursele disipative analizate sunt dispuse in serie pe fluxul energetic.

Elementul slab al transmisiei il constituie cureaua. Ca atare, iesirea din uz a curelei determina deteriorarea ansamblului transmisiei.

Distrugerea curelei se datoreaza urmatoarelor cauze:

ruperea curelei la tractiune; oboseala materialului curelei;

uzarea flancurilor active; uzarea abraziva.

Ca urmare, functionarea optima a transmisiei trebuie sa se situeze in interiorul domeniului (fig.22) delimitat de:

Fig.22

capacitatea de tractiune

(87)

durabilitatea la oboseala

(88)

durabilitatea la uzare abraziva

(89)

Pentru a asigura functionarea corecta a transmisiilor prin curele se recomanda:

dispunerea ramurii conduse sus, pentru marirea unghiului de infasurare;

limitarea superioara a lungimii preliminare a curelei la -in vederea micsorarii efectului vibratiilor longitudinale si inferioara - din conditia atingerii numarului maxim de flexiuni (fx);

limitarea superioara a diametrului rotii mici pentru a nu depasi valoarea maxima a vitezelor tangentiale si inferioara pentru a nu atinge stari de tensiune la incovoire nepermis de mari;

suprafetele de contact ale rotilor cu cureaua se vor prelucra ingrijit, pentru imbunatatirea conditiilor de frecare, precum si din cauza evitarii efectelor alunecarii elastice;

tensiunea initiala se va realiza in limitele recomandate profilului de curea, pentru a nu supratensiona cureaua, lagarele si arborii, respectiv pentru a asigura aderenta curea-roata necesara transmiterii puterii;

la anumite intervale de timp, curelele se curata si se ung cu unsoare organica pentru marirea flexibilitatii si a coeficientului de frecare. Se interzice utilizarea sacazului.

9. Eelemente ale Analizand relatia (66) se constata ca pentru a dispozitivelor de transmite o forta tangentiala (Ft) este necesara tensionarea transmisiei tensionare printr-o forta (T0) initiala de montaj deoarece:

(90)

Realizarea acestei tensionari se obtine prin dispozitive de tensionare, care constituie parte integranta a transmisiei.

Functie de principiul pe care se bazeaza comanda si reglarea, dispozitivele de tensionare (DT) sunt de doua tipuri:

cu actiune permanenta (AP),

cu actiune automata (AA).

9.1. Scheme cinematice Dispozitivele care apartin acestei grupe realizeaza o tensionare ale dispozitivelor de     constanta ca intensitate, cu o valoare dependenta de momentul maxim tensionare cuactiune     transmis:

permanenta (DTAP)

Printre avantajele acestor dispozitive se mentioneaza:

simplitate constructiva;

robustete;

relativa siguranta in functionare.

Ca dezavantaje se enumera:

hipertensionarea curelei tot timpul in care transmisia functioneaza la momente de torsiune mai mici decat momentul maxim. Hipertensionarea conduce la reducerea durabilitatii curelei, cresterea pericolului de obosire a arborilor si lagarelor.

necesita reglaje periodice, deoarece materialul curelei se relaxeaza.

Dispozitivele de tensionare cu actiune permanenta functioneaza prin introducerea unei forte exterioare sau prin crearea unei deformatii initiale.

Din punct de vedere constructiv, dispozitivele de tensionare cu actiune permanenta sunt realizate prin reglaj cu: surub (fig.23), role (figura 24), arc (figura 25) etc.

In schema cu motor glisant (fig.23 a) - motorul

electric (ME) de actionare (1) fixat pe placa (5) poarta pe arborele sau roata motoare de curea (2). Acesta (ME) poate fi deplasat prin intermediul dispozitivului surub "S" (3) - piulita "P" (4) daca suruburile (6) de fixare a placii (5) pe fundatia (7) sunt slabite, intrucat orificiile din placa (5) sunt alungite. Dupa realizarea intinderii initiale T0 din ramurilr curelei, placa (5) se blocheaza pe fundatia (7) cu suruburile (6).

In schema cu motor oscilant (basculant)(fig.23.b), motorul electric (ME) de actionare(1) este fixat pe placa (5) articulata la fundatia (7) prin placa (6). Prin modificarea pozitiei placii (5) cu ajutorul cuplei elicoidale surub (3) - piulita (4) in ramurile transmisiei- sunt realizate forte initiale de intindere T0.

Fig.23.a

Fig.23 .b

Fig.23.c

In schema din figura 23.c se indica o varianta de dispozitiv de tensionare cu surub (3) - piulita (4) la care roata (2) a transmisiei este fixata pe o cupla de translatie (5).

In toate situatiile din figura 3.23, echilibrul sistemului de forte conduce la:

(92)

In schemele cu rola de intindere (fig.24) - rola (4) tensioneaza cureaua apasand ramura condusa a transmisiei. Apasarea este realizata printr-un sistem articulat comandat prin greutatea (3) (fig.24) sau cu arc (3) (fig.25).

