tsicalcult MkkM ⋅⋅= (5.1) Tabelul 5.1

Tipul masinii antrenate ks

Generatoare electrice 1 – 2 Ventilatoare 1,25 - 2 Pompe centrifuge si cu piston; compresoare cu piston 1,75 – 3,5 Masini-unelte 1,25 – 2,5 Masini-unelte pentru lemn; transportoare cu banda si cu lant 1,5 - 2 Transportoare cu role 4 Masini de ridicat; elevatoare 3 – 5

0)JJ(JJ C212211 =ω⋅+−ω⋅+ω⋅ (5.2)

2)JJ(

2J

2J

E2C21

222

211

cω⋅+

−ω⋅

+ω⋅

=∆ (5.3)

Mt

timp

Caracteristica motorului de

curent continuu

Caracteristica masinii antrenate

Figura 5.2.c

Figura 5.1

ELECTROMAGNETICE (cu inductie)

HIDRAULICE

Permanente Intermitente

Fixe Mobile

Rigide Elastice

Compensare axiala

Compensare radiala

Compensare unghiulara

Compensare combinata

Cu element elastic nemetalic

Cu element elastic metalic

Comandate Automate

Comanda mecanica

Comanda hidrostatica

Comanda pneumatica

Comanda electromagnetica

Unisens

De siguranta

Centrifugale

CUPLAJE

MECANICE

Caracteristica masinii antrenate cu cuplare în gol

Caracteristica motorului de

curent alternativ

Caracteristica masinii antrenate

cu cuplare în sarcina

Mt

timp

Figura 5.2.b

Moment necesar accelerarii maselor în

rotatie la începutul miscarii

Moment total

Moment rezistent

(util)

accelerarea transmisiei

regim de exploatare

Mt

timp

Figura 5.2.a

70

21

2211C JJ

JJ+

ω⋅+ω⋅=ω (5.4)

( ) ( )2

21

21221

21

21c )JJ(2

JJ)JJ(2

JJE ω∆⋅

+⋅⋅

=ω−ω⋅+⋅

⋅=∆ (5.5)

φ⋅⋅=∆ sc M21

E (5.6)

φ⋅= ts cM (5.7)

( )

2

1

1ts

JJ

1

Jc2M+

⋅⋅ω∆⋅= (5.8)

Tabelul 5.2

ta44c

t

D16)dD(

Mτ≤

⋅−⋅π

=τ (5.9)

stcalcult cMM ⋅= (5.10)

s1

calcult1 nD

M2F

⋅

⋅= (5.11)

MPa120...80ldF

asminc2

1s =σ≤

⋅=σ (5.12)

MPa80...50dF4

af22

1f =τ≤

⋅π⋅

=τ (5.13)

Denumirea Figura Caracteristici si elemente constructive

5.4 a Momentul de torsiune se transmite prin intermediul stifturilor. Turatii acceptate: 200 ... 250 rot/min.Diametrele arborilor cuplati sunt cuprinse între 5 si 500 mm.

5.4 b Momentul de torsiune se transmite prin intermediul penelor sau canelurilor. Turatii acceptate: 200 ... 250 rot/min. Diametrele arborilor cuplati sunt între 5 si 500 mm.

5.4 c Momentul de torsiune se transmite prin frictiune, cu ajutorul strângerii exercitate de asamblarile pe con si prin pene paralele. Transmit momente de torsiune de 500 ... 1700 Nm. Diametrele arborilor cuplati sunt cuprinse între 10 si 70 mm.

5.4 d Momentul de torsiune se transmite prin frictiune, cu ajutorul strângerii exercitate de asamblarile pe con. Transmit momente de torsiune de 500 ... 1700 Nm. Diametrele arborilor cuplati sunt cuprinse între 10 si 70 mm.

Cuplaj cu manson monobloc

5.4 e Momentul de torsiune se transmite prin frictiune, cu ajutorul strângerii exercitate de asamblarea pe con cu ulei sub presiune. Diametrele arborilor cuplati sunt cuprinse între 25 si 1000 mm.

Cuplaj cu manson din doua bucati

5.5 Asamblarea semimansoanelor se face cu suruburi, în vederea transmiterii momentului de torsiune prin frictiune. Pentru siguranta se utilizeaza si pene paralele. Pentru arbori verticali, penele paralele sunt prevazute cu ciocuri la ambele capete. Diametrele arborilor cuplati sunt cuprinse între 18 si 200 mm.

