of 43 /43
7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari http://slidepdf.com/reader/full/organe-de-masini-navale-asamblari 1/43 Asambri Prof. dr. ing. Lorena Deleanu

Organe de Masini Navale - Asamblari

Embed Size (px)

Text of Organe de Masini Navale - Asamblari

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    1/43

    Asamblri

    Prof. dr. ing. Lorena Deleanu

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    2/43

    Asamblri

    Din considerente tehnologice, funcionale, sau chiar financiare,

    realizarea unui ansamblu sau a unui element necesit mai multe

    piese; legtura dintre ele se realizeaz prin asamblri.Acestea influeneaz mult fiabilitatea sistemelor tehnice;

    se pot realiza cu organe de maini speciale, prin procedee

    tehnologice specifice sau combinaii ale acestora.

    O asamblare poate ndeplini una sau, simultan, mai multe funcii: funcia de asamblare propriu-zis care asigur transmiterea

    sarcinilor prin piese n condiiile anulrii sau limitrii

    deplasrilor lor relative;

    funcia de reglare a unor parametri dimensionali sau mecanici,

    de limitare a micrii;

    funcia de siguran prin distrugerea unui organ de main

    relativ ieftin, n anumite condiii, n scopul protejrii unui

    ansamblu scump i evitarea unor avarii cu consecine grave;

    funcia de etanare.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    3/43

    Asamblri sudate

    Procesul tehnologic de sudare: realizarea unei asamblri nedemontabile prinnclzirea, cu sau fr apsare, a dou sau mai multe piese, cu sau fr

    material de adaos; materialele, n zona de contact, se aduc n stare topit sau

    plastic prin aport de energie termic.Domeniu de aplicabilitate: construcia de maini, industria naval,recipiente, construcii metalice, industria automobilelor, reele termice,recondiionri, tieri de semifabricate.Avantaje:

    obinerea de subansamble care, prin alte procedee (turnate, nituire) ar fi

    mari consumatoare de energie i materiale,

    nu exist suprapuneri i nici elemente de asamblare ca nituri sauuruburi;

    pregtirea i sudarea pieselor sunt relativ simple i necesit instalaii i

    aparatur mai puin costisitoare fa de turnare; se pot obine forme complicate cu piese simple.

    Dezavantaje:

    calitatea custurii depinde de executant;

    n zona sudat apar concentratori mari de eforturi ce determin tensiuniremanente modificnd, n timp, forma ansamblului;

    rezistena la oboseal a unui ansamblu sudat este mai mic comparativ cucea a aceluiai ansamblu dar fr suduri.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    4/43

    Asamblri sudate

    n funcie de proceselece au loc n zona sudat, sudarea se execut prin:

    - topirea zonelor de contact; sudura astfel obinut se numete sudurprin topire;- nclzirea i apsarea pieselor: rezult o sudur termodinamic;- numai prin apsarea pieselor: se obine o sudur prin presare.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    5/43

    Asamblri sudate

    Sudarea prin topirese realizeaz prin aport de energie termic:- topirea i reducerea oxidului de fier cu aluminiu(termit);- cu gaze: arderea unui gaz combustibil (acetilen, propan-hidrogen)

    ntr-un gaz comburant (oxigen sau aer);- cu arc electric;se disting mai multe variante:

    -prin scnteie ntre electrod i pies;- cu arc electric descoperit, cu electrod fuzibil;- cu electrod de crbune;

    - sub strat de flux (n special pentru lungimi mari, recondiionrii ncrcri);- n mediu protector (atmosfer de CO2 sau argon), cu electrodfuzibil sau nu; sudurile cu jet sau arc de plasm se realizeaz totn atmosfer controlat;

    - cu radiaii: energia termic necesar este transmis prin radiaii(laser, fascicul de electroni); sudarea are precizie mare dar se face de obicei natmosfer protectoare (vid, gaz metan, argon etc.); este mult utilizat nmecanica fin;