Varianta din figura 25 are pe arborele rotii (1) de curea motoare fixat articulat parghia (2) pe ale carei capete sunt dispuse greutatea (3), blocata prin suruburile (5), respectiv rola de intindere (4).

Prin slabirea suruburilor (5) se va permite apoi deplasarea greutatii (3), ce poate regla tensiunea initiala din ramura transmisiei

Fig.24

Pentru acest dispozitiv, din conditia de echilibru a fortelor se obtine:

si

(94)

Varianta din figura 25 are pe arborele rotii (1) de curea

motoare fixata articulate la parghia (2) al carei capat poarta rola de intindere (4).

Fig.25

Reglarea tensionarii se obtine modificand pretensionarea al arcului (3) sau utilizand un arc elicoidal cu o alta caracteristica

Rolele de intindere sunt roti care oscileaza in jurul axei rotii motoare si se aseaza totdeauna pe ramura condusa in apropierea rotii motoare.

Scopul acestor role este sa mareasca unghiul de infasurare al curelei pe roata si sa asigure intinderea curelei.

Se folosesc in special atunci cand raportul de transmitere (i) este mare si cand distanta dintre axe (a) este mica

Dintre avantajele pe care le confera dispozitivele de tensionare permanente cu rola de intindere se mentioneaza: dimensiuni reduse a transmisiei, functionarea in bune conditii a transmisiilor inclinate si verticale, care, in general, lucreaza mai greu, se micsoreaza lungimea curelei datorita unor forte initiale de montare mai mici etc.

Diametrul rolei de intindere este mai mic sau egal cu diametrul rotii motoare

In figura 26 se arata schematic felul cum se monteaza rola de intindere (3) la transmisia: orizontala (fig.26 a si b), inclinata (fig.26 c) si verticala (fig.26d).

Prin alegerea convenabila a lungimii bratelor parghiei (4) a valorii greutatii (5) si pozitiei ei se obtine apasarea pe ramura trasa a curelei. Pentru amortizarea micilor vibratii, inerente functionarii transmisiei, intre bratul de parghie (4) si bratul masinii se monteaza amortizorul (6).

Obs.

Transmisiile cu: a¹ct. si L=ct. (fig.27a) realizeaza tensionarea prin deplasarea rotii motoare 1.

Fig.26 a

Fig.26 b

Fig.26 c

Fig.26.d

**) Transmisile cu a=ct. si L=ct. (figura 27b) realizeaza tensionarea prin montarea fortata a curelei pe roti cu o deformatie initiala

Fig27 a

Fig.27 b

Procedand la micsorarea lungimii curelei cu o cantitate dupa montarea ei, in ramurile sale vor fi induse forte initiale T0.

Alungirea initiala () se distribuie diferit pe contur astfel ca relatia caracteristica a transmisiilor cu a, L=const. rezulta din conditia de invariabilitate a lungimii conturului L in repaus si in functionare:

(96)

in care c1 si c2 sunt coeficienti adimensionali dependenti de marimi geometrice.

In absenta patinarii, fortele nominale (T1,2) din ramurile curelei precum si cele active sunt:

si (97)

iar coeficientul de tractiune:

(98)

Scheme cinematice     Dispozitivele din aceasta grupa se caracterizeaza prin realizarea unei dispozitivelor de tensionari variabile functie de momentul de torsiune vehiculat prin tensionare cu actiune transmisie, fara interventia unui operator exterior.

automata (DTAA Dintre avantaje se mentioneaza:

durabilitate sporita a elementului intermediar (curea),

eliminarea pericolului de rupere prin oboseala a arborilor,

eliminarea ajustarii periodice a tensiunii de montaj.

Ca dezavantaje se enumera:

sunt mai complexe din punct de vedere constructiv,

costuri mai ridicate.

Dispozitivele de tensionare cu actiune automata se impart in doua categorii:

a) comandate direct de momentul rezistent (motor fixat articulat excentric, mecanism planetar la roata motoare);

Fig.28 a

Fig.28 b   

b) comandate indirect de momentul rezistent [role de intindere duble (actionare antagonista)].

In schema motor articulat excentric (fig.28), momentul de torsiune ce ia nastere in rotorul motorului va avea ca reactiune un moment de torsiune statoric. Ca urmare a tendintei de rotire in jurul articulatiei, in ramurile transmisiei apar forte active si

In repaus sau la functionarea in gol, cuplul statoric este nul si, ca atare, eforturile din ramurile curelei sunt practic inexistente. Pentru diminuarea socurilor la intrarea in functionare in sarcina, dispozitivul este astfel realizat incat greutatea G contribuie la aparitia unor eforturi relativ reduse.

In figura 28 se prezinta o solutie de reglare automata a tensiunilor din curea, la o transmisie cu distanta dintre axe variabila, prin bascularea motorului de antrenare in jurul unui punct fix si fortele care actioneaza asupra rotii motoare.