C

? MM ? ML ? C

MM

ML

Figura 5.3.a t

MMM

t

MML

t

Mc

Figura 5.3.b

71

Tabelul 5.3

Diametrul arborelui - d Numarul de dinti - z d = 30 mm 12

30 ... 60 mm 24 sau 36 60 ... 120 mm 36 sau 48 d > 120 mm 72 sau 96

D d

L

d1 2 a) b)

c) d)

e) Figura 5.4

L

m

n s

d

D

Figura 5.5

D

D1

L2

L1

d

D d

D1

a) b)

d 2

l1

lc min

Figura 5.6

72

ai2mm

mtci abzD

hM6σ≤

⋅⋅⋅⋅⋅

=σ (5.14)

asmm

tcs hzbD

M2σ≤

⋅⋅⋅⋅

=σ (5.15)

? l

? l

e e

α

α

a)

b)

c)

d)

e)

Figura 5.8

s

h s

60

H

r

j

A

A

α α

D

h

α α

d h

α

d

h

D

h

Mt

a1

a2

am

B

B A - A

B - B d

Dm

D

b

hm

h

a) b)

c) Figura 5.7

a)

b) c) d)

? l

? l

?

d

d1=0,3⋅d

d/3

Figura 5.9

De Di

b

L l

? l

b

d

Dm

dm

A

A

A-A

Figura 5.10

73

m

tca D

Mtg4F

⋅α⋅= (5.16)

ai2mm

mtci abzD

hM6σ≤

⋅⋅⋅⋅⋅

=σ (5.17)

asmm

tcs hzbD

M2σ≤

⋅⋅⋅⋅

=σ (5.18)

( ) )dD(e3,51 +⋅⋅µ⋅=η L (5.19)

ast

s )e2dD()edD2(hM12

σ≤−−⋅−+⋅⋅

⋅=σ (5.20)

11

221

21

221

2sincoscos

cosdtd

tgcos

sintgω⋅

φ+α⋅φ

α+

α⋅

φ⋅α

α⋅φ=ω (5.21)

11

221

22 sincoscoscos

ω⋅φ+α⋅φ

α=ω

Pentru f 1 = 0°, ,cos

1max22 α

ω=ω=ω iar pentru f 1 = 90°, α⋅ω=ω=ω cos1min22 .

(5.22)

Figura 5.11

j

D d

l1

L

3 (semicupla)

2 (disc intermediar)

1 (semicupla)

Figura 5.11.c)

Figura 5.12

a a

a

a

a

a

A

A

A

B

B

C

C

C

a)

b)

c)

B

Figura 5.13 Figura 5.14

Mt

f

b

c

a Figura 5.15

74

φ= tM

C (5.23)

φ=

ddM

C t (5.24)

3t kM φ⋅γ+φ⋅= (5.25)

0tt RFzM ⋅⋅= (5.26)

2)cos(F

Ftφ−α⋅

= (5.27)

4

3

GdnFD8f = (5.28)

2)(

sinR22

sinR2f 00φ−α

⋅⋅−φ

⋅⋅= (5.29)

2cos)

2sin

2(sin

nD4

RdGz)(M

3

20

4

tφ−α⋅φ−α−α⋅

⋅⋅

⋅⋅⋅=φ (5.30)

φ⋅+⋅⋅⋅=φ3

2

l)lr(IE3)(M (5.31)

2

3 4

1

5

Figura 5.16 Figura 5.17

A

A

B-B 7

8

6

1

2 3 4 A-A

B

5

B Figura 5.18

ϕ ϕ

ϕ

F F

F

a x

R a l

a

a) b)

c) d)

Figura 5.19

Mt

ϕ ϕ1 ϕ2 Figura 5.20

75

φ⋅⋅

⋅⋅⋅⋅=

3

20

ts8

DIEz3M (5.32)

Figura 5.24 Figura 5.25

)D

)as(2(

a8

DIEz3M

0

22

3

20

t ⋅ρ−⋅

−φ⋅⋅

⋅⋅⋅⋅= (5.33)

Figura 5.23

Figura 5.21 Figura 5.22

a)

b)

m

m p

p

76

Figura 5.27

Figura 5.26 φ⋅⋅⋅=φ 3

ct DGK)(M (5.34)

Figura 5.28 Figura 5.29

0

t

DzM2

F⋅⋅

= (5.35)

afcF ⋅= (5.36)

φ⋅=2

Df 0 (5.37)

a1a

0t 2

Dcz)(M φ⋅

⋅⋅=φ

+

(5.38)

D

d 2 d 1

d

D1

l l l3

l1

L

l1

4

1

2 3

R R

δ

RR

ε D

Di

H

L C

B

R1

R

L

D

D0

b j

d

db

F

l2

l1

0

Kc

β

0,12

0,08

0,04

0,01 0,03 0,05 0,07

a = 0,15 0,2 0,25 0,30 0,35

Figura 5.30

1 2

D

d

Φ H

7 / f

7

a) b) c) d) e)

f) g) h) i)

Figura 5.31

77

MPa80...60

32d

lFWM

ia3b

2

i

ii =σ≤

⋅π

⋅==σ

(5.39)