    - prin rezisten electric sau prin inducie: materialele pot fiprotejate n baie de zgur sau n incinte cu atmosfer controlat.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    6/43

    Asamblri sudate

    Sudarea prin presarese poate realiza n mai multe moduri:-particip doar cele dou piese care se asambleaz iar nclzirea local

    se face electric:-prin conducie (nclzirea se face prin efect Joule);- prin inducie (zona de sudat a pieselor se afl ntr-un cmpelectric cu cureni de medie sau nalt frecven);- cu arc electric (nclzirea dureaz puin);- cu energie mecanic: la rece (refulare, extrudare), prin oc(explozie, impulsuri magnetice), cu ultrasunete, prin frecare.

    Sudarea maselor plasticenu necesit temperaturi mari ca metalele; procedeul se

    alege funcie de structura materialelor i proprietile lor mecanice i termice, de mrimeaproduciei; se prefer sudarea cu ageni termici gazoi, prin frecare i presare, cu ultrasunete.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    7/43

    Asamblri sudate

    Sudabilitatea

    este proprietatea tehnologic a unui material de a putea fi sudat printr-unprocedeu dat astfel nct asamblarea obinut s corespund calitativ ieconomic.

    o corelaie ntre material, forma ansamblului, caracteristici mecanice aleasamblrii, siguran n exploatare i pre.Sudabilitatea fontelor este sczut; la nclzire au tendina de a forma straturifragile, fisuri, proces accentuat la rcire. Totui, rezultate bune se obin lasudarea la cald sau cu electrod de oel. Unele aliaje neferoase sunt sudabile, darn condiii speciale: pentru ele se prefer alte procedee: lipire, deformare

    plastic.Oelurile sunt nc cele mai utilizate materiale pentru suduri i

    sudabilitatea lor are dou aspecte: metalurgic i tehnologic, caracteristicile mecanice ale asamblrii.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    8/43

    Asamblri sudate

    Aprecierea comportrii la sudur din punct de vedere metalurgic, se face princoninutul de carbon echivalent

    n

    1i i

    iech

    c

    XCC

    C - coninutul de carbon (n %),

    iX - elementul de aliere i (n %) i

    ic - un coeficient determinat experimental.Se recomand %45,0Cech .i peste aceast valoare unele oeluri se pot suda ns piesele trebuieprenclzite, materialul de adaos este mai pretenios, ridicnd costul asamblrii.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    9/43

    Asamblri sudate

    Materialul de adaosse poate livra sub form de electrozi nvelii sau nu,srm, electrozi speciali.

    Clasificarea n funcie de compoziie,

    tipul nveliului (acid, bazic, celulozic, oxidant), randamentul efectiv al depunerii (determinat experimental),

    poziia de sudare (orizontal, vertical etc.), parametrii regimului tehnologic (felul curentului electric, intensitatea lui,

    tensiunea sursei etc.),

    coninutul de hidrogen care poate difuza.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    10/43

    Clasificarea mbinrilor sudate

    Dup poziia reciproc a pieselor care se sudeaz:- mbinri sudate cap-la-cap (c);- mbinri de col (a, b, d);

    - mbinri prin puncte:e) cu decuparea gurilor ntr-una din piese, golul rmascompletndu-se cu material de adaos;f) cu guri alungite;g) fr decuparea pieselor, materialul de adaos gsindu-se ntre piesesau chiar fr material de adaos, prin amorsarea repetat a unui arcelectric pe traseul de sudat.

    a) b) c) d)

    e) f) g)

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    11/43

    Clasificarea mbinrilor sudate

    Dup forma rosturilora) sudurcap-la-cap simpl,b) n Y,c) n U,

    d) n X,e) n V,f) n V, cu rdcin sudat,g) n V cu suprafa prelucrat(polizat),d) n X.