Daca reactiunea pe arbore Ra trece prin centrul de rotatie al statorului, se poate scrie relatia:

(99)

Cum de obicei G este echilibrat cu contragreutati sau arcuri, relatia devine:

(100)

Fig.29

Schema cu mecanism planetar la roata motoare (fig.29) este compusa din: motorul electric (1) pe al carui arbore este montata roata dintata (2) si bratul portsatelit (3), satelitul (4) si roata de curea (5). Daca momentul de torsiune Mt are sensul din figura, intre dintii rotilor (2) si (4) va lua nastere forta Fn. Forta Fn , actionand excentric, va avea tendinta de a rasturna dispozitivul, iar in ramurile curelei vor aparea forte de intindere proportionale cu momentul de torsiune transmis.

In figura se prezinta o solutie de reglare automata a tensiunilor din curea cu mecanism planetar si fortele care actioneaza asupra rotii motoare.

In schema role cu actiune antagonista (fig.30), pe arborele rotii motoare (1) este articulat un cadru (3) la ale carui extremitati sunt montate doua role. Cureaua trece pe sub rolele dispozitivului care, in stationare sau la functionarea in gol, se dispun astfel incat . Cand momentul de torsiune transmis creste, ramura tragatoare a transmisiei prezinta tendinta de a deveni tangenta la rotile de curea, deci

Modificarea pozitiei dispozitivului este insotita de cresterea lungimii conturului infasurat de catre curea si in consecinta, cureaua se intinde proportional cu momentul de torsiune transmis (Mt1).

Fig.30

Concluzii

- Prin intermediul dispozitivelor de tensionare automata (sisteme de tensionare cu actiune automata) se obtine ameliorarea parametrilor constructivi si functionali ai elementului flexibil.

- Aparitia acestor dispozitive a constituit un nou salt calitativ in privinta posibilitatilor de utilizare a transmisiei prin curea.

Dispozitivele de tensionare automata asigura tensionarea optima a curelei si deci transmiterea parametrilor energo-functionali cu un randament superior.

10 Probleme    a- distanta dintre axe;

Notatii utilizate: Ac - sectiunea curelei;

b,B - latimea curelei, respectiv a rotii de curea;

c(cf,cL,cB,c0,ct,cv,cz) - coeficientul de corectie;

D1(Dp1)D2(Dp2)D0(Dp0) - diametrul rotii motoare(mici),al

rotii conduse(mari),respectiv al rolei de intindere;

Dm,Dpm - diametrul mediu, respectiv diametrul primitiv mediu al

rotilor de curea;

F - forta periferica transmisa;

f - frecventa incovoierilor curelei;

G,G0 - greutatea montata la dispozitivul de intindere; greutatea

rolei de intindere;

h - grosimea curelei;

i - raportul de transmitere;

K1,K2 - coeficienti experimentali;

Kr,Kz,Kt - coeficientul de regim, al numarului de dinti in agrenare,

respectiv de tensionare, pentru curelele late dintate;

L,Lp - lungimea; lungimea primitiva a curelei;

n1,n2 - turatia arborelui motor, respectiv condus;

P - puterea necesara la masina antrenata;

Pc,P0 - puterea de calcul; puterea nominala transmisa de o curea;

P1 - puterea nominala transmisa de cureaua lata dintata pe un tol latime;

Fa - forta pe arbore necesara intinderii curelei la motoare;

S0 - forta initiala - la montaj - din curele;

F1,F2 - forta din ramura conducatoare, respectiv din ramura condusa;

v - viteza curelei;

x - numarul de roti ale transmisiei;

z' - numarul de dinti in agrenare;

z,z0 - numarul de curele; numarul de curele preliminar;

z1,z2 - numarul de dinti ai rotilor, la transmisiile cu curele late dintate;

b g - unghi de infasurare, respectiv unghiul dintre ramurile curelei;

x - coeficientul de alunecare elastica;

jopt - coeficientul de tractiune optim;

m - coeficientul de frecare;

h - randamentul transmisiei prin curele;

s sua - efortul unitar initial; rezistenta utila admisibila;

X, Y - cota de modificare a distantei dintre axe a, necesara

intinderii, respectiv montarii curelei.

Elemente de calcul    Relatiile si recomandarile necesare pentru calculul parametrilor

transmisiilor prin curelele late sunt prezentate in tabelul 1

Relatiile si recomandarile necesare pentru calculul parametrilor transmisiilor prin curele trapezoidale - conform metodicii indicate in STAS 1163-71 - sunt redate in tabelul 1

Tab.1

Relatiile si recomandarile necesare pentru calculul parametrilor transmisiilor

prin curele late *)

Parametrul calculat sau ales

Relatiile de calcul. Recomandari.

Arbori paraleli, ramuri deschise, doua roti de curea.

Arbori paraleli cu rola de intindere.

