AAB. ASAMBLĂRI ARBORE-BUTUC

AAB-T. CONSTRUCŢIA ŞI MODELAREA ASAMBLĂRILOR ARBORE-BUTUC

AAB-T.1 ASAMBLĂRI PRIN FRECARE

AAB-T.2.3 ASAMBLĂRI PRIN STRÂNGERE PE CON

CUPRINS

AAB-T.2.3.1 DEFINIRE

AAB-T.2.3.2 STRUCTURA CONSTRUCTIVĂ

AAB-T.2.3.3 DOMENII DE UTILIZARE, AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE

AAB-T.2.3.4 CLASIFICARE

AAB-T.2.3.5 MATERIALE ŞI TEHNOLOGII

AAB-T.2.3.6 FORME ŞI CAUZE DE SCOATERE DIN UZ SAU DE COMPORTARE NECORESPUNZĂTORE

AAB-T.2.3.7 PARAMETRII FUNCŢIONALI ŞI CONSTRUCTIVI

AAB-T.2.3.8 MODELE DE CALCUL

AAB-T.2.3.9 MONTAJUL ŞI EXPLOATAREA

AAB-T.2.3.1 DEFINIRE

Asamblarea prin strângere pe con este legătura de tip arbore-butuc, demontabilă, care transmite sarcinile prin frecarea care ia naştere pe suprafaţa conică de contact dintre arbore şi o butuc care este apăsat prin deplasare axială (fig. AAB-T.2.3.2.1).

AAB-T.2.3.2 STRUCTURA CONSTRUCTIVĂ

a	b	c
Fig. AAB-T.2.3.2.1 Asamblări cu strângere pe con: a – direct, fără element intermediar; b – cu bucşe elastice; c – cu bucşă elastică crestată
Descriere funcţionare şi construcţie: - fig. AAB-T.2.3.2.1,a – momentul de torsiune, Mt, se transmite prin frecare de la arborele 1 la butucul 3 când forţa axială generată prin strângerea piuliţei 5 apasă prin şaiba 4 butucul pe arbore; - fig. AAB-T.2.3.2.1,b – momentul de torsiune, Mt, se transmite prin frecare de la arborele 1 la bucşele elastice 2, 2’ şi de la acestea prin frecare la butucul 3 când forţa axială generată prin strângerea piuliţei crenelate 5 împănează prin şaiba 4 bucşele 2, 2’ între arbore şi butuc; - fig. AAB-T.2.3.2.1,c – momentul de torsiune, Mt, se transmite prin frecare de la arborele 1 la bucşa elastică 2 şi de la acestea prin frecare la butucul 3 când forţa axială generată prin strângerea piuliţei canelate 5 împănează bucşa 2 între arbore şi butuc;

AAB-T.2.3.3 DOMENII DE UTILIZARE, AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE

Domenii principale de utilizare: construcţia de maşini pentru fixarea unor roţi de transmisie pe capete de arbori; pentru fixarea sculelor de prelucrare prin aşchiere; fixarea rulmenţilor pe arbori

Tab. AAB-T.2.3.3.1 Avantaje şi dezavantaje ale asamblărilor prin strângere pe con (raportat la alte asamblări prin frecare)

Avantaje^*	Dezavantaje^*
- se pot face poziţionări axiale şi unghiulare ale butucului în raort cu arborele; - nu introduc concentratori de tensiune	- transmit momente relativ reduse; - se impune reglarea strângerii

AAB-T.2.3.4 CLASIFICARE

Tab. AAB-T.2.2.4.1 Clasificarea asamblărilor prin strângere pe con

Criteriul	Tipul asamblării	Schema
Numărul suprafeţelor de contact	Directe (fără element intermediar, cu o singură suprafaţă de contact)	Fig. AAB-T.2.3.4.1,a,b
	Cu bucşe elastice (cu două sau mai suprafeţe de contact)	Fig. AAB-T.2.3.4.1,c; AAB-T.2.3.4.2
Modul de strângere	Asamblari cu şuruburi	Fig. AAB-T.2.3.4.1,b,c
	Hidraulic	Fig. AAB-T.2.3.4.2
Posibilitatea de reglare la montaj în direcţie axială	Pe arbore conic (fixe axial)	Fig. AAB-T.2.3.4.1,a,b
	Pe arbore cilindric	Fig. AAB-T.2.3.4.1,c; AAB-T.2.3.4.2

a	b	c	Fig. AAB-T.2.3.4.2 Asamblare rulment cu bucşă elastică strânsă hidraulic
Fig. AAB-T.2.3.4.1 Asamblări cu strângere pe con: a – roată fixată pe cap de arbore; b – rulment cu alezaj conic; b – rulment cu bucşă elastică

AAB-T.2.3.5 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.2.3.6 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 butucii din materiale moi puternic încărcate	Depăşirea tensiunilor de strivire ale materialelor	Deteriorarea suprafeţelor active de contact ale arborelui şi/sau  butucului	Limitarea prin calcul a tensiunilor de strivire la valori admisibile

AAB-T.2.3.7 PARAMETRI FUNCŢIONALI ŞI CONSTRUCTIVI

Unghiul de înclinare al conului este 1:5 pentru organe de maşini uşor demontabile: roţi de curea, pivoţi, cuplaje, ventile, rulmenţi etc.; 1:10 pentru bucşe de lagăre reglabile, capete de arbore etc.; 1:20 pentru scule şi arbori pentru maşini unelte

AAB-T.2.3.8 MODELE DE CALCUL

Fig. AAB-T.2.1.8.1 Schema de calcul a asamblării cu strângere pe con

Ipoteze de calcul şi solicitări: - sarcina exterioară se transmite integral prin frecare; - presiunile pe suprafeţele de contact sunt uniform distribuite; - pentru calculul asamblării pe suprafaţa conică se consideră încărcarea pe semiconuri opuse diametral Condiţia de rezistenţă la torsiune a arborelui în zona asamblării Diametrul mediu al arborelui în zona asamblării, din condiţia de rezistenţă la solicitarea de torsiune, , (APP-T.2.3.8.1) se determină cu relaţia, dm = ’                                                                                          (APP-T.2.3.8.2) 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 axiale, , (AAB-T.2.3.8.3) în care, Mt [Nmm] este momentul de torsiune transmis, dm [mm] – diametrul mediu al asamblării, µ - coeficientul de frecare (pentru cazul pieselor din oţel, µ = 0,15…0,3), Fn [N] - forţa normală de apăsare; βa = 1,1…1,3 – factor de siguranţă la alunecare (patinare). Din ecuaţia de echilibru a forţelor ce acţionează în direcţie axială, se obţine, forţa de strângere, ,                  (AAB-T.2.3.8.4) unde, φ = arctg µ - unghiul de frecare. Condiţia de rezistenţă la strivire a asamblării, ţinând cont de relaţiile (AAB-T.2.3.8.3) şi (AB-T.2.3.8.4) este, (AAB-T.2.3.8.5) unde, l este lungimea , σas = min(σas a, σas b) – tensiunea admisibilă la strivire (σas a,b – tensiunile admisibile de strivire ale materialelor arborelui şi, respectiv, butucului). Calculul asamblării filetate sau dispozitivului de strângere Din relaţia (AAB-T.2.3.8.4), ţinând cont de relaţia (AAB-T.2.3.8.3), rezultă forţa de strângere,  .                                                                                (AAB-T.2.3.8.6) Valoarea obţinută cu această relaţie se utilizează pentru calculul asamblării cu un şurub solicitată axial şi/sau a momentului de strângere a acesteia

AAB-T.2.3.9 MONTAJUL ŞI EXPLOATAREA