( ) MPa7...5jld

Fas

1bs =σ≤

−⋅=σ (5.40)

Tabelul 5.4

Figura 5.34

Figura 5.35 Regimul de frecare

cu ungere fara ungere Otel calit / otel calit -

Textolit / otel - Fc / Fc sau Fc / otel calit

Bronz sinterizat / otel rectificat Tesatura de bumbac impregnata cu rasini sintetice / otel sau Fc Tesatura de azbest impregnata cu rasini sintetice / otel sau Fc

Azbest presat cu rasini sintetice cu aschii de cupru sau de alama (ferodo) / otel sau Fc Cauciuc cu insertie metalica / otel sau Fc

Materiale metalo-ceramice / otel calit Materiale din pulberi metalice / otel calit

Di

De

µ

Q

Ambreiere

Arbore conducator

Arbore condus

Arbore conducator

Arbore condus

Q

1 3 4 5

6

7

2

Figura 5.32

Debreiere (comandata)

Ambreiere (automata)

Caneluri

Discuri de frictiune

Masina motoare (MM)

Masina de lucru (ML)

Q

Figura 5.33

78

µ - coeficient de frecare

Q Mm

MM

J1

Mr

ML

J2

Mf ? 1 , f 1 ? 2 , f 2

Figura 5.36

Figura 5.39 Figura 5.37 Figura 5.38

Figura 5.40 Figura 5.41

Figura 5.42

Di De

b

? 1

Mfc

Mr

? O1

O2

t1 tp t2 ? 1= ? 2 =

Ω? 2

Patinare

Dem

ara

j

t

t

Cup

lare

a)

b)

Ma

aM′

1t′

T′ T

disc

lipire

sa

disc

e

e2

t T

M Mf Mr

Ma

t T

O

O1

O2 = 0

? 1 = Ω1

? 2

?re

l

t T

b)

M Mf = Ma + Mr = ct.

tp t1 t

Mr

O1

? 2(t)

?

t tp t1

? 1(t)

a)

O2

79

=+φ⋅

=+φ⋅

fr22

mf11

MMJ

MMJ&&

&& (5.41)

11

fm11 t

JMM

dtd

)t( Ω+⋅−

=φ

=ω (5.42)

22

rf22 t

JMM

dtd

)t( Ω+⋅−

=φ

=ω (5.43)

)t()t()t( 21r ω−ω=ω (5.44)

tJM

JMM

JJJJ)t(

2

r

1

mf

21

2121r ⋅

+−⋅+−Ω−Ω=ω (5.45)

2

r

1

mf

21

21

21p

JM

JM

MJJJJt

−−⋅+

Ω−Ω=

(5.46)

Ω+⋅

−−Ω=ω 2

2

rf1r t

JMM

)t( (5.47)

2rf

21p J

MMt ⋅

−Ω−Ω

= (5.48)

f

21p M

Jt

⋅Ω= (5.49)

2D

QM mf ⋅⋅µ= (5.50)

m

21p DQ

J2Tt

⋅⋅µ⋅Ω⋅

== (5.51)

Tabelul 5.5 Timpul de ambreiere se

reduce daca Conditiile din coloana stânga atrag si efecte negative, astfel:

- viteza unghiuara O1 este cât mai redusa

- reducerea vitezei unghiulare O1 conduce la cresterea gabaritului masinii motoare

- momentul de inertie redus J2 are valori cât mai scazute

- reducerea momentului de inertie J2 – benefica, din punct de vedere al gabaritului, conduce la dificultati în proiectarea masinii de lucru care trebuie sa fie cît mai compacta

- coeficientul de frecare µ este mare

- cerinta alaturata poate fi respectata optând pentru un regim de frecare la limita sau pentru unul cu frecare uscata, dar uzura garniturilor de frictiune este intensa si durabilitatea ambreiajului este modesta

- forta de ambreiere Q este foarte mare

- consecinta secundara a cerintei este supradimensionarea sistemului care asigura realizarea fortei de ambreiere Q (arcuri, rulment de presiune etc.) si, în plus, duce la solicitarea prin soc axial a întregului ansamblu

- diametrul mediu Dm este mare, asadar si diametrul exterior este mare

- consecinta cerintei alaturate este cresterea gabaritului radial al ansamblului

)t(M)t(P rff ω⋅= (5.52)

[ ]1r2m21f

212

21f

t

0

ff JMJM)JJ(M2JJ)(

Mdt)t(PWp

⋅−⋅−+⋅⋅⋅⋅Ω−Ω

⋅=⋅= ∫ (5.53)

2rf

221

ff J)MM(2

)(MW ⋅

−⋅Ω−Ω

⋅= (5.54)

p1mm tMW ⋅Ω⋅= (5.55)

m

F

WW

1−=η (5.56)