Puterea de calcul, Pc

Pc=Pcf/h ; h = 0,95 ; cf din STAS 1163-71

Diametrul rotii motoare, d1

Se rotunjeste la o valoare standardizata, conform STAS 6011-73

Diametrul rotii conduse, d2

d2=

x=1.2%

Diametrul rolei de intindere

d0=(1,0..1,5)d1

Se rotunjeste la o valoare standardizata, conform STAS 6011-73

Diametrul mediu al rotilor de curea, dm

Dm=

Raportul de transmitere, i

i =;

Tipul de curea

Se alege in prealabil, conform STAS 5917-71 si STAS 1815-69

Viteza curelei, v

V = conform tab. 5 din STAS

Distanta dintre axe, a

Se adopta in limitele

|

a³ 2(d2 - d1)

Se considera ca datele initiale ale problemei: P;n1;n2 si regimul de functionare al transmisiei

Lungimea curelei, L

L = 2a + pdm + , lungimi nestandardizate

Se calculeaza conform geometriei

transmisiei.

Unghiul de infasurare, ba

ba=

ba=120 , curele clasice

ba=90 , curele compozite(multistrat)

Coeficientul de corectie, k

K = k0ktkbkv

kt - din STAS, kv - din STAS

k0 - din STAS, kb - din STAS

Coeficientul optim de tractiune, jopt

jopt = K1,K2 -din STAS; -din STAS

Tensiunea utila admisa, sua

sua = 2kjopts0; s0 £ 16.20Mpa

Forta tangentiala transmisa,

N,

Forta maxima din ramura conducatoare, F1

F1 = 1,25 m - din tab.5 din STAS; coeficientul 1,25

tine seama de solicitarea datorita fortei centrifuge.

Sectiunea necesara a curelei,

Latimea curelei, b

b =, se rotunjeste la o valoare imediat superioara conform STAS 5917- 17 si STAS 1815-69

Grosimea curelei, h

H = Ac/b, se verifica conform STAS 5917-71 si STAS 1815-69

Frecventa incovoierilor curelei,

fmax - din tab.5

Forta din ramura condusa, F2

cu valoarea calculata se dimensioneaza mecanismul de intindere

Forta initiala (la montaj)din curea,

F0 = Acs0

Tab.2

Relatiile si recomandarile necesare pentru calculul parametrilor transmisiilor prin curele trapezoidale *) (dupa STAS 1163-71)

Parametrul calculat sau ales

Relatiile de calcul. **) Recomandari

Puterea de calcul Pc

Pc=P/h; se recomanda h=0,95

Raportul de transmitere i

I=n1/n2 ; se recomanda i £ 10 La transmisiile multiplicatoare - la care n1<n2 se considera i = n2/n2 >1

Profilul (tipul) curelei

Se alege preliminar conform monogramelor, din STAS 1163-71

Diametrul primitiv al rotii mici

Se alege constructiv, in functie de tipul curelei, conform prescriptiilor STAS 1162-67. In cazul in care nu exista limitari din punct de vedere constructiv, dp1 se alege cat mai mic conform STAS 1162-67

Diametrul primitiv al rotii mari

dp2 = idp1 se neglijeaza alunecarea elastica a curelei

Dia

Diametrul primitiv mediu al rotilor de curea dpm

dpm = (dp1 + dp2)/2

Diametrul primitiv al rolei de intindere dp0

dp0 = (1.1,5)dp1

Distanta dintre axe, a

Se alege preliminar 0,75(dp1 + dp2) £ a£ 2(dp1 + dp2)

Unghiul dintre ramurile curelei, g***)

g = 2 arc sin (dp2 - dp1)/2a)

Unghiul de infasurare la roata mica de curea, b

b1 = 180o - g

Unghiul de infasurare la roata mare de curea, b

b2 = 180o + g

Lungimea primitiva a curelei, Lp

Pentru b1 ³ 110 Lp = 2a+ pdpm + (dp2 - dp1)2/4a Pentru b1 < 110 Lp = 2asin b/2 + p/360(b1dp1 + b2dp2). Lungimea primitiva a curelei se rotunjeste la valoarea standardizata cea mai apropiata (STAS 1164-71 si 7172-65)

Distanta dintre axe, a

Se calculeaza definitiv    a= 0,25, relatie valabila pentru b < 110 , distanta dintre axe se determina din calcule, corespunzatoare geometriei transmisiei.

Viteza periferica a curelei, v

V=- din tab. 5

Coeficientul de functionare, kf

Conform tabelului 3, din STAS 1163-71( tab 12)

Coeficientul de lungime, kL

Conform tabelului 4, din STAS 1163-71

Coeficientul de infasurare, kb

Conform tabelului 5, din STAS 1163-71( tab 6)

Puterea nominala transmisa de o curea, P0

Pentru curele trapezoidale clasice, conform tabelelor 7.13, din STAS 1163-71 Pentru curele trapezoidale inguste, conform tabelelor 14.18, din STAS 1163-71

Numarul de curele preliminar, z0

Z0 =

Numarul definitiv de curele, z

z =;kz - din tabelul 6,STAS 1163-71 se recomanda z £ 8, in cazuri exceptionale se admite z £

Numarul de roti din transmisie, x

Rezulta constructiv (inclusiv roata de intindere)

Frecventa incovoierilor curelei,

f = ; conform tab.5

Forta periferica transmisa,

= N

Forta - pe arbore - necesara intinderii curelei, la montare, Fa

Fa = (1,5.2)

Cotele de modificare ale distantei dintre axe

(Numai la transmisiile fara role de intindere)

Compresorul din figura 31 este actionat printr-o curea lata din piele. Sa

se dimensioneze transmisia respectiva folosind datele din figura 31


Fig.31

Rezolvare

Se determina diametrul rotii motoare:

se adopta, conform STAS 6011-73, diametrul d1 = 315 mm,

derminandu-se diametrul rotii conduse:

unde : x = 2% = 0,02.Conform STAS 6011-73 se adopta d2 = 900 mm.

