TCR. TRANSMISII PRIN CURELE

TCR-T. CONSTRUCŢIA ŞI MODELAREA TRANSMISIILOR PRIN CURELE

            CUPRINS

               TCR-T.1 DEFINIRE

                     TCR-T.2 STRUCTURA CONSTRUCTIVĂ

               TCR-T.3 DOMENII DE UTILIZARE, AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE

               TCR-T.4 CLASIFICARE

               TCR-T.5 MATERIALE ŞI TEHNOLOGII  

               TCR-T.6 FORME ŞI CAUZE DE SCOATERE DIN UZ SAU DE COMPORTARE NECORESPUNZĂTORE

               TCR-T.7 PARMETRI FUNCŢIONALI ŞI CONSTRUCTIVI

                               TCR-T.7.1 Curele trapezoidale înguste

               TCR-T.8 MODELE DE CALCUL

                               TCR-T.8.1 Model de calcul a transmisiilor prin curele trapezoidale înguste

 

 

TCR-T.1 DEFINIRE

 

Transmisiile prin curele sunt transmisii mecanice care au rolul de a transmite energia de la un arbore motor la unul sau mai mulţi arbori conduşi, prin intermediul unui element de tracţiune flexibil, fără sfârşit, numit curea.

Cureaua de transmisie reprezintă un element flexibil, fără sfârşit, din materiale nemetalice, ce transmite mişcarea de rotaţie şi sarcina de la o roată motoare la una sau mai multe roţi conduse.

Roata de curea este elementul metalic care transmite (prin formă sau prin frecare) sarcina de la elementul de intrare la curea (roată conducătoare) sau, respectiv de la aceasta la elementul de ieşire (roată condusă).

 

TCR-T.2 STRUCTURA CONSTRUCTIVĂ

 

 

Fig. TCR-T.2.1  Structura unei transmisii prin curele [Gafiţanu, 2002]

 

a

b

c

d

e

f

g

h

Fig. TCR-T.2.2 Tipurile şi structurile curelelor: a - trapezoidală cu elementul de rezistenţă din ţesătură; b - trapezoidală cu elementul de rezistenţă din şnur textil, c - trapezoidală cu elementul de rezistenţă de tip cablu; d - dinţată; e – dublu trapezoidală; f - trapezoidală lată dinţată; g - trapezoidală multiplă; h – triunghiulară multiplă (poly-V)

Obs. Semnificaţiile componentelor din fig. TCR-T.2.1: 1- roată de curea conducătoare, 2 – sistem de întindere a curelei (mecanism acţionat de greutatea G); 3 curea; 4 – roată de curea condusă.

Semnificaţiile părţilor din fig. TCR-T.2.2: 1- element de rezistenţă (din materiale textile, metalice sau plastice); 2- structura de susţinere (de obicei, din cauciuc); 3 – înveliş de protecţie într-unul sau mai multe straturi (de obicei, din pânză cauciucată).

 

TCR-T.3 DOMENII DE UTILIZARE, AVANTJE ŞI DEZAVANTAJE

 

Domenii principale de utilizare: transmisiile autovehiculelor, maşinilor agricole, tractoarelor, utilajelor tehnologice, maşinilor unelte, etc. În general, se utilizează în mai toate transmisiile când condiţiile de gabarit impun distanţe mari între roţi.

 

Tab. TCR-T.3.1 Avantajele şi dezavantajele transmisiilor prin curele [Rădulescu, 1985]

Avantaje*

Dezavantaje*

-         posibilitatea transmiterii mişcării de rotaţie şi a puterii la distanţă;

-         funcţionarea lină, fără zgomot;

-         amortizarea şocurilor şi vibraţiilor;

-    protecţia unor componente la suprasarcini;

-         necesită precizii de execuţie şi montaj scăzute fiind relativ ieftine;

-         permit antrenarea simultană a mai multor arbori

-    gabarit mare în comparaţie cu transmisiile cu roţi dinţate;

-    capacitate de transmitere a sarcinii limitată;

-   alunecare elastică (în cazul transmisiilor prin frecare);

-   induc încărcări mari în arbori şi lagăre, din cauza faptului că necesită o forţă de întindere iniţială relativ mare;

-  durabilitate limitată (îmbătrânirea cauciucului structurii de susţinere şi uzarea învelişului de protecţie  sensibilitate mărită la căldură şi umiditate;

-  produc încărcări electrostatice

* raportate la alte tipuri de transmisii (prin roţi dinţate, lanţuri etc.)

 

TCR-T.4 CLASIFICARE

Tab. TCR-T.4.1 Clasificarea transmisiilor prin curele [Jula, 1986; Butnariu, 2009]

Criteriul

Tipul

Schema

Modul de transmitere a sarcinii de la roată la curea (sau de la curea la roată)

Prin frecare (asincrone) - cazul curelelor trapezoidale, late, rotunde, striate

Fig. TCR-T.4.1,a,c

Prin formă (sincrone) -  cazul curelelor dinţate

Fig. TCR-T.4.1,b

Numărul arborilor conduşi

Cu un arbore condus

Fig. TCR-T.4.1,a,c

Cu mai mulţi arbori conduşi

Fig. TCR-T.4.1,b

Tipul sistemului de tensionare (întindere)  a curelei

Cu tensionare permanentă fără rolă de întindre

Fig. TCR-T.9.1.1,a

Cu tensionare permanentă cu rolă de întindere (reglabilă)

Fig. TCR-T. 9.1.1,b,c

Cu tensionare automată

Fig. TCR-T.9.2.1

Forma secţiunii curelei

Prin curele late

Fig. TCR-T.4.1,c

Prin curele trapezoidale

Fig. TCR-T.2.2,a,b,c,e,f,g

Prin curele politriunghiulare

Fig. TCR-T.2.2,h

Poziţia axelor roţilor

 Cu axe paralele

Fig. TCR-T.4.1,a,b

 Cu axe încrucişate

Fig. TCR-T.4.1,c

Materialul curelei

Monomaterial (piele, benzi textile)

-

Compozite (cu structuri compuse: element de rezistenţă, material de susţinere, înveliş)

Fig. TCR-T.2.2

Numărul de curele

Cu o curea

Fig. TCR-T.4.1; 4.2,e

Cu două sau mai multe curele

Fig. TCR-T.4.2,a,b,c

Forma roţii de curea

Cu roţi de curea monobloc (forjate, turnate)

Fig. TCR-T.4.2,a

Cu roţi din multicomponent (sudate, asamblate mecanic)

Fig. TCR-T.4.2,b,c,d

 

a

b

c

Fig. TCR-T.4.1 Tipurile transmisiilor prin curele în corelaţie cu poziţiile axelor roţilor: a – cu axe paralele cu o roată condusă; b – cu axe paralele cu o trei roţi conduse (curea dinţată); c – cu axe încrucişate şi o roată condusă

 

a

b

c

d

e

Fig. TCR-T.4.2 Tipurile de roţi de curea: a – forjată sau turnată; b – sudată; c – asamblată nedemontabil; d – asamblată demontabil (cu reglare); e - dinţată

 

TCR-T.5 MATERIALE ŞI TEHNOLOGII  

 

Curelele sunt elemente cu structură complexă, care sunt executate în cadrul unor firme specializate, conform unor tehnologii care implică utilaje dedicate.

Roţile de curea, de obicei, sunt structuri metalice: monocomponent (fig. TCR-T.4.2,a), realizate din oţeluri carbon nealiate pentru construcţii metalice (S235, S275, S355) sau oţeluri nealiate turnate; multicomponent sudate (fig. TCR-T.4.2,b), realizate din oţeluri sudabile (S235, S275, S355); multicomponent asamblate (fig. TCR-T.4.2,c,d) cu componente din oţeluri carbon nealiate pentru construcţie sau oţeluri nealiate de îmbunătăţire (C35, C45, C55). Roţile de curea dinţate pot fi executate şi din aliaje de aluminiu sau materiale sinterizate.

    

TCR-T.6 FORME ŞI CAUZE DE SCOATERE DIN UZ SAU DE COMPORTARE NECORESPUNZĂTOARE

 

Tab. TC-T.6.1 Forme şi cauze de comportare necorespunzătoare sau de scoatere din uz

Forme

Consecinţe

Apariţie

Cauze

Manifestare

Evitare

Deteriorarea suprafeţelor active ale curelelor

Comportare necorespunzătoare (cu neuniformităţi, vibraţii şi zgomote)

Cu precădere, la transmisiile prin fricţiune

Uzarea învelişului

Mişcări neuniforme cu vibraţii; alunecări (patinări) mărite

Alegerea şi montarea corespunzătoare; tensionarea optimă a curelei

Ruperea curelei

Scoaterea din uz

Transmisiile suprasolicitate de sarcini statice

Distanţe dintre axe prea mari conduc la apariţia de vibraţii ale ramurilor

Depăşirea rezistenţei statice sau de oboseală a materialului structurii de susţinere (cauciucului)