2rf

21mm J

MMMW ⋅

−

Ω−Ω⋅Ω⋅= (5.57)

80

1

21

m

f

MM

21

1Ω

Ω−Ω⋅⋅−=η (5.58)

m

f

MM

21

1 ⋅−=η (5.59)

[ ]W3600

zWP f

f⋅

= (5.60)

sirf ccMM ⋅⋅= (5.61) Tabelul 5.6

ci cs

1,0 daca avarierea ambreiajului conduce la oprirea masinii

1,0 daca masina de lucru are un mers uniform

1,2 daca avarierea ambreiajului conduce la avarierea masinii

1,0 ... 1,6

daca masina de lucru are un mers neuniform

1,6 daca avarierea ambreiajului conduce la avarierea mai multor masini

2,0 daca avarierea ambreiajului poate conduce la pierderi de vieti omenesti

1,6 ... 2,5

daca masina de lucru are un mers puternic neuniform

2i

2e

3i

3e

f DD

DDQ

31M

−

−⋅⋅µ⋅= (5.62)

)DD(p4

Q 2i

2e −⋅⋅

π= (5.63)

31

3a

fe

)k1(p

M12D

−⋅µ⋅

⋅≥ (5.64)

)DD(p4

Q 2i

2ea −⋅⋅

π= (5.65)

admisibilc

f0mediu t

AkP

tt ≤⋅

+= (5.66)

aerv8,27,12k ⋅+= (5.67)

Tabelul 5.7

Coeficientul de frecare µ Temperatura admisibila tadmisibil [°C] Cuplul de materiale pa [MPa] cu ungere fara ungere regim permanent regim intermitent

Fc / Fc 1 ... 1,8 0,15 ... 0,25 0,02 ... 0,1 300 Tesatura de bumbac cu

rasini sintetice/Ol sau Fc 0,05 ...

1,2 0,4 ... 0,65 0,1 ... 0,2 100 150

Tesatura de azbest cu rasini sintetice/Ol sau Fc

0,35 ... 0,7 0,2 ... 0,4 0,1 ... 0,2 200 300

Bronz sinterizat/Ol sau Fc 0,2 ... 1 0,15 ... 0,25 0,09 180

Ferodo/otel sau Fc 0,2 ... 0,8 0,2 ... 0,4 0,1 ... 0,5 180 400

Cauciuc cu insertie/Ol sau Fc

0,5 ... 0,8 0,4 ... 0,65 0,1 ... 0,2 250 300

⋅

⋅−⋅π

=hW

mmqP

s)DD(4h

3

af

a2i

2e

(5.68)

81

1cmi −+= (5.69)

2i

2e

3i

3e

f DD

DDiQ

31M

−

−⋅⋅⋅µ⋅= (5.70)

alminnotsif

2i

2ea

MccM

)DD(4

pQ

⋅⋅=

−⋅π⋅= (5.71)

Figura 5.43

af

a2i

2e

qP

si)DD(4h

⋅

⋅⋅−⋅π

= (5.72)

)cos(sinNQ α⋅µ+α⋅= (5.73)

m

f

DM2

N⋅µ⋅

= (5.74)

bDpN ma ⋅⋅π⋅= (5.75)

am pDN

b⋅⋅π

≥ (5.76)

4 3 2 1

Disc B

Fz0-1 r 2

r 1 D

i

De

F0

Disc A

µ2

µ1

F2

F3 Fz0-1

Fz0 Fz0 F3 F1

z0 z0-1

ϕ1

a

Q

N

µN

a

a

a

b

Figura 5.44

Figura 5.45

82

Figura 5.46 Figura 5.47

2da

cos2

dD +=α⋅

− (5.77)

0cFeFbF)aa(F nncf210 =⋅+⋅⋅µ+⋅−+⋅ (5.78)

calcultf MM = unde: (5.79)

RFzM nf ⋅⋅⋅µ= (5.80) 2

cf rmF ω⋅⋅= (5.81)

)ec(Rz

M)aa(Fbrm calcult

2102 ⋅µ+⋅

⋅⋅µ=+⋅−⋅ω⋅⋅ (5.82)

0)aa(Fbrm 21020 =+⋅−⋅ω⋅⋅ (5.83)

)(bRrz

)ec(Mm

20

2calcult

ω−ω⋅⋅⋅⋅⋅µ

⋅µ+⋅= (5.84)

Figura 5.48

Figura 5.49

Decuplat

Cuplat

2 3 1 4 5

H7 f7

Fcf

Fcf

1

2

3

4

R

O O1

O2 r

F0 F0

a1

a2

Fcf

Fn µFn

e

c b

O1

R2

µ2⋅Fn2

Fn

A O2

B R

µ1⋅Fn1 D

a/2

d

Fn1

C

ϕ2 O1