Diametrul mediu al rotilor de curea:

Viteza curelei:

din tabelul AI-59.

Lungimea necesara a curelei se determina cu relatia:

Unghiul de infasurare la roata mica:

unde : ba ,din tab.1.

Coeficientul de corectie este:

k = k0ktkbkv = 1

in care : k0 = 1(tabelul 3) ; kt = 0,8 (tabelul 4); kb

(tabelul 6); kv = 0,81(tabelul 7).

Coeficientul de tractiune optim:

unde : K1 = 0,81 si K2 = 8,35 (v.tab.8); (v.tab.5).

Se calculeaza rezistenta utila admisa:

sua = 2kjopts 1,8 = 1,02 MPa

unde : s = 1,8 MPa(v.tab.1).

Forta periferica transmisa

forta maxima din ramura conducatoare fiind:

unde : m = 0,22 + 0,012v =0,22 + 0,012 24 = 0,5 (v.tab.5);

Se determina sectiunea necesara a curelei:

obtinandu-se dimensiunile sectiunii:

se alege conform STAS 615-58 si STAS 6917-71, b=200 mm. In acest caz:

dimensiunea obtinuta incadrandu-se in limitele indicate (10.14),

in STAS 5917-71.

Se verifica frecventa incovoierilor curelei:

fmax = 40 Hz (v.tab5).

Forta care actioneaza asupra arborilor, la montaj:

2 Motorul din figura 32 actioneaza un generator electric prin intermediul unei curele, flexibile, din piele. Cunoscandu-se elementele indicate in figura, sa se dimensioneze transmisia respectiva.

Fig. 32


Rezolvare :

Distanta dintre axe (tab 1)

a ³ 2(d2 - d1) = 2(2000 - 500) = 3000 mm.

Se determina unghiurile (fig.2, b), dupa cum urmeaza :

a p a a

(v.tab.1)

Viteza curelei:

unde din tabelul 5

Coeficientul de corectie:

k= k0ktkb 1,12 = 1,4 , (v.tab.3.6).

Rezistenta utila admisa:

sua = 2kjopts 2,0 = 2,97 MPa,

K2 = 9,27 (v.tab.8); (v.tab.5);

s = 2.0 daN/cm2 (v.tab.1).

Forta tangentiala transmisa se calculeaza cu relatia:

iar forta din ramura conducatoare:

unde : m = 0,22 + 0,012v =0,22 + 0,012 19,65 = 0,456 (v.tab.5);

Se determina sectiunea necesara a curelei:

stabilindu-se, apoi, dimensiunile sectiunii:

se majoreaza aceasta valoare pentru a putea incadra sectiunea in

dimensiunile normalizate (STAS 5917-71), adoptandu-se

b = 150 mm:

Lungimea curelei este suma distantelor (pe fibra medie)

dintre punctele 1.6.1 pe traseul curelei. Considerand

, distantele dintre punctele respective sunt:

   

L = L1-2 + L2-3 + L3-4 + L4-5 + L5-6 + L6-1 =

10500 mm.

Se verifica frecventa incovoierilor curelei:

(v.tab.5),

Forta din ramura condusa:

unde :

Pentru actionarea unui transportor cu banda (figura 33) se intrebuinteaza un motor de curent continuu, cuplat cu un reductor melcat, cu raportul de transmisie ir = 14 si randamentul hr = 0.75 stiind ca transportorul functioneaza in 3 schimburi, sa se dimensioneze transmisia prin curele trapezoidale care actioneaza roata conductoare a benzii, folosind datele constructive din figura 3. Sa se stabileasca forta cu care trebuie deplasat - pe orizontala - arborele rotii de curea, pentru a realiza intinderea necesara a curelei - la montaj - precum si cursa care trebuie asigurata sistemului de intindere a curelei.

Rezolvare :

Turatia rotii mici de curea:

iar turatia rotii mari de curea:

Fig.33

Raportul de transmitere al transmisiei prin curele

obtinandu-se diametrul primitiv al rotii mici de curea

Conform nomogramelor din STAS 1163-71 se alege profilul curelei: SPA.

Diametrul primitiv mediu al rotilor de curea va fi

Distanta dintre axe, preliminara, rezulta din datele constructive (v.fig.3):

Se calculeaza lungimea primitiva a curelei:

alegandu-se o lungime primitiva Lp = 2500 mm, conform STAS 7192-65.

