AAB. ASAMBLĂRI ARBORE-BUTUC

AAB-T. CONSTRUCŢIA ŞI MODELAREA ASAMBLĂRILOR ARBORE-BUTUC

AAB-T.1 ASAMBLĂRI PRIN FRECARE

AAB-T.2.2 ASAMBLĂRI PRIN STRÂNGERE PE CILINDRU (BRĂŢARĂ)

 

            CUPRINS

AAB-T.2.2.1 DEFINIRE

AAB-T.2.2.2  STRUCTURA CONSTRUCTIVĂ

AAB-T.2.2.3  DOMENII DE UTILIZARE, AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE

AAB-T.2.2.4  CLASIFICARE

AAB-T.2.2.5  MATERIALE ŞI TEHNOLOGII    

AAB-T.2.2.6  FORME ŞI CAUZE DE SCOATERE DIN UZ SAU DE COMPORTARE NECORESPUNZĂTORE

AAB-T.2.2.7  PARAMETRII FUNCŢIONALI ŞI CONSTRUCTIVI

AAB-T.2.2.8  MODELE DE CALCUL

AAB-T.2.2.9  MONTAJUL ŞI EXPLOATAREA

 

AAB-T.2.2.1 DEFINIRE

 

Asamblarea prin strângere pe cilindru (brăţară)  este asamblarea de tip arbore-butuc, demontabilă, care transmite sarcinile prin frecarea care ia naştere pe suprafaţa cilindrică de contact dintre arbore şi o brăţară apăsată cu ajutorul unor asamblări cu şuruburi (fig. AAB-T.2.2.1.1). 

 

AAB-T.2.2.2  STRUCTURA CONSTRUCTIVĂ

 

         

a

b

Fig. AAB-T.2.2.2.1 Asamblări cu strângere pe cilindru (brăţară): a – cu brăţară din două bucăţi; b – cu brăţară secţionată

 

AAB-T.2.2.3 DOMENII DE UTILIZARE, AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE

 

Domenii principale de utilizare: construcţia de maşini pentru fixarea diferitelor manivele, braţe, suporţi pe bare, tije, coloane, osii sau arbori; fixarea levierelor de acţionare sau de comandă

 

Tab. AAB-T.2.2.3.1 Avantaje şi dezavantaje ale asamblărilor prin strângere ce cilindru

Avantaje*

Dezavantaje*

-         se pot face poziţionări axiale şi unghiulare diferite;

-         sarcini relativ reduse;

-         se impune reglarea strângerii;

-         inadecvate în cazul montărilor şi demontărilor frecvente

 

AAB-T.2.2.4 CLASIFICARE

Tab. AAB-T.2.2.4.1 Clasificarea asamblărilor prin strângere pe cilindru (brăţară) 

Criteriul

Tipul asamblării

Schema

Forma brăţării

Cu brăţară din două bucăţi

Fig. AAB-T.2.2.2.1,a

Cu brăţară secţionată

Fig. AAB-T.2.2.2.1,b

Asamblarea cu filet

Cu piuliţă

 

Cu filet în corpul brăţării

 

 

AAB-T.2.1.5  MATERIALE ŞI TEHNOLOGII

 

Brăţările se execută din oţel laminat sau din tablă, recomandându-se ca rugozitatea suprafeţelor de contact să fie cât mai mare

 

AAB-T.2.1.6 FORME ŞI CAUZE DE SCOATERE DIN UZ SAU DE COMPORTARE NECORESPUNZĂTORE

 

Tab. AAB-T.2.1.6.1 Forme şi cauze de scoatere din uz sau de comportare necorespunzătoare

Forme

Consecinţe

Apariţie

Cauze

Manifestare

Evitare

Deteriorarea suprafeţei de contact  (deformare plastică)