    Rosturi pentru suduri de col:1) bila-teral, convex,2) bilateral, cu prelu-crarea rosturilor,3) bilateral, concav,

    4) i 7) pe o singur parte a pieselor,5) i 10) n V, cu rdcin sudat,6) i 8) n K,9) n V,11) la interiorul i exteriorul pieselor.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    12/43

    Clasificarea mbinrilor sudate

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    13/43

    Clasificarea mbinrilor sudate

    Custurile sudate sunt continue sau ntrerupte; segmentele de sudur fiindsimetrice sau alternative.

    n funcie de procesele care au loc la sudare, mbinarea are patru zone cu

    structuri i proprieti mecanice specifice:- zona materialului de adaos (MA);- zona de interferen dintre mate-rialul de adaos i cel de baz (MI);- zona de influen termic (MT);- zona materialului de baz (MB); aici temperaturile nu depesc 7200C i c

    proprietile mecanice nu se modific semnificativ (pentru oeluri sudate).

    Mrimea zonei influenate termic depinde de energia consumat la sudare ide procedeul tehnologic folosit: 5...6 mm la sudare manual, 0,5...10 mm lasudare automat sub strat de flux i 25 mm la sudare oxiacetilenic.

    Este zona cea mai neomogen din punct de vedere structural i alproprietilor mecanice.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    14/43

    Calculul mbinrilor sudate

    Tensiunile admisibile pentru asamblrile sudate se determin innd seama de

    rezistena admisibil a materialului de baz,

    tipul sudurii,

    natura solicitrii (static sau variabil, de traciune, de forfecare saucompus),

    tehnologia de sudare i

    calitatea execuiei.Tensiunea admisibil a sudurii, solicitat static:

    aas k

    k - ine seama de coeficientul de asimetrie a ciclului de solicitare iar ineseama de felul solicitrii (de traciune sau de ncovoiere) i de tipul sudurii (cap -

    la-cap sau de col).

    a - rezistena admisibil la traciune a materialului de baz, pentru tipul de

    solicitare (static sau variabil, cu un anumit coeficient de asimetrie R).

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    15/43

    Calculul mbinrilor sudate

    Pentru o solicitare complex, se calculeaz o tensiune echivalent echs care secompar cu tensiunea admisibil a sudurii as .

    as22

    ech 3 pentru suduri cap-la-cap (

    as2//

    22echs )]([K pentru suduri de col

    Relaia este propus de I.I.S. (Institutul Internaional pentru Sudur), pentru ostare spaial de tensiuni n custur. K i sunt parametri determinaiexperimental.Pentru oeluri, se recomand:

    as2II22echs 8,1

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    16/43

    Calculul mbinrilor sudate

    Eforturile reale se distribuie neuniform, valorile la extre-miti fiind mai maridect valoarea medie. Valoarea maxim a tensiunii nu trebuie s depeasclimita de proporionalitate (rmnnd valabil legea lui Hooke).

    Pentru acest nivel de studiu, calculul sudurilor se face n ipoteza c eforturile din custur serepartizeaz uniformpe lungimea ei.

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    17/43

    Calculul mbinrilor sudate. Asamblri sudate cap-la-cap

    Solicitrile se reduc n centrul de greutate al seciunii mediane a rostului(seciuneaABCD).Sarcinile exterioare (momente sau fore reduse n centrul seciunii ABCD)

    determin un sistem de tensiuni:- tensiune normal pe planulABCD;

    - tensiune de forfecare orientat perpendicular pe lungimea custurii;

    // - tensiune de forfecare orientat n lungul custurii.

    apare datorit solicitrii de traciune, compresiune, ncovoiere saucombinaii ale acestora iar tensiunile de forfecare sunt generate de fore de

    forfecare sau momente de torsiune.Pentru determinarea ariei pe care acioneaz tensiunile, grosimea de calculla mbinri cap-la-cap se consider egal cu grosimea minim a tablelorsudate minsa ; se recomand ca sudura s fie convex sau plan (obinut

    prin polizare); sudura concav micoreaz rezistena custurii, seciunea ei fiindmai mic dect seciunea pieselor sudate.