Se efectueaza calculul de definitivare a distantei dintre axe:

Unghiul de infasurare la roata mica de curea:

unde :

Viteza periferica a curelei se determina cu relatia:

,(v.tab.5)   

Numarul de curele, preliminar, este:

unde : kf = 1,6(STAS 1163-71); kL = 1(tab.4,STAS 1163-71);

kb = 0,983(v.tab.6); P0 = 1,277 kW ( STAS 1163-71)

unde : cz = 0,95 (tab.15,STAS 1163-71); se adopta z=3 curele.

Frecventa incovoierilor curelei:

<fmax = 10 Hz (v.tab.5).

Forta tangentiala transmisa rezulta din relatia:

iar forta pe arbore, necesara intinderii curelei, la montaj:

Componenta orizontala a acestei forte

unde : Fa=200 daN.

Limitele de reglaj ale distantei dintre axe fiind (v.tab.2): +4%Lp = +100 mm si -2%Lp = -50 mm, se determina variatia pozitiei grupului de antrenare:

4 Sa se dimensioneze transmisia prin curele trapezoidale cu care se actioneaza turbina unui motor cu ardere interna cunoscandu-se elementele indicate in figura 3 Transmisia functioneaza 15 ore din 2

Fig.3


Pentru actionarea turbinei care absoarbe 4,5 kW este necesara o putere

h fiind randamentul transmisiei prin curele, ales preliminar (h

Raportul de transmitere:

Diametrul primitiv mediu al rotilor de curea :

Unghiul de infasurare la roata mica de curea :

(v.tab.2)

Lungimea primitiva a curelei :

Lp = 2A + pDpm + 4a=2 =2194 mm;

se alege o curea cu profil SPZ si Lp = 2500 mm (STAS 7192-65).

Viteza periferica a curelei :

,

(v.tab.5)

Numarul de curele necesar :

unde : kf = 1,1(STAS 1163-71); kL = 1.07(tab.4,STAS 1163-71) ;kb = 0,965(6); P0 = 7,1 kW (tab.15,STAS 1163-71),iar numarul

definitiv de curele

unde : kz = 1 (tab.15,STAS 1163-71); se adopta z=1 curea.

Frecventa incovoierilor curelei :

(v.tab5).

Forta tangentiala transmisa rezulta din relatia :

iar forta necesara intinderii curelei, la montaj:

5 La transmisia prin curea lata, de la o masina de rectificat, se cunosc,: diametrul mediu al rotilor de curea d= 237,5 mm, raportul de transmitere i = 2, coeficientul de corectie k = 0,764, lungimea necesara a curelei L = 3550 mm. Sa se determine sectiunea necesara (b X h) a curelei, forta necesara pentru intinderea curelei, la montaj, Fa si sa se verifice frecventa incovoierilor curelei. Se considera s = 18 Mpa

Fig.35


La transmisia prin curea lata ,din figura 34, se cunosc urmatoarele date: Pe = 10 kW, i = 8, d2= 1000 mm, n2 = 350 rot/min, a = 1800 mm, L=5300 mm, precum si dimensiunile referitoare la sistemul de intindere. Sa se dimensioneze cureaua necesara - din cauciuc, cu insertie de bumbac - si sa se determine marimea contragreutatii necesare.

O transmisie prin curele trapezoidale antreneaza un compresor cu piston (figura 35) de la un electromotor de curent continuu. Sa se determine puterea transmisa cu patru curele tip A sau cu 2 curele tip SPZ cunoscand : dp1 = 90 mm, dp2 = 360 mm; Lp = 2500 mm; n1 = 2800 rot/min; instalatia functioneaza 2 schimburi.

Sa se verifice daca transmisia prin curele trapezoidalSPZ - cu z = 2; Pc = 1,5 kW; n1 = 1200 rot/min;

dp1 = 75 mm; dp2 = 140 mm; Lp = 800 mm, poate antrena - de la un electromotor de curent continuu - un transportor cu lant , care functioneaza in 2 schimburi

Care va fi numarul necesar de curele, la o transmisie prin curele trapezoidale tip A, la care se cunosc : dp1 = 90 mm;

i = 1,5; apreliminar = 500 mm; Pe = 3 kW; n1 = 2500 rot/min. Transmisia functioneaza in trei schimburi, antrenand un concasor de la un electromotor asincron, cu moment normal de pornire.

Cate curele trapezoidale inguste, de tip SPA, pot inlocui o transmisie prin curele trapezoidale clasice, de tip B, la care se cunosc : z = 4; n1 = 2800 rot/min; dp1 = 125 mm; dp2 = 150 mm; Lp = 1400 mm ? Conditiile de functionare sunt identice

Sa se dimensioneze transmisia prin curele trapezoidale care antreneaza generatorul electric al unui motor cu ardere interna, cunoscandu-se elementele indicate in figura 3 Transmisia functioneaza in 2 schimburi, zilnic.

