ASAMBLARI PRIN STRANGERE
Prof.Dr.Ing. Ionelia VOICULESCU
STRANGEREA
Strngerea reprezint imobilizarea reciproc a dou sau mai multe componente, ca urmare a dezvoltrii unor deformri elastice i plastice puin extinse in componentele de asamblat.
Avantaje
comportare bun la sarcini dinamice; capacitate de lucru la sarcini i momente
mari; asigurarea unei bune centrri, att pentru
mbinrile conice ct i pentru celecilindrice;
simplitatea execuiei i lipsa organelor de asamblare intermediare.
Dezavantaje
montare sau demontare greoaie, care necesit dispozitive adecvate;
posibila distrugere a suprafeelor aflate n contact, la demontare;
strngere neuniform, datorit variaieimari a toleranelor de execuie a pieselor.
Domenii de utilizare
pri componente ale ansamblului arbore cotit;
mbinare fus - manivel; bandaje pe roi de vagoane; coroane ale roilor dinate; rulmeni; presarea bucelor sau lagrelor.
Tipuri de asamblari cu strangere
Dup modul n care se realizeaz strngerea celor dou suprafee n contact, mbinrile se pot mpri n dou grupe:
prin presare longitudinal prin presare transversal.Asamblarea prin strngere se poate efectua prin urmtoarele
metode: nclzirea piesei cuprinztoare nainte de montaj; rcirea piesei cuprinse nainte de montaj.
Tipuri de asamblri canelate
Asamblare prin presare longitudinal
Piesa cuprins este presat n piesa cuprinztoare pe direcie axial genernd n mbinare fore de frecare care asigur imobilizarea reciproc a celor dou piese.
Tipuri de asamblari cu strangere
Asamblri prin presare transversal.
Deplasarea suprafeelor n contact se produce pe direcie radial sau normal.
Tipuri de asamblri cu strngere
Asamblare prin presare transversal
Factori care influeneaz calitatea asamblrii
Operaiuni la asamblarea cu strngere.
Pentru a se putea realiza asamblri prin strngere este necesar ca, nainte de montaj, diametrul minim al arborelui s fie mai mare dect diametrul maxim al alezajului, adic s fie respectat condiia: dmin > Dmax.
Factori care influeneaz calitatea asamblrii
La asamblare, datorit introducerii forate a arborelui, diametrul acestuia se micoreaz n timp ce diametrul alezajului se mrete, ajungnd la aceeai valoare a diametrului de asamblare, da. Prin urmare, n suprafeele de contact apar presiuni care mpiedic deplasarea reciproc a acestora.
Pentru a se realiza o asamblare prin strngere este necesar ca forele de frecare care au luat natere datorit strngerii s fie mai mari dect forele exterioare care tind s desprind cele dou suprafee aflate n contact.
Calculul practic al mbinrilor prin strngere
In mod obinuit, asupra mbinrii prin strngere acioneaz fore axiale, care tind s deplaseze piesele una fa de cealalt n direcie axial (a), momente de rsucire (b) sau solicitare simultan cu fore axiale i momente de rsucire (c).
Elemente de calcul
Pentru calcule, forele sau momentele exterioare se consider cunoscute i se pune condiia ca presiunea p s genereze fore de frecare mai mari dect solicitrile exterioare.
Cnd asupra mbinrii acioneaz o for axial Fa, condiia asigurrii unei strngeri corespunztoare este ca fora de frecare s fie mai mare dect aceasta, adic:
ld
F ap - coeficientul de frecare dintre suprafeele n contact,d - diametrul suprafeei de contact, I - lungimea de asamblare (pentru strngeri mari se recomand I = 0,9d).
Elemente de calcul
Cnd asupra ansamblului acioneaz un moment de rsucire Mt trebuie ca momentul de frecare din mbinare s depeasc momentul exterior, adic:
ldM tp 2
Elemente de calcul
Cnd asupra ansamblului acioneaz simultan o for i un moment de rsucire, presiunea de strngere se determin din condiia ca forele de frecare s fie mai mari dect rezultanta forelor periferice axiale, adic:
ldFad
tM
p
222 )(
Factori de influenta
Coeficientul de frecare, , depinde de o serie de factori, printre care: procedeul de montare; presiunea aplicat, p; starea suprafeei n contact; felul ungerii.