Întreruperea transmiterii sarcinii 

La arborii şi brăţări din materiale moi puternic încărcate

Depăşirea tensiunilor de strivire ale materialelor

Deteriorarea suprafeţelor active de contact ale arborelui  şi/sau  brăţării

Limitarea prin calcul a tensiunilor de strivire la valori admisibile

Deteriorarea asamblării filetate

Micşorarea jocurilor din elementele adiacente (rulmenţi,  lagăre cu alunecare)

La asamblările elementelor de rezemare

Depăşirea deformaţiilor radiale admisibile

Comprimarea arborelui şi/sau extensia radială a butucului

Limitarea prin calcul a deformaţiilor radiale

 

AAB-T.2.1.7 PARAMETRI FUNCŢIONALI ŞI CONSTRUCTIVI

 

AAB-T.2.1.8 MODELE DE CALCUL  

 

 

 

Ipoteze de calcul şi solicitări:

-         sarcina  exterioară  se transmite integral prin frecare;

-         presiunile pe suprafeţele de contact sunt uniform distribuite;

-         şuruburile de strângere a brăţărilor sunt încărcate identic şi sunt solicitate la tracţiune.

Condiţia de rezistenţă la torsiune a arborelui în zona asamblării

Diametrul minim al arborelui în zona asamblării, din condiţia de rezistenţă la solicitarea de torsiune,

  ≤  τat,                                                                                              (APP-T.2.1.8.1.1)

 

trebuie să respecte relaţia,

d ≥ ’                                                                                          (APP-T.2.1.8.1.2)

 

unde, τat = 15...45 MPa este tensiunea admisibilă la torsiune convenţională (ţine cont şi de existenţa solicitării de încovoiere, se iau valori maxime când încovoierea este redusă sau chiar nulă (la cap de arbore); materialul este oţel) şi βk = 1...2, factorul concentratorului de tensiuni (pentru calculul la oboseală).

Condiţia de transmitere sarcinii  prin frecare,  se determină din ecuaţia de echilibru a momentelor,

 

µ N d ≥ βa Mt ,                                                                               (AAB-T.2.1.8.1.3)

 

în care, Mt [Nmm] este momentul de torsiune transmis, d [mm] – diametrul arborelui, µ - coeficientul de frecare (pentru cazul pieselor din oţel µ = 0,15…0,2), N [N] -  forţa normală de apăsare a brăţărilor; βa = 1,2…1,8 – factor de siguranţă la alunecare (patinare).  

Din ecuaţia de echilibru a forţelor ce acţionează asupra unei brăţări (varianta din fig. AAB-T.2.1.8.,a) sau a unei semibrăţări articulată în punctul A (varianta din fig. AAB-T.2.1.8.1,b), se obţine,

 

N = z Faş     sau, respectiv,      N a = z Faş b,                                  (AAB-T.2.1.8.1.4)

 

unde,  z este numărul de şuruburi de strângere a brăţărilor;  a şi b - lungimi adoptate constructiv.                                          

Condiţia de rezistenţă la strivire a asamblării,  ţinând cont de relaţia (AAB-T.2.1.8.1.3) este,

                                                (AAB-T.2.1.8.1.5) 

unde, l este lungimea brăţărilor, σas = min(σas a, σas b) – tensiunea admisibilă la strivire (σas a,b – tensiunile admisibile de strivire ale materialelor arborelui şi, respectiv, brăţării).

Calculul asamblării cu şuruburi

Din relaţia (AAB-T.2.1.8.1.3), ţinând cont de relaţia (AAB-T.2.1.8.1.4), rezultă forţa axială de strângere a unui şurub,

  sau     ,              (AAB-T.2.1.8.1.6)

pentru asamblarea cu brăţara din două bucăţi sau, respectiv, pentru cea cu brăţară articulată; valoarile obţinute cu aceaste relaţii se utilizează pentru calculul asamblării cu un şurub solicitată axial.

a

 

 

b

Fig. AAB-T.2.1.8.1 Schema de calcul a asamblării cu strângere pe cilindru:  a – cu brăţară din două bucăţi:  b – cu brăţară secţionată

 

AAB-T.2.1.9  MONTAJUL ŞI EXPLOATAREA