Sa se determine lungimea necesara a unei curele de transmisie, cunoscand dw1=80 mm, dw2 =120 mm, A =300 si configuratie standard (cu axe paralele si ramuri deschise ).

Sa se determine diametrul primitiv minm al unei roti de curea la care se precizeaza gradul de curbare admis dw/h=30 si h=8 mm.

Care este marimea frecventei flexiunilor unei curele trapezoidale avand: Lp=1000 mm, vp=40 m/s si numarul de roti infasurate egal cu 3?

Se considera o transmisie prin curele la care Dp1=120 mm, Dp2=240 mm si distanta dintre axe A=240 mm. Calculati unghiurile de infasurare ale curelei pe cele doua roti si lumgimea primitiva a curelei.

Calculati reactiunea "R" pe arborii unei transmisii prin curele la care fortele din ramuri au valoarea T1*=1500 N si T2*=50 N iar unghiul de inclinare al ramurii fata de linia centrelor este π/6.

Sa se afle coeficientul de alunecare elastica "ξe" in cazul unei transmisii prin curele trapezoidale la care Ft=1100 N, modulul de elasticitate la tractiune Et=500 MPa si aria sectiunii transversale a curelei Ac=100 mm2.

Ce valoare va avea raportul de transmitere al unei transmisii prin curele, in cazul in care alunecarea elastica este caracterizata de un coeficient egal cu unitatea?

Calculati tensiunea utila din ramura motoare a unei transmisii prin curele stiind ca: T1*=3000 N, T2*=1200 N, Ac=240 mm2 si Et=550 MPa.

Calculati tensiunile "σm", datorate fortelor masice, la o transmisie prin curele unde se cunosc: densitatea materialului ρ=1000 kg/m3, diametrul primitiv Dp1=50 mm si turatia n=1100

Caracteristicile unor materiale de curea

Tab.3

Coeficientul de constructie si dispunere a transmisiei[23]

Constructia si dispunerea transmisiei

Transmisii cu ramuri deschise.Linia centrelor

Inclinata in raport cu orizontala,

1

0.9

0.8

Observatie:Pentru transmisiile cu ramuri semiincrucisate sau incrucisate, valorile din tabel se reduc cu 10%, respectiv 20%

Tab.4

Coeficientul al modului de tensionare

Modul de tensionare

A-variabil. Tensionare permanenta sau automata

1

Tensionare permanenta cu rola de intindere

1.25

Tensionare pe seama elasticitatii curelei

0.8

Tab.5

Tipul curelei

Coeficientul de

frecare

Domeniile de folosire

Piele

Standard

0.33+0.02v

(partea cu par)

0.22+0.012v

(partea cu carne)

1/30

5

30

35

Flexibila

1/25

10

40

Foarte flexibila

1/20

25

50

4570

Textile

tesute

Cauciucata sau cu balata

cu tesatura de bumbac

0.5

1/30

30

40

Cu balata si tesatura de

Bumbac

20

Cu balata si snur

Tesute si cusute

0.35

40

50

_

Vascoza(impregnata)

Gelofibra(inghelitata)

0.8

Bumbac tesut

0.3

1/20

Poliamida

_

_

80

65

Compuse

(compound)

Folie poliamida

v.piele

80

Snur poliamidic

100

Snur poliesteric

120

Banda de otel pe roata captusita cu

pluta

0.25

1/1000

_

45

_

Trapezoidale

Clasice(snur)

0.35

30

30

Inguste(snur)

50

40

Coeficientul al unghiului de infasurare Tab.6

Unghiul de infasurare,grade

kβ

Curele trapezoidale,

clasice si inguste

Curele late,

clasice

Curele late,

Compound

Observatie:La transmisiile prin curele cu arbori incrucisati

Tab.7

Coeficientul de viteza kv pentru curelele late din materiale elastice

Viteza curelei,m/s

1

5

10

15

20

25

30

kv

1.04

1.03

1.0

0.95

0.88

0.79

0.68

Observatie:Coeficientul kv se aplica numai la transmisiile tensionate pe seama elasticitatii curelei.

Tab.8

Valorile coeficientilor k1 si k2,pentru =18 daN/cm2

Materialul curelei

Coeficientul experimental

k1

k2

Piele

0.81

8.35

Cauciuc cu insertie din bumbac

0.70

2.8

Bumbac tesut

0.59

2

Bumbac cusut

0.65

9

Tesatura din lana

0.50

0

Observatie:1-Daca ,valorile din tabel se inmultesc cu raportul

2-La functionarea in medii umede sau cu suspensii de praf, valorile din

tabel se reduc cu 10..30%

Tab.9

Factori suplimentari la transmisii amplificatoare

Raportul de amplificare (1/i)