Întreruperea transmiterii mişcării

Limitarea: tensiunilor maxime statice sau de oboseală la valori admisibile, limitarea suprasarcinilor de funcţionare şi/sau a frecvenţelor de încovoiere a curelei

 

TCR-T.7 PARAMETRI FUNCŢIONALI ŞI CONSTRUCTIVI

 

TCR-T.7.1 Curele trapezoidale înguste

 

 

Fig. TCR-T.7.1.1 Parametrii geometrici ai curelei trapezoidale

 

Fig. TCR-T.7.1.2 Parametrii geometrici ai transmisiei prin curele trapezoidale fără rolă de întindere  [STAS 1163]

Parametri geometrici principali ai curelei trapezoidale (fig.TCR-T.7.1.1):

-         Lăţimea curelei, lp, - lăţimea primitivă a curelei în dreptul fibrelor de rezistenţă (care nu se comprimă şi nu se întind în timpul funcţionării curelei).

-         Înălţimea curelei, h.

-         Unghiul curelei (de ex. α = 40o, pentru cureaua trapezoidală clasică) .

-         Lungimea curelei, Lp (lungimea primitivă, în zona fibrelor de rezistenţă).

-         Numărul de canale/curele, z.

Parametri geometrici principali ai transmisiei prin curele trapezoidale (fig. TC-T.7.1.2):

-         Diametrul primitiv al roţii de curea (conducătoare/condusă),  Dp1,2 – diametrul virtual al roţii corespunzător fibrei de rezistenţă din curea înfăşurată pe roată.

-         Distanţa dintre axe, A.

-         Unghiul de înfăşurare a curelei pe roată (conducătoare/condusă), β1,2.

-         Unghiul ramurilor curelei, γ.

-         Cursa de modificare a distanţei dintre axe, X, pentru întinderea curelei.

-         Cursa de modificare a distanţei dintre axe, Y, necesară montării curelei.

Parametri cinetostatici principali ai transmisiei prin curele trapezoidale (fig.TC-T.7.1.2):

-         Turaţia roţii (conducătoare/condusă), n1,2.

-         Puterea nominală transmisă, P.

-         Puterea nominală transmisă de o curea, P0.

-         Viteza periferică a curelei, v.

-         Forţa de întindere a curelei, Sa.

-         Raportul de transmitere, i = Dp2/ Dp1 = n1/ n2.

-         Momentul de torsiune la roata conducătoare (pentru o curea) Mt0.

-         Frecvenţa încovoierilor curelei, f

 

TCR-T.7.2 Curele dinţate

 

 

a                                                     b

Fig. TCR-T.7.2.1 Parametri geometrici ai curelelor late dinţate cu profil trapezoidal: a – cu dantura pe o făţă; b - cu dantura pe ambele  făţe

 

Fig. TCR-T.7.2.2 Parametri geometrici ai transmisiei prin curea lată dinţată

 

Parametri geometrici principali ai curelelor late dinţate (fig.TCR-T.7.2.1):

-         Lăţimea curelei, b.

-         Înălţimea curelei, h.

-         Unghiul profilului dinţilor,  αc = 40o … 50o.

-         Lungimea curelei, Lp (lungimea primitivă, în zona fibrelor de rezistenţă).

-    Pasul curelei, p.

-         Numărul de dinţi ai curelei, zc = Lp/p.

-         Grosimea dintelui, sz.

-         Înălţimea dintelui, hz.

 

Parametri geometrici principali ai unei transmisii prin curea lată dinţată (fig. TC-T.7.2.2):

-         Diametrul primitiv al roţii de curea (conducătoare/condusă),  Dp1,2 – diametrul virtual al roţii corespunzător fibrei de rezistenţă din curea înfăşurată pe roată.

-         Diametrul exterior al roţii de curea (conducătoare/condusă),  De1,2.

-         Distanţa dintre axe, A.

-         Unghiul de înfăşurare a curelei pe roată (conducătoare/condusă), β1,2.

-         Unghiul ramurilor curelei, γ.

 

Parametri cinetostatici principali ai unei transmisii prin curea lată dinţată (fig.TC-T.7.2.2):

-         Turaţia roţii (conducătoare/condusă), n1,2

-         Puterea nominală transmisă, P

-         Viteza periferică a curelei, v

-         Raportul de transmitere, i = Dp2/ Dp1 = n1/ n2

-         Momentul de torsiune la roata conducătoare, Mt0

Continuare...