    Odat calculate aceste tensiuni, se poate calcula echs .

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    18/43

    Calculul mbinrilor sudate. Asamblri sudate cap-la-cap

    Exemplu

    Calcul al unei suduri cap-cap, solicitate la ncovoiere.Se cunoscbnlimea grinzii,l- limea ei,diagrama de momente ncovoietoare,rezistena admisibil a sudurii

    as

    .

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    19/43

    Calculul mbinrilor sudate. Asamblri sudate cap-la-cap

    Exemplu

    Se face un calcul de verificare. ForaFs-a redus n centrul custurii (OpentruseciuneaABCD), la foraFi momentul isM .

    0;lb

    F;

    6

    lb

    M

    W

    M//

    ss2

    is

    s

    is

    Lungimea de calcul a sudurii este a2lls

    6/lbW s2

    s - modulul de rezisten al seciunii custurii sudate:

    as

    2

    s

    2

    s2

    is22echs

    lb

    F3

    lb

    M63

    Se recomandsudarea n zonele cu moment ncovoietor minim, n acest caz, ct mai aproape de

    reazem sau chiar evitarea unei soluii cu sudur.

    l l l bi il d bl i d d l

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    20/43

    Calculul mbinrilor sudate. Asamblri sudate de col

    Sudurile de col au tendina s se rup ntr-un plan bisector al rostului

    (seciuneaABCD): grosimea sudurii a, este nlimea triunghiului isoscel nscrisn seciunea transversal a custurii sudate. Se adopt an funcie de grosimeaminim a tablelor sudate: m ins8,0...7,0a . Se recomand s fie un numr ntregde milimetri. Se evit unghiuri mai mici de 600deoarece umplerea rostului nu seface uniform, existnd pericolul ntreruperii custurii; rezistena mecanic scade

    cu 25% pentru nclinri ale pieselor ntre 60...900

    .

    C l l l bi il d A bl i d d l

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    21/43

    Calculul mbinrilor sudate. Asamblri sudate de col

    C l l l bi il d

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    22/43

    Calculul mbinrilor sudate.

    Asamblri sudate de col

    n planul bisectorABCDal custurii de col, apartensiunile , , // , generatede sarcinile exterioare; calculul direct al lor se poate face ca la mbinrile cap-la-cap, dar este complicat de redus sarcinile n acest plan.

    Rostul custurii de col este un sfert de cilindru de raz ai n planul deseparare dintre piese, ABCD, acioneaz acelai vector de tensiuni cu

    componentele //,, . Vectorul din seciunea bisectoare ar trebui nlocuit nplanul de separareABCDcu un vector echivalent care s nu modifice starea detensiuni indus n ansamblul sudat de sarcinile exterioare. Distana OO fiindmic comparativ cu dimensiunile pieselor asamblate, se admite:

    DBCA//ABCD// ,,,, .

    C l l l bi il d t A bl i d t d l

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    23/43

    Calculul mbinrilor sudate. Asamblri sudate de col

    Fiecare tensiune se descompune ntr-o component perpendicular peplanulABCDi una coninut n el:

    ComponentaTensiunea normal pe planulABCD coninut n planulABCD

    cos sin sin cos

    // 0 //

    Pentru planulABCD se consider:n- tensiunea normal pe planul de separare;

    t - tensiunea de forfecare coninut n planul de separare, perpendicular pedirecia custurii;

    //t - tensiunea de forfecare coninut n planul de separare i paralel cudirecia (lungimea) custurii.

