Author
senz-andrei
View
257
Download
6
Embed Size (px)
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.