Coeficientul de frecare
0,05-0,060,10-0,15- fr ungere (cald)
0,02-0,060,03-0,090,02-0,08- cu ungere (rece)Oel/aliaje uoare
0,07-0,090,13-0,18- fr ungere (cald)
0,07-0,120,09-0,170,06-0,14- cu ungere (rece)Oel/font
0,14-0,160,35-0,4- fr ungere (cald)
0,09-0,130,08-0,20,06-0,22- cu ungere (rece)Oel/oel
calcul
depresare
presare
Starea de ungere
Arbore/alezaj
Calcului deformaiilor
pentru arbore:
)( 21
2
21
2
2 1 dddd
Ep
d d
pentru alezaj:
)( 2221
2221
2 1 dddd
Ep
D d
Aspecte calitative
Deformaiile care apar la asamblarea cu strngere trebuie s fie sub limitele admisibile, pentru a prentmpina efectele duntoare amintite.
Pot fi luate msuri constructive, care s anuleze efectul deformaiilor excesive.
Uneori diametrul interior al piesei cuprinse poate fi executat mai mare chiar de la prelucrare.
Aspecte calitative
Practic, pentru diametre mari, la ajustajele presate toleranele de pe desen pot fi micorate cu o cantitate egal cu semisumastrngerilor maxime i minime, iar la ajustajele presate uor, micorarea se poate lua egala cu strngerea maxim.
In cazul pieselor aflate n micare de rotaie apare efectul de slbire a strngerii datorit aciunii forelor centrifuge, deoarece piesa cuprinztoare i mrete dimensiunile i astfel se micoreaz strngerea.
Distribuia tensiunilor
Distribuia tensiunilor unitare in mbinrile cu strngere
Distribuia presiunii de contact nu este uniform, prezentnd valori maxime n poriunile de capt datorit efectului de concentrare a tensiunilor (factor de concentrare ka = 2).
Msuri constructive i tehnologice n proiectarea asamblrilor cu strngere
Prin aplicarea unor msuri constructive pot fi diminuate efectele concentratorilor de tensiune, asigurnd elasticitatea zonelor critice i repartizarea uniform a tensiunilor.
a) ngroarea parial a arborelui; b) Rotunjirea muchiilor alezajului; c) Subierea alezajului;d) Practicarea canalelor de descrcare;e) Utilizarea unei buce presate sau turnate cu plasticitate mare
Msuri tehnologice
prelucrarea suprafeelor arborelui prin deformare plastic cu role (ecruisare);
nitrurarea, cementarea, clirea cu cureni de nalt frecven (CIF) a suprafeelor arborelui, pentru creterea duritii;
nclzirea piesei cuprinztoare / rcirea piesei cuprinse
Msuri constructive
Msuri constructive aplicate captului arborelui la asamblarea prin strangere.
Unghiul de degajare
Efectul unghiului de degajare asupra forei de presare la asamblarea prin strngere.
Msuri pentru reducerea uzurii suprafeelor presate
Pentru a micora uzura i forele de presare sau depresare se introduce, ntre suprafeele aflate n contact, ulei sub presiune pn la 2000 de atmosfere, prin intermediul unui orificiu practicat n arbore.
Injectarea de ulei sub presiune n arbore pentru depresare.
Msuri pentru reducerea uzurii suprafeelor presate
Injectarea de ulei sub presiune n alezaj pentru depresare.
Aspecte tehnice
Pentru o mbinare la care este necesar, n cazul montrii fr ulei, o fora de depresare de 10500 kgf, prin introducerea uleiului sub presiune la 200 atm fora de depresare scade cu 30 %, pentru o presiune de 800 atm scade cu 70 % iar pentru o presiune de 1000 atmscade la 250 kgf.
Aspecte cantitative
Ca mediu de depresare poate fi utilizat orice fel de ulei mineral, cantitatea necesar fiind de 10 g pentru 100 cm2 suprafa de contact, la o strngere de aproximativ 0,1 mm.
Presiunea de injectare trebuie s fie egal cu presiunea de strngere, s asigure lrgirea alezajului la mrimea comprimrii suprafeei exterioare a arborelui i s produc o lrgire a alezajului concomitent cu o comprimare a arborelui, egal cu suma asperitilor suprafeelor de contact.
Utilaje i dispozitive pentru presare
Prese universale Manuale Cu cremaliera Cu urub, Cu excentric;
Prese speciale Mecanice Pneumatice Hidraulice, Pneumo - hidraulice Electromagnetice Mecanice.
Materiale criogenice pentru strngere
Cu ajutorul mainilor termice speciale se pot obine temperaturi de pana la -100C, iar pentru subrcirea la temperaturi i mai sczute se utilizeaz medii fluide: acid carbonic solid (-78C); oxigen lichid (-182C); aer lichid (-190C); azot lichid (-195C).