    Aceste tensiuni au valorile:

    ////t

    cossintsincosn

    C l l l bi il d t A bl i d t d l

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    24/43

    Calculul mbinrilor sudate. Asamblri sudate de col

    Etape pentru calculul unei suduri de col:- alegerea unui plan de separare ntre piese (planulABCD.- sarcinile exterioare se reduc fa de centrul de greutate al seciunii

    custurii, coninut n acel plan;- se calculeaz eforturile //t,t,n ;- se determin //,, ;- se calculeaz tensiunea echivalent- se verific inegalitatea:

    assech

    .

    C l l l bi il d t A bl i d t d l

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    25/43

    Calculul mbinrilor sudate. Asamblri sudate de col

    Deseori sudurile de col sunt n unghi drept, deci, o45 . Sistemul devine:

    //// t

    2

    tn2

    tn

    Relaia poate fi folosit i la dimensionare:se impuna, as ,se cunosc sarcinile exterioare ise determin sl - lungimea de calcul pentru custura de sudur.

    Lungimea de calcul pentru custuri sudate sl :lls (lungimea custurii geometric calculat) pentru custuri pe contur

    nchis;a2lls sau s2lls pentru custuri pe contur deschis; l are aceeai

    semnificaie ca mai sus; a este parametrul sudurii de col, iar s - grosimeminim a tablelor sudate. Aceast micorare a lungimii de calcul este explicat

    prin faptul c, la nceputul i sfritul sudurii, parametrul a(sau s) crete de la

    valoarea zero la o valoare dat, pe o lungimeaproximativ egal cu el nsui.

    C l l l bi il d t E l d l l l i d i d l

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    26/43

    Calculul mbinrilor sudate. Exemplu de calcul al unei suduri de col.

    Calculul mbinrilor sudate Exemplu de calcul al unei suduri de col

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    27/43

    Calculul mbinrilor sudate. Exemplu de calcul al unei suduri de col.

    Nu se recomand fixarea grinzii cu o singur custur pentru c seintroduce un moment ncovoietor suplimentar ( 2/bFM si ) care, n sudur,

    produce un efort 0t .Pentru dou custuri laterale 0t .Pentru varianta b) rezult urmtoarele eforturi, calculate nti n planul de

    separare al sudurii i apoi n seciunea median a rostului:

    s////

    2s

    2s

    s

    //

    2ss

    is

    la2

    F

    t

    2al

    lF3

    2al

    lF3

    la2

    Ft

    0t

    al

    lF3WMn

    Se verific:

    as2II22echs 8,1

    Calculul mbinrilor sudate Exemplu de calcul al unei suduri de col

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    28/43

    Calculul mbinrilor sudate. Exemplu de calcul al unei suduri de col.

    La suduri, calculul de verificare se aplic mai des.Dac nu este ndeplinit condiia de verificare, proiectantul are la

    dispoziie mai multe soluii:

    - schimbarea materialului de baz cu altul avnd a mai mare. n acest cazcrete preul ansamblului: deoarece materialul i execuia sunt mai scumpe; ngeneral sunt scumpe i prencl-zirea i detensionarea ansamblului dup sudare;

    - cretea parametrilor sudurii n limite acceptabile ( sl , asau amndoi);- schimbarea soluiei constructive a ansamblului astfel nct sarcinile exterioare s fie mai micisau s determine tensiuni mai mici n custurile sudate.

    Calculul mbinrilor sudate

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    29/43

    Calculul mbinrilor sudate.

    Calculul recipientelor sudate cu perei subiri, sub presiune

    Recipientele se gsesc n instalaii chimice, termice (cazane, schimbtoare decldur, evi i tuburi), n echipamentele pentru stocarea fluidelor sub presiune.Avnd n vedere importana i gradul de periculozitate, proiectarea i executarealor trebuie s respectenorme naionale (ISCIR) i internaionale (ISO).Pe recipiente exist dou tipuri de custuri sudate: longitudinale (pe generatoare) i pecircumferin.

    Calculul mbinrilor sudate

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    30/43

    Calculul mbinrilor sudate.

    Calculul recipientelor sudate cu perei subiri, sub presiune

    Calculul sudurilor longitudinaleS-a izolat jumtate din corpul cilindric i s-au introdus forele care menin

    echilibrul sistemului. Presiunea interioar p se consider constant. Pe unelement de suprafa drldA acioneaz o for elementar:

    drlpdApdF cu componentele:

    sindFdFV pe vertical i

    cosdFdFH

    pe orizontal.

    Prin integrare :

    dlprlp2cosrlpsindFdFF

    0

    0

    0

    VV

    0sinrlpcosdFdFF0

    0

    0

    HH

    Seciunea de rupere pe generatoare este lsA , s fiind grosimea tablei.Custura sudat este solicitat la traciune:

    s2

    dp

    ls2

    dlp

    A2

    FV1

    Calculul mbinrilor sudate

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    31/43

    Calculul mbinrilor sudate.

    Calculul recipientelor sudate cu perei subiri, sub presiune

    Calculul sururilor pe circumferin.Fora care acioneaz pe custura circumferenial este:

    p4dF2

    Aria seciunii este sdA , iar tensiunea ce apare, este tot de traciune:

    s4

    dp

    sd4

    pd

    A

    F 2

    2

    Cum 21 , pericolul principal de distrugere la corpurile cilindrice cupresiune interioar, este ruperea dup generatoare. Pentru dimensionarea tablei,relaiadevine:

    c2

    dps

    as

    as este tensiunea admisibil a sudurii, cfiind adaosul de coroziune:Lvc

    v- viteza de coroziune a materialului sudat, determinat experimental n condiiiimpuse de temperatur, compoziie a fluidului, dat n norme/cataloage, n mm/an,

    - durata de exploatare n aceeai unitate de timp (ani).

    Asamblri demontabile

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    32/43

    Asamblri demontabile

    Asamblri filetate

    Asamblarea cu uruburi se realizeaz pe baza existenei pe piese a dou suprafeeconjugate, denumite filete. Filetul sau suprafaa filetat se obine, teoretic, printranslarea unei forme geometrice simple pe o elice cilindric sau conic. Cele maides ntnite profile pentru filete sunt: triunghiul ascuitunghic isoscel sau oarecare,

    ptratul, trapezul(isoscel sau nu), semicercul.Piesa cu filet la exterior se numete urubiar cea cu filet la interior se

    consider piuli. Forma filetului i parametrii dimensionali fiind standardizaisau tipizai.

    Asamblri demontabile

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    33/43

    Asamblri demontabile

    Asamblri filetate

    Parametri pentru un filet triunghiular (metric), cu elice cilindric:- pasul filetului p reprezint distana, pe generatoare, dintre dou puncteomoloage consecutive; tot aceste puncte delimiteaz, n spaiu, o spir a filetului;- diametrul interioreste msurat la baza spirei; se noteaz cu 1d pentru urub icu

    1

    D pentru piuli;11

    Dd ;- diametrul exteriorsau nominal al filetului, dla urub iDlapiuli (d

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    34/43

    Asamblri filetate. Sarcini n asamblarea urub-piuli

    Deplasarea dintre piesa-urub i piesa-piuli, n cazul strngerii sau

    desfacerii unei asamblri filetate, dar i pentru transmisii cu urub, se poateechivala cu deplasarea cu vitez constant, pe un plan nclinat (spira desfurat aurubului) a unui corp (piuli) de greutate F (de fapt, fora de strngere) cuajutorul unei fore TF .

    a) b) c)

    Asamblri filetate Sarcini n asamblarea urub-piuli

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    35/43

    Asamblri filetate. Sarcini n asamblarea urub-piuli

    Unghiul planului nclinat este unghiul spirei filetului . i fora TF

    acioneaz pe diametrul mediu al filetului (a). Conform legii a III-a a mecanicii

    clasice, pe planul nclinat apare reaciunea NF i o for de frecare, opus, ca

    sens, deplasrii piuliei:

    Nf FF

    Pentru simplificare, se va analiza filetul ptrat, pentru dou cazuri.

    A.Piulia urc: de fapt, este strns: se transform rotirea n translaie: tgFFT

    B. Piulia coboar (de fapt, este desfcut); translaia se transform n rotaie. tgFFT

    - unghiul de frecare ( tg , - coeficientul de frecare caracteristic cupluluide materiale urub-piuli i condiiilor de ungere).

    Asamblri filetate Sarcini n asamblarea urub-piuli

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    36/43

    Asamblri filetate. Sarcini n asamblarea urub-piuli

    Flancul activ al filetului nclinat (suprafaa pe care urc sau coboarpiulia) este nclinat cu un unghi fa de un plan perpendicular pe axa urubului.

    Valoarea unghiului depinde de tipul filetului:

    2/ - profil metric, trapezoidal i Whitworth, -unghiul la vrf al profilului,o3 pentru profil fierstru etc.Dac n urub acioneaz fora F, fora normal pe spir va fi cos/F .

    Fora de frecare depinde de aceast for normal pe flancul activ al spirei i decoeficientul de frecare caracteristic cuplului de materiale:

    FFcos

    Ff

    tgcos - coeficient aparent de frecare. Cum , fora de frecarecare apare n asamblri filetate cu profil nclinat 0 este mai mare dect ceacare ar aprea n filete ptrate, n acelai condiii de solicitare.

    tgFFT

    tg2

    dFM 2t

    Asamblri filetate Frecarea piuliei pe soclu

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    37/43

    Asamblri filetate. Frecarea piuliei pe soclu

    La uruburile de fixare, dar i la unele de micare, deplasarea axial aurubului se face dac piulia este rezemat pe un suport. Rotirea piuliei pe acestreazem introduce un moment de frecare suplimentar, fM . Suprafaa de rezemare

    sA are form inelar, cu diametrul interior od i cel exterior eD , aproximativ egalcu deschiderea la cheie S.Pentru o distribuie uniform a forei pe suprafaa de reazem, presiunea medie este:

    2o2ess

    dD

    F4

    A

    Fp

    dFdM sf - momentul de frecare elementar:

    dF- fora de apsare pe elementul de ariedr2dAs - elementul de arie.

    Momentul de frecare ntre piuli i reazem se obine prin integrare:

    12

    dDpdrrp2dM=M

    3o

    3ess

    2/D

    2/d

    2/D

    2/d

    2ssff

    e

    o

    e

    o

    2o2e

    3o

    3e

    sf dD

    dDF

    3

    1M

    Pentru calcule rapide

    2

    DFM msf

    2/dDD oem - diametrul mediu al suprafeei inelare a reazemului.

    Asamblri filetate Frecarea piuliei pe soclu

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    38/43

    Asamblri filetate. Frecarea piuliei pe soclu

    Pentru a nvinge i aceast frecare, piuliatrebuie acionat cu o for suplimentarTF pe diametrul mediu al filetului:

    2o

    2e

    3o

    3e

    2s

    2fT

    dDdD

    dF

    32

    dM2F

    Fora necesar deplasrii piuliei:

    TT*T FFF

    Randamentul:

    2o

    2e

    3o

    3e

    2

    s*T2c

    u

    dD

    dD

    d3

    2+tg

    tg

    Fd

    pF

    L

    L

    Coeficientul de frecare uscatntre piuli i soclul ei 3,0...2,0s .

    Asamblri filetate. Frecarea piuliei pe soclu

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    39/43

    Asamblri filetate. Frecarea piuliei pe soclu

    n practic,strngerea sau desfacerea piuliei se face aplicnd o for Pla cheie, ladistana lde axa urubului. Aceasta produce un moment M ,

    lPMMM ft

    Se obine:

    2o

    2e

    3o

    3es2

    dD

    dD

    3tg

    2

    dFM

    Semnul + este pentru strngerea piuliei iar semnul - pentru desfacerea ei.Sistemul urub-piuli este un amplificator mecanic de for. Cnd se

    acioneaz cheia cu foraP, n urub se dezvolt foraF(FP).Factorul de amplificare P/FK .Pentru filete 036=;d9,0d;032 o2

    o , d1,4Dm , 0,2s , d14l 70K . n cazul ungerii uruburilor i a suprafeelor de reazem, 100K .

    Asamblri filetate. Calculul nlimii piuliei

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    40/43

    Asamblri filetate. Calculul nlimii piuliei

    Experimental: c spirele unei piulie sunt neuniform ncrcate, distribuia sarcinii peele depinznd de tipul filetului, forma i materialul piuliei. La filetul triunghiular,

    prima spir preia 33% din ncrcare. Repartiia se mbuntete pentru forme maielastice ale corpului piuliei sau cnd se folosesc cupluri de materiale cu module deelasticitate mult diferite piuliiurub EE .

    La filetul ptrat, prima spir preia 52% din ncrcare. Este nc un motiv pentrucare filetul ptrat este rar utilizat.

    Asamblri filetate. Calculul nlimii piuliei

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    41/43

    Asamblri filetate. Calculul nlimii piuliei

    Calculul nlimii piuliei, m, se face n cazul ncrcrii uniforme a spirelor: pe

    fiecare spir se repartizeaz o sarcin z/F , z fiind numrul de spire. Evident,pzm , pfiind pasul filetului. Spira desfurat este asimilat cu o grind ncastrat

    n corpul piuliei. Se admite c fora z/F este liniar distribuit pe diametrul mediul al

    asamblrii 22 Dd .

    a) ncovoiere b) forfecare

    Asamblri filetate. Calculul nlimii piuliei

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    42/43

    Asamblri filetate. Calculul nlimii piuliei

    Sarcina F determin n seciunea de ncastrare a spirei o solicitare compus dencovoiere i forfecare i o tensiune de strivire pe suprafaa comun dintre spira

    urubului i cea a piuliei:

    -ncovoire

    ai

    21

    1

    i

    6

    mD

    2

    H

    z

    F

    W

    M=

    - forfecaremKD4

    dmDz/F=

    22

    at21

    1

    - strivirepe suprafaa 22 DH (proiecia suprafeei de contact pe un plannormal la F):

    qa22

    qDH

    z/F

    Se calculeaz o tensiune echivalent pentru suprafaa de ncastrare a spirei:

    a22

    ech 3

    Asamblri filetate. Calculul nlimii piuliei

  • 7/23/2019 Organe de Masini Navale - Asamblari

    43/43

    Asamblri filetate. Calculul nlimii piuliei

    Pentru piuliele standardizate, numrul de spire este impus, dar se face un calcul deverificare la solicitare compus i strivire. n cazul materialelor mult diferite, pentruurub i piuli, valorile ech i q se compar cu cele admisibile ( a , qa ) pentru

    materialul mai slab (al piuliei).Pentru aplicaii speciale, la care piulia nu este standardizat, se calculeaz un

    numr de spire din condiia de rezisten la strivire

    qa22 pDH

    Fz

    2H i 2D ipsunt parametri geometrici, standardizai ai filetului, impui din calcululde rezisten al urubului. Se recomand 8z . Se face apoi o verificare la solicitricompuse.

    nlimea piulielor standardizate s-a determinat ca maximul rezultat din calculul dencovoiere, forfecare i strivire. Cea mai mare nlime s-a obinut din condiia derezisten la strivire i n standard se ia d8,0m . Sunt standardizate i piulie nalte( d1...8,0m ), joase ( d8,0m ). Pentru uruburi de for sau de micare, se facecalculul piuliei, lundu-se n considerare o distribuie neuniform a sarcinii pe spire.