Factorul suplimentar

.752.49

2.503.79

3.50

-

0.1

0.2

0.3

0.4

Tab.10

Coeficientul de regim kr

Tipul utilajului antrenat

Clasa 1

Clasa 2

Clasa 3

Compresoare,pompe

Benzi transportoare pentru materiale usoare

1.3

1.5

1.7

Benzi transportoare pt minereu, carbune,nisip

1.6

1.7

1.8

Elevatoare

1.7

1.8

1.9

Transportor elicoidal

1.7

1.9

2.0

Ventilatoare

1.6

1.8

2.0

Exhaustoare, aerisitoare de mana

1.8

2.0

2.2

Generatoare

1.6

1.8

2.0

Masini-unelte

1.4

1.6

1.9

Strunguri si masini de filetat

1.5

1.7

1.9

Laminoare, masini de rabotat

1.5

1.7

1.9

Pompe centrifuge, pompe rotative

1.5

1.7

1.9

Pompe cu piston

2.0

2.2

2.4

Masini textile, razboaie de tesut

1.6

1.8

2.0

Tab.11

Clasa motorului de antrenare

Clasa motorului de antrenare

Clasa 1

Clasa 2

Clasa 3

Varfuri de solicitare intamplatoare, in % din puterea nominala

0149

150249

250400

Motoare electrice monofazate, masini hidraulice

-

-

Toate

Motoare electrice trifazate cu:

3000 rot/min

1500 rot/min

1000 rot/min

750 rot/min

40 CP

100 CP

15 CP

5 CP

1.530 CP

575 CP

0.7510 CP

0.5 3 CP

1 3 CP

Motoare electrice trifazate cu inele cu:

2000 rot/min

1000 rot/min

750 rot/min

-

-

-

20 CP

15 CP

7.5 CP

215 CP

2..10 CP

1..5 CP

Motoare electrice asincrone cu moment

-

Normal

Mare

Motoare electrice de curent continuu

Derivatie

Compound

Serie

Motoare cu combustie interna

8 cilindri

6 cilindri

4 cilindri

Tab.12

Coeficientul de functionare kf

Felul incarcarii si

tipul masinii actionate

Tipul masinii de actionare a transmisiei

Felul incarcarii

Tipul

masinii

-Motor de curent

alternativ monofazat

sau trifazat, cu pornire

prin autotransformator

sau conectoare

stea-triunghi

-Motor de c.c. in

paralel (schunt)

-Motor cu ardere

interna cu 4 sau mai

multi cilindri

-Turbina cu

n<600rot/min

-Motor de curent

alternativ

cu moment de pornire ridicat

-Motor de c.c.

compound

-Motor cu abur sau

motor cu

ardere interna, cu 2

sau 3 cilindri

-Motor de curent

alternativ cu rotorul

in scurtcircuit, cu pornire

directa sau

cu dubla colivie

-Motor de c.c. tip

serie

-Motor cu ardere

interna cu un cilindru

Numarul de ore de lucru al transmisiei, din 24 de ore

peste 16

pana la 8

peste 16

pana la 8

kf

Moment

de pornire

pana la

120% din

momentul nominal .

Regim de

lucru

aproape constant.

-Generatoare

electrice

usoare.

-Pompe si

compresoare

centrifugale.

-Transportoare

cu banda.

-Strunguri,

masini de

gaurit si alezat.

-Ventilatoare

-Separatoare

-Site usoare

Moment de

pornire

pana la

150% din momentul

nominal.

Variatii

neinsemna-

te ale regimului

de lucru

-Generatoare electrice

-Pompe cu

piston si compresoare

cu 3 si mai

multi cilindri

-Ventilatoare

-Transportoare

cu lant,

elevatoare

-Masini de

frezat,strungu-

ri revolver,

fierastraie disc

pentru lemn,

transmisii

-Masini pentru

industriile:

alimentara,

textila si hartie

-Site grele,

cuptoare

rotative

Moment

de pornire

pana la

200% din

momentul

nominal.

Variatii

insemnate

ale regimu-

lui de

lucru.

-Pompe cu

piston,compre-

soare cu 1 sau

2 cilindri

-Ventilatoare

grele,transpor-

toare grele si

cu cupe

-Dezintegratoa-

re

-Masini de ra-

botat, mortezat

si polizat

-Prese cu

surub

si cu excentric,

cu volant rela-

tiv greu

-Masini de

tesut si angre-

nat bumbac

Moment

de pornire

pana la

300% din

momentul

nominal.

Regim de

lucru

alternativ

si socuri

-Masini de ridi-

cat, excavat si

dragat

-Prese cu surub

si cu excentric,

cu volant rela-

tiv usor

-Foarfeci meca-

nice, ciocane

pneumatice

-Mori cu bile,

cu pietre, cu

valturi

-Concasoare,

malaxoare

*) Se considera ca date initiale ale problemei : P; n1;n2 si regimul de functionare al transmisiei ( tipul masinii motoare si antrenante, numarul de schimburi, regimul dinamic, etc.)

**) Pentru arbori paraleli, doua roti de curea.

***) La transmisii cu mai mult de doua roti de curea sau rola de intindere, unghiurile g b b si lungimea primitiva Lp se determina din calculele corespunzatoare geometriei transmisiei.



Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare



DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 7409
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved