TRD-P. PROIECTAREA TRANSMISIILOR CU ROŢI DINŢATE

TRD-P.1 REDUCTOARE DE TURAŢIE CU AXE FIXE

TRD-P.1.2 REDUCTOARE DE TURAŢIE CONICO-CILINDRICE

CUPRINS

TRD-P.1.2.1 DATE DE PROIECTARE

TRD-P.1.2.2 ALEGEREA MATERIALELOR, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI TEHNOLOGIILOR

TRD-P.1.2.3 ALEGEREA PARAMETRILOR FUNCŢIONALI ŞI CONSTRUCTIVI

TRD-P.1.2.4 PREDIMENSIONAREA ANGRENAJELOR ŞI ARBORILOR. SCHEMA CINEMATICĂ

TRD-P.1.2.4.1 PREDIMENSIONAREA ANGRENAJULUI CONIC

TRD-P.1.2.4.2 PREDIMENSIONAREA ANGRENAJULUI CILINDRIC

TRD-P.1.2.4.3 SCHEMA CINEMATICĂ

TRD-P.1.2.5 VERIFICAREA (DIMENSIONAREA) ANGRENAJELOR

TRD-P.1.2.5.1 VERIFICAREA (DIMENSIONAREA) ANGRENAJULUI CONIC

TRD-P.1.2.5.2 VERIFICAREA (DIMENSIONAREA) ANGRENAJULUI CILINDRIC

TRD-P.1.2.6 PROIECTAREA DE ANSAMBLU

TRD-P.1.2.6.1 PROIECTAREA FORMELOR ROŢILOR

TRD-P.1.2.6.2 PRECONFIGURAREA ARBORILOR ŞI ALEGEREA RULMENŢILOR ŞI MONTAJELOR ACESTORA

TRD-P.1.2.6.3 ÎNTOCMIREA DESENULUI DE ANSAMBLU. SECŢIUNEA PTRINCIPALĂ

TRD-P.1.2.7 CALCULUL ARBORILOR

TRD-P.1.2.7.1 SCHEMELE DE CALCUL ALE ARBORILOR

TRD-P.1.2.7.2 VERIFICAREA (DIMENSIONAREA) ARBORILOR

TRD-P.1.2.8 CALCULUL RULMENŢILOR

TRD-P.1.2.9 CALCULUL ASAMBLĂRILOR ARBORE-BUTUC

TRD-P.1.2.10 PROIECTAREA CARCASELOR

TRD-P.1.2.11 PROIECTAREA SUBSISTEMELOR DE UNGERE ŞI ETANŞARE

TRD-P.1.2.11.1 Proiectarea subsistemului de ungere

TRD-P.1.2.11.2 Proiectarea subsistemului de etanşare

TRD-P.1.2.12 DESEN DE ANSAMBLU FINAL. ELABORARE DOCUMENTAŢIE TEHNICĂ

TRD-P.1.2.13 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ DE DETALIU. DESENE DE EXECUŢIE

TRD-P.1.2.1 DATE DE PROIECTARE

Parcurgerea metodologiei de mai jos, conform STAS 1163, pentru cazuri concrete se va face cu memorarea temporară a valorilor principalilor parametri de proiectare în lista TCR-L.1

Tab. TRD-P.1.2.1.2 Definirea problemei generale de proiectare a unui reductor conico-cilindric

a. Turaţia la intrare, n_i [rot/min].

b. Puterea la intrare, P_i [kW] şi din fer. AEV-C.1 rezultă valoarea momentului de torsiune la intare, [Nmm] sau momentul de torsiune la intrare , M_ti [Nmm] şi din fer. AEV-C.2 rezultă valoarea puterii transmisă, , [kW].

c. Raportul de transmitere total, i_R.

d. Tipurile şi numerele de angrenaje pe trepte: conic ortogonal cu dantură dreaptă sau curbă; cilindric cu dantură dreaptă sau înclinată.

e. Durata de funcţionare, L_h.

f. Parametri geometrici de poziţionare a intrării şi ieşirii (fig. TRD-P.1.2.1.2, TRD-P.1.2.1.3) raportaţi la sistemul de coordonate H₁H₂V cu centrul asociat intrării şi cu axele H_1,2 în plan orizontal şi V direcţia verticală: poziţionare unghiulară: θ – unghiul direcţiei de intrare în raport cu axa V, φ – unghiul proiecţiei direcţiei de intrare în raport axa H₁; Σ – unghiul dintre direcţiile de intrare şi ieşire; poziţionare spaţială (opţional): d_H1, d_H2, d_V – coordonatele ieşirii în raport cu intrarea (sistemul H₁H₂V).

g. Condiţii de funcţionare: tipul maşinii (utilajului) în care se integrează, tipul încărcării exterioare (constantă, alternativă, cu şocuri etc.), tipul motorului de acţionare, nivel de vibraţii şi zgomot, caracteristicile mediului în care funcţioneză).

h. Condiţii constructive: cu ieşire pe o parte, cu ieşire pe ambele părţi, cu arborele de ieşire plin, cu arborele de ieşire tubular.

i. Condiţii ecologice (utilizarea de materiale şi tehnologii eco, reciclarea materialelor, protecţia vieţii); volum minim; greutate minimă

Obs. Reductoarele cilindrice au raportul de transmitere i = 8…40


a	b	c	d
*Fig. TRD-P.1.2.1.2* Schemele poziţiilor relative ale intrărilor şi ieşirilor reductoarelor conico-cilinrice ortogonale (Σ =90^o, φ=0^o): a – orizontal (θ =90^o, d_V =0); b - orizontal-vertical (θ =90^o, d_V ≠0); c - vertical-orizontal (θ =0^o, d_H1 ≠0); d - vertical (θ =0^o, d_H1 =0)


a	b

c	d
*Fig. TRD-P.1.2.1.3* Schemle cinematice ale reductoarelor conico-cilinrice ortogonale (Σ =90^o, φ=0^o): a – orizontal (θ =90^o, d_V =0); b - orizontal-vertical (θ =90^o, d_V ≠0); c - vertical-orizontal (θ =0^o, d_H1 ≠0); d - vertical (θ =0^o, d_H1 =0)

TRD-P.1.2.2 ALEGEREA MATERIALELOR, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI TEHNOLOGIILOR

Materiale pentru roţile dinţate

Principalele materiale folosite în construcţia roţilor dinţate sunt: oţelurile, fontele, unele aliaje neferoase şi materialele plastice.

Pentru construcţia roţilor dinţate ale reductoarelor se utilizează, cu precădere, oţelurile, în general, la alegerea tipului trebuie să se aibă în vedere următoarele aspecte:

- tipul angrenajului şi destinaţia acestuia;

- condiţiile de exploatare (mărimea şi tipul încărcării, mărimea vitezelor periferice, durata de funcţionare şi condiţiile de mediu);

- tehnologia de execuţie agreată;

- restricţiile impuse prin gabarit, durabilitate şi preţ de fabricaţie.

În funcţie de modul de solicitare se recomandă următoarele materiale:

- pentru angrenaje puternic solicitate şi viteze periferice v∈ (3...12) m/s: oţeluri aliate de cementare (21MoMnCr12; 15MoMnCr12; 13Cr08; 21TiMnCr12; 18MoCr10), cementate în adâncime min.1,5 mm şi călite la (58...62) HRC pe suprafaţă şi (30...40) HRC în miez;

- pentru angrenaje mediu solicitate şi viteze periferice v ∈ (4…..8) m/s: oţeluri carbon de calitate (OLC 35; OLC 45; OLC 60) şi oţeluri aliate (35CrMnSi13; 40Cr10; 41MoCr11) îmbunătăţite. Pentru viteze v∈ (8...12) m/s: oţeluri carbon de calitate şi aliate (OLC 35; OLC 45; 40Cr10; 41MoCr11)

îmbunătăţite la 30...35 HRC şi călite superficial la 50...55 HRC.

- pentru angrenaje slab solicitate şi viteze periferice v∈ (6...12) m/s: oţeluri carbon de cementare (OLC 10; OLC 15) cementate pe o adâncime de (0,6...1) mm şi călite la (50...60) HRC pe suprafaţă. Pentru v < 6 m/s: oţeluri carbon de calitate (OLC 35; OLC 45; OLC 60) şi oţeluri aliate (40Cr10; 35 Mn16; 27MnSi12; 31CrMnSi10; 35CrMnSi13) îmbunătăţite la (20...25) HRC.

- pentru angrenaje foarte slab solicitate, indiferent de viteză: oţeluri carbon obişnuite netratate (OL42; OL50; OL60; OL70), oţeluri turnate (OT45;

OT50), fontă turnată (Fgn600; Fgn700), textolit.

Practic, în funcţie de valoarea încărcării, momentul de torsiune la intrare, se recomnadă:

- M_ti < 30000...40000 Nmm se va adopta pentru roţile angrenajelor oţel de îmbunătăţare;

- M_ti > 30000...40000 Nmm se va adopta pentru roţile angrenajelor oţel de cementare.

Materiale pentru carcase

Carcasele, datorită faptului că criteriul de rigiditate mărită este dominant, se execută în special din fontă (Fc 150, Fc 200, Fc 250) sau oţel turnat (OT45, OT55). Când se impune greutate redusă carcasele se pot executa din aluminiu turnat. În cazul producţiei de unicate sau de serie mică carcasele se pot executa în construcţie sudată din materiale cu proprietăţi de sudare (OL37, OL42, OL44).

TRD-P.1.2.3 CALCULUL PARAMETRILOR FUNCŢIONALI ŞI CONSTRUCTIVI

Fig. TRD-P.1.2.1.2 Schema structurală generală a reductorului conico-cilindric

Elemente şi subansamble constructive

Angrenaje:

- treapta I – angrenaj conic cu dantură curbă cu raportul de transmitere i^I : 1^I – pinion conic, 2^I – roată conică;

- treapta a-II a– angrenaj cilindic cu dantură înclinată cu raportul de transmitere i^II : 1^II – pinion cilindric, 2^II – roată cilindrică;

Arbori: A₁ – arborele de intrare, A₂ – arborele intermediar, A₃ – arborele de ieşire

Lagăre: , - lagărele A şi B ale arborelui A₁; , - lagărele A şi B al arborelui A₂; , - lagărele A şi B al arborelui A₃

Subansamble: S_C – subasamblul carcasă; - subansamblul arborelui de intrare; - subansamblul arborelui intermediar; - subansamblul arborelui de ieşire.

Tipurile angrenajelor

Treapta I: angrenaj conic ortogonal cu dantură dreaptă sau curbă

Treapta a II-a: angrenaj cilindric ortogonal cu dantură dreaptă sau înclinată

Raportele de transmitere pe trepte

Raportul de transmitere al treptei I (angrenajul conic) i^I = 0,25 i_R i^I < 3,55, (pentru angrenajele conice cu dantură dreaptă) [Jula, 1985; Moldovean, 2002]

Raportul de transmitere al treptei a II-a (angrenajul cilindric), i^II= i_R/ i^I

Turaţiile, puterile şi momentele de torsiune ale arborilor

Arborele A₁: n₁ = n_i [rot/min]; P₁ = P_i [kW], M_t1 = M_ti [Nmm];

Arborele A₂: n₂ = n₁/i^I [rot/min]; P₂ = P₁ η^I [kW]; M_t2 = M_t1i^I η^I [Nmm];

Arborele A₃: n₃ = n₂/i^II = n₁/(i^Ii^II) = n₁/i_R [rot/min] ; P₃ = P₂ η^II = P₁ η^I η^II = P₁ η_R [kW]; M_t3 = M_t2i^II η^II = M_t1i^Ii^II η^I η^II = M_t1i_R η_R [Nmm]

Obs.

1. Treapta conică se foloseşte totdeauna ca treaptă rapidă, angrenajele conice având o capacitate de încărcare mai mică decât cele cilindrice la acelaşi gabarit.

2. Randamentele angrenajelor cilindrice şi conice η_cil = 0,96...0,98 şi respectiv, η_con = 0,95...0,97

TRD-P.1.2.4 PREDIMENSIONAREA ANGRENAJELOR ŞI ARBORILOR . SCHEMA CINEMATICĂ

TRD-P.1.2.4.1 PREDIMENSIONAREA ANGRENAJULUI CONIC

Tab. AEV-P.1.2.4.1 Definirea problemei de proiectare a angrenajului conic ortogonal ( I)

Fig. AEV-P.2.1 Schema funcţională a angrenajului conic ortogonal

Date iniţiale

a. Turaţia la intrare (pinion), n₁ [rot/min].

b. Momentul de torsiune la intrare (pinion), M_t1 (T₁) = M_t1 [Nmm]

c. Raportul de angrenare, u = i^I.

d. Unghiul dintre axele roţilor, Σ = 90^o şi se determină semiunghiurile, , , (fer. AEV-C.2.1)

e. Numărul de angrenaje identice în paralel, χ =1.

f. Durata de funcţionare, L_h [ ore ].

g. Tipul danturii: curbă (arc de cerc, eloidă)

h. Condiţii de funcţionare: tipul maşinii motoare, tipul instalaţiei antrenate, temperatura, caracteristicile mediului în care funcționează (umiditate, variaţii de temperatură, poluare cu praf, impurităţi etc.).

i. Condiţii ecologice: utilizarea de materiale şi tehnologii eco, reciclarea materialelor, protecţia vieţii.

Predimensionarea angrenajelor conice se va face prin parcurgerea algoritmului din cap. AEV-P.2 (subcap.: AEV-P.2.1, AEV-P.2.2 şi AEV-P.2.3). Aplicaţii practice de predimensionare: cap. AEV-A.2.1 (subcap.: AEV-A.2.1.1, AEV-A.2.1.2 şi AEV-A.2.1.3), pentru un angrenaj conic cu dantură dreaptă şi cap. AEV-A.2.2 (subcap.: AEV-P.2.2.1, AEV-P.2.2.2 şi AEV-P.2.2.3) pentru un angrenaj conic cu dantură curbă.

Obs. Pentru roţile angrenajului se va adopta materialul ales în subcap. TRD-P.1.2.2.

Tab. AEV-P.1.2.4.2 Rezultatele calculului de predimensionare a angrenajului conic (I)

Date despre materilal:

- marca;

- caracteristici mecanice, rezistenţele la rupere şi la curgere σ_r [MPa0, σ₀₂ [MPa];

- tratament termic şi durităţile.

Date despre angrenaj:

- modulul frontal exterior m_e [mm];

- diametrele cercurilor de divizare exterioare d_e1,2 [mm], d_e1,2 [mm];

- lungimea generatoarei conului exterior R_e [mm];

- lăţimea danturii b [mm]

Date despre roţi:

- pinionul, de obicei la reductoare conice, are gabaritulradial redus şi este corp comun cu arborele;

- roata are dimensiuni radiale mari şi, de obicei, se poate are trei zone: coroană dinţată, disc (cu sua fără găuri de uşurare) şi butuc

Date despre arbori:

- diametrul arborelui pinionului din predimensionare,

[mm];

- diametrul arborelui roţii din predimensionare

[mm]

Fig. AEV-P.1.2.4.1 Schema cinematică a angrenajului conic

Fig. AEV-P.1.2.4.2 Formele roţilor dinţate conice: a – pinion corp comun cu arborele; b – roată

TRD-P.1.2.4.2 PREDIMENSIONAREA ANGRENAJULUI CILINDRIC

Definirea problemei de proiectare a angrenajului cilindric (II)

Fig. AEV-P.1.1 Schemă funcţională a angrenajului cilindric

Date iniţiale

a. Turaţia la intrare (pinion), n₁ = n₂ [rot/min].

b. Momentul de torsiune la intrare (pinion), M_t1 (T₁) = M_t2 [Nmm]

c. Raportul de angrenare, u = i^II .

d. Durata de funcţionare, L_h [ore].

e. Numărul de angrenaje identice în paralel, χ = 1.

f. Tipul danturii danturii: înclinată.

g. Parametri geometrici impuşi (opţional): standardizarea distanţei dintre axe;

h. Condiţii de funcţionare: tipul transmisiei în care se integrează, tipul maşinii motoare, tipul instalaţiei antrenate, temperatura de lucru, caracteristicile mediului în care funcționează).

i. Condiţii ecologice (utilizarea de materiale şi tehnologii eco, reciclarea materialelor, protecţia vieţii)

Predimensionarea angrenajelor cilindrice se va face prin parcurgerea algoritmului din cap. AEV-P.1 (subcap.: AEV-P.1.1, AEV-P.1.2 şi AEV-P.1.3). Aplicaţii practice de predimensionare: cap. AEV-A.1.1 (subcap.: AEV-A.1.1.1, AEV-A.1.1.2 şi AEV-A.2.1.3), pentru un angrenaj cilindric cu distanţa dintre axe neimpusă şi cap. AEV-A.1.2 (subcap.: AEV-P.1.2.1, AEV-P.1.2.2 şi AEV-P.1.2.3) pentru un angrenaj cilindric cu distanţa dintre axe neimpusă (numai când se impune din condiţii de gabarit).

Tab. AEV-P.1.3.3 Schema cinematică. Formele pinionului şi roţii cilindrice

Date despre materilal:

- marca;

- caracteristici mecanice, rezistenţele la rupere şi la curgere σ_r [MPa0, σ₀₂ [MPa];

- tratamentul termic şi durităţile;

Date despre angrenaj:

- tipul danturii;

- unghiul de înclinare a danturii β[^o];

- numerele de dinţi z₁, z₂;

- factorii deplasărilor x_n1, x_n2;

- modulul normal m_n [mm];

- diametrele cercurilor de rostogolire exterioare d_w1 [mm], d_w2 [mm];

- lăţimea danturii b [mm]

Date despre formele roţilor:

- pinionul;

- roata;

Date despre arbori:

- diametrul arborelui pinionului din predimensionare,

[mm];

- diametrul arborelui roţii din predimensionare

[mm]

Fig. TRD-P.1.3.1 Schemă cinematică a angrenajului cilindric

Fig. TRD-P.1.3.2 Formele roţilor dinţate cilindrice: a – pinionul, corp comun cu arborele intermediar; b – roata

TRD-P.1.2.4.3 SCHEMA CINEMATICĂ

Schema cinematică a reductorului conic se realizează la scara 1:1 şi oferă o imagine grafică de ansamblu a viitorului reductor (fig. TRD-P.1.2.4.3.1). Deoarece, de obicei, la proiectare numărul parametrilor independenţi este mult mărit în raport cu numărul relaţiilor de calcul este dificil să se obţină o structură optimă (volum şi greutate minime), în practică se face o analiză a schemei cinematice conform tab. TRD-P.1.2.4.3.1, urmărind optimizarea calitativă pentru eliminarea, pe de-o parte, a situaţiilor iraţionale şi/sau imposibile tehnic şi, pe de altă parte, o proporţionare judicioasă care să conducă la un volum minim.

Fig. TRD-P.1.2.4.3.1 Schema cinematică personalizată a reductorului conico-cilindric

Tab. TRD-P.1.2.4.3.1 Aspecte de urmărit pentru optimizarea calitativă a schemei cinematice

Zona (fig. TRD-P.1.2.4.3.1	Situaţia posibilă	Incovenientul	Remedierea incovenientului prin calcul	Soluţia constructivă
A	d_e1 << d_A1	Structura arbore-pinion conic iraţională tehnic	Se vor verifica şi/sau modifica calculele de predimensionare ale arborlui de intrare şi angrenajului (posibil şi cu realegerea materialelor sau/şi tratamentelor termice)	-
	d_e1 (0,9…2) d_A1	-	-	Pinionul se va executa corp comun cu arborele
	d_e1 >> d_A1	La diferenţe mult mărite structura reductorului poate fi neoptimă	Se va modifica împărţirea raportului de transmitere total pe trepte (raportul de transmitere al treptei I se va micşora) şi se vor reface calculele de predimensionare	Pinionul se va executa ca element separat
B	d_w1 << d_A2	Structura arbore-pinion cilindric iraţională tehnic	Se vor verifica şi/sau modifica calculele de predimensionare ale arborlui şi angrenajului (posibil şi cu realegerea materialelor sau/şi tratamentelor termice)	-
	d_w1 (0,9…1,5) d_A2	-	-	Pinionul se va executa corp comun cu arborele
	d_w1 >> d_A2	La diferenţe mult mărite structura reductorului poate fi neoptimă	Se va modifica împărţirea raportului de transmitere total pe trepte (raportul de transmitere al treptei I se va mări) şi se vor reface calculele de predimensionare	Pinionul se va executa ca element separat
C	C₁ 0	Cele două pinioane interferă		-
D	D₁ 0	Roata conică interferă cu arborele de ieşire	Se va modifica împărţirea raportului de transmitere total pe trepte (raportul de transmitere al treptei I se va micşora) şi se vor reface calculele de predimensionare	-
D	D₁>> 0	Structură neoptimă a reductorului (dimensiunea D₁ prea mare)	Se va modifica împărţirea raportului de transmitere total pe trepte (raportul de transmitere al treptei I se va mări) şi se vor reface calculele de predimensionare	-

TRD-P.1.2.5 VERIFICAREA (DIMENSIONAREA) ANGRENAJELOR

TRD-P.1.2.5.1 VERIFICAREA (DIMENSIONAREA) ANGRENAJULUI CONIC

Verificarea angrenajului conic predimensionat mai sus şi, eventual, dimensionarea acestuia (în cazul în care calculul de verificare nu este îndeplinit) se va face prin continarea parcurgerii algoritmului din cap. AEV-P.2 subcap. AEV-P.2.4 şi AEV-P.2.6. Ca urmare a parcurgerii subcap. AEV-P.2.4 pentru proiectare se vor reţine:

- elementele geometrice de proiectare constructivă şi tehnologică, (fig. TRD-A.1.2.5.1.1);

- viteza periferică în polul angrenării din secţiunea mediană;

- treapta de precizie asociată procedeului de prelucrare;

- rugozităţile flancurilor active şi suprafeţelor de racordare;

- tipul lubrifiantului şi vâscozitatea;

- durităţile flancurilor şi miezului dinţilor roţilor, tensiunile maxime de contact şi încovoiere, factorii de siguranţă la cele două solicitări (contact şi încovoiere);

- forţele din angrenaj (fig. TRD-A.1.2.5.1.2).

Fig. TRD-P.1.2.5.1.1 Elemente geometrice ale angrenajului conic şi roţilor acestua pentru proiectare: a – date de intrare;

b – rezultate

Fig. TRD-P.1.2.5.1.2 Date de intrare şi rezultate pentru calculul forţelor din angrenajul conic (se va calcula pentru cele două sensuri de rotaţie)

În final, se va face verificarea angrenajului conic cu pachetul MDESIGN (v. subcap. AEV-A.2.1.6, pentru un angrenaj conic cu dantură dreaptă).

TRD-P.1.2.5.2 VERIFICAREA (DIMENSIONAREA) ANGRENAJULUI CILINDRIC

Verificarea angrenajului cilindric predimensionat mai sus şi, eventual, dimensionarea acestuia (în cazul în care calculul de verificare nu este îndeplinit) se va face prin continarea parcurgerii algoritmului din cap. AEV-P.1, subcap. AEV-P.1.4 şi AEV-P.1.6. Ca urmare a parcurgerii subcap. AEV-P.1.4 pentru proiectare se vor reţine:

- elementele geometrice de proiectare constructivă şi tehnologică, (fig. TRD-A.1.2.5.2.1);

- viteza periferică în polul angrenării;

- treapta de precizie asociată procedeului de prelucrare;

- rugozităţile flancurilor active şi suprafeţelor de racordare;

- tipul lubrifiantului şi vâscozitatea;

- durităţile flancurilor şi miezului dinţilor roţilor, tensiunile maxime de contact şi de încovoiere, factorii de siguranţă la cele două solicitări (contact şi încovoiere);

- forţele din angrenaj (fig. TRD-A.1.2.5.1.2).

Fig. TRD-P.1.2.5.2.1 Elemente geometrice ale angrenajului cilindric şi roţilor acestua pentru proiectare: a – date de intrare; b – rezultate

Fig. TRD-P.1.2.5.2.2 Date de intrare şi rezultate pentru calculul forţelor din angrenajul cilindric

În final, se va face verificarea angrenajului conic cu pachetul MDESIGN (v. subcap. AEV-A.1.1.6, pentru angrenaje cilindrice cu distanţa dintre axe neimpusă).

TRD-P.1.2.6 PROIECTAREA DE ANSAMBLU

Proiectarea de ansamblu, în general, presupune activităţi succesive de concepţie şi/sau adoptare soluţii constructive, de calcul (predimensionare, dimensionare şi/verificare) şi de reprezentare grafică în desenul de ansamblu. Astfel, desenul de ansamblu (de obicei, realizat la scară) în evoluţie spre forma finală sintetizează grafic toate rezulzatele anterioare şi devine sursă de date pentru etapele viitoare.

Pentru cazul proiectării desenului de ansamblu al reductorului conico-cilindric la această etapă se impune configurarea (modelarea) 3D a elementelor care sintetizează grafic calculele şi soluţiile anterioare. La elaborarea modelelor 3D se vor adopta formele cvasifinale ale roţilor dinţate, arborilor, rulmenţilor şi a unor părţi ale unor elemente auxiliare (distanţiere, carcase, elemente de asamblare etc.).

Pentru modelarea grafică în mediul CATIA, parcurgând etapele de mai jos, se vor urmări documentele suport postate la adresa Documentaţie pentru modelare grafică în CATIA (se va parcurge etapele indicate în fişierul Algoritmul de modelare reductor.docx).

TRD-P.1.2.6.1 PROIECTAREA FORMELOR ROŢILOR

Aspecte generale privind proiectarea formelor roţilor dinţate cilindrice şi conice sunt prezentate în cap. AEV-P.1 (sucap. AEV-P.1.3.2, tab. AEV-P.1.3.2.2) şi sucap. AEV-P.1.5) şi, respectiv, AEV-P.2 (sucap. AEV-P.2.3.2 tab. AEV-P.2.3.2.2 şi sucap. AEV-P.2.5).

TRD-P.1.2.6.2 PRECONFIGURAREA ARBORILOR ŞI ALEGEREA RULMENŢILOR ŞI MONTAJELOR ACESTORA

Deoarece în cazul reductoarelor de uz general dimensiunile capetelor arborilor de intrare şi de ieşire (fig. TRD-P.1.2.6.2.1,a,c) trebuie să asigure interschimbabilitatea elementelor (roţi de curea, roţi dinţate etc.) şi subansamblelor (cuplaje) care se montează pe acestea se impune considerarea paramatrilor acestora (diametrul şi lungimea) conform STAS8724/2 (v. fer. ARD-P.5)

Arborii reductoarelor de turaţie au, în general, diametre mari şi lungimi între reazeme mici (raportul l/d < 10) şi deci, deoarece au rigiditate flexională (la încovoiere) mărită au şi deformaţii elastice (rotiri) în reazeme (lagăre) reduse. Ca urmare, de obicei, se folosesc rulmenţi radiali cu bile şi/sau a celor cu role (conice sau cilindrice).

Deşi încărcările (forţele radiale şi axiale) sunt diferite, frecvent, din considerente de tehnologicitate se adoptă pentru lagărele arborilor rulmenţi identici care conduc la alezaje identice în carcasă mai uşor de executat decât dacă s-ar fi considert cu diametre diferite.


a	b	c
*Fig. TRD-P.1.2.6.2.1* Preconfigurarea arborilor: a – de intrare; b – intermediar; c – de ieşire

Pentru lagărele arborilor pe care sunt montate roţi cu dantură cilindrică caz în care, teoretic, apar forţe axiale reduse se pot adopta lagăre cu rulmenţi radiali cu bile (fer. RUL-P.1.1) sau cu role cilindrice (fig. TRD-P.1.2.6.2.1,c). În cazul în care dantura este înclinată cu valori mărite ale unghiului β se pot adopta şi rulmenţi radial-axiali cu bile.

În cazul lagărelor arborilor pe care se montează roţi dinţate conice se adoptă, ţinând cont de încărcarea axială, rumenţi radial-axiali cu bile (fer. RUL-P.1.2) sau, la forţe axiale mai mari, cu role conice (fer. RUL-P.1.3). Aceşti rulmenţi preiau forţele axiale mari respectiv foarte mari în ambele sensuri fiind montaţi câte unul în fiecare lagăr (fig. TRD-P.1.2.6.3.1,a pentru rulmenţi radiali axiali cu cu bile; fig. TRD-P.1.2.6.3.1,b pentru rulmenţi radiali axiali cu role conice) sau amândoi într-un lagăr caz ce implică ca celălat lagăr să includă un rulment radial (fig. TRD-P.1.2.6.3.1,c). În ambele situaţii cei doi rulmenţi radial-axiali formează montaje în X sau în O (v. cap. RUL-T, tab. RUL-T.4.10) În cazul montării în consolă a pinioanelor conice puternic încărcate se impune o construcţie mai robustă pentru lagărul din aproprierea pinionului (fig. TRD-P.1.2.6.3.1,c) deoarece acesta este încărcat cu forţe radiale mai mari.

Montajele cu rulmenţi trebuie să realizeze fixarea radială şi axială în ambele sensuri fără a induce forţe suplimentare în rulmenţi, să permită dilataţiile termice în cazul variaţiilor mari de temperatură şi să permită reglarea cu uşurinţă a jocurilor din rulmenţi şi a angrenajelor.

Recomandări de alegere a dimensiunii de montaj a rulmenţilor (d, diametrul alezajului): d_R1,3 > d_A1,3+ (8...12) mm, pentru arborii de intrare şi de ieşire (tronsoanele de sub rulmenţi sunt solicitate la torsiune şi momentele de încovoiere pot fi mărite), d_R2 ≤ d_A2, pentru arborle intermediar (tronsoanele de sub rulmenţi nu sunt solicitate de momentul de torsiune şi momentele de încovoiere sunt reduse în zonele de rezemare).

Recomandare de alegere seriei de dimensiuni a rulmenţilor (B, lăţimea şi D, diametrul exterior): din considerente de optimizare a proiectării se vor alege rulmenţi din seria mijlocie de dimensiuni.


a	b	c	d
*Fig. TRD-P.1.2.6.2.2* Tipurile rulmenţilor folosiţi frecvent pentru lagărele reductoarelor conico-cilindrice: a – radial-axial cu bile; b – radial-axial cu role conice; c – radial cu bile; c – radial cu role cilindrice

TRD-P.1.2.6.3 ÎNTOCMIREA DESENULUI DE ANSAMBLU

În fig. TRD-P.1.2.6.3.1 se prezintă trei variante constructive ale reductoarelor conico-cilindrice (secţiunea principală) în care se evidenţiază componentele principale: arborele de intrare (A₁) solidar cu pinionul conic (1^I), arborele de intermediar (A₂) solidar cu pinionul cilindric (1^II), arborele de ieşire (A₃), roata conică (2^I), roata cilindrică (2^II), rulmenţii lagărelor arborelui de intrare (R₁), rulmenţii lagărelor arborelui intermediar (R₂), rulmenţii lagărelor arborelui de ieşire (R₃). Valorile cotelor marcate cu roşu se pot adopta conform recomandărilor din tab. TRD-P.1.2.6.3.1. Alte soluţii constructive cu poziţii ale axelor arborilor în plane diferite sunt prezentate în TRD-S.2.2 (reductoare conico-cilindrice orizontale), TRD-S.2.3 (reductoare conico-cilindrice orizontal-verticale), TRD-S.2.4 (reductoare conico-cilindrice vertical-orizontale), TRD-S.2.5 (reductoare conico-cilindrice verticale).

Fig. TRD-P.1.2.6.3.1 Desen de ansamblu – secţunea principală: a varianta cu montaje cu rulmenţi radial-axiali cu bile şi cu rulmenţi radiali cu bile; b – varianta cu montaje cu rulmenţi radial-axiali cu role conice; c – varianta cu montaje cu rulmenţi radial-axiali cu role conice şi radial cu role role cilindrice

Tab. TRD-P.1.2.6.3.1 Recomandări privind valorile parametrilor constructivi din desenul de ansamblu - secţiunea principală

Parametrul	Denumire	Valoarea recomandată	Observaţii
g₁, g₃	Grosimea peretelui flanşei paharului/capacului	5…8 mm	Se adoptă din considerente tehnologice; valori mici pentru forţe axiale reduse; valori mari pentru forţe axiale mărite
g₂	Lăţimea flanşei capacului	12…17 mm	Se adoptă în funcţie de dimensiunea filetului şurubului de fixare; pentru şuruburi de M6 se adoptă valori inferioare; pentru şuruburi de M8 se adoptă valori superioare
g₄	Grosimea peretelui carcasei	6…9 mm	Se determină în funcţie de procedeul tehnologic de obţinere a carcasei; valoarea recomandată este pentru carcasele din oţel turnate
g₅	Grosimea ramelor de rigidizare din zona lagărelor	20…30 mm	Se determină din considerente al gabaritului impus de dimensiunile piuliţei sau capului şurubului precum şi de acces a cheii de strângere a acestora
g₆	Înălţimea proeminenţei de aşezare a capacului	2…4 mm	Se adoptă din considerente tehnologice privind prelucararea prin aşchiere a suprafeţelor de aşezare a flanşelor capacelor
x₁, y₁	Distanţa umărului arborelui de intrare faţă de capac	6…10 mm	Se adoptă din considerente de asigurare a montajului elementelor (roţi de curea, semicuplaje) pe arbore fără ca acestea să intre în coliziune cu capetele şuruburilor de fixare a capacelor
x₂	Distanţa dintre rulmenţii lagărelor arborelui de intrare	(2…2,5)d_R1	Se adoptă din considerente de optimizare constructivă şi de solicitare; distanţe reduse conduc la încărcări radiale mărite; la distanţe mărite forţele radiale sunt reduse dar creşte gabaritul
x₃	Distanţa de poziţionare a paharului	0…4 mm	Se adoptă din considerente împiedicare a uleiului de pătrundere la rulmentul lagărului adiacent
x₄	Distanţa pinionulu conic faţă de lagăr	3…5 mm	Se adoptă din considerente de ungere corespunzătoare a angrenajului conic
x₅	Distanţa de la roata cilindică carcasă	8…12 mm	Se adoptă din considerente gabaritului redus dar şi de ungere corespunzătoare a angrenajului cilindric
y₂, y₄	Distanţa de la roţi la carcasă	8…12 mm	Se adoptă din considerente gabaritului redus dar şi de ungere corespunzătoare a angrenajelor
y₃	Distanţa dintre roţi	8…12 mm
y₅	Distanţa de aliniere a rulmenţilor faţă de interiorul carcasei	2…5 mm	Se adoptă din considerente de ungere corespunzătoare a rumenţilor

TRD-P.1.2.7 CALCULUL ARBORILOR

TRD-P.1.2.7.1 SCHEMELE DE CALCUL ALE ARBORILOR

Schemele de calcul ale aborilor reductorului conico-cilindric sunt prezentate în tab. TRD-P.1.2.7.1.1, TRD-P.1.2.7.1.2 şi TRD-P.1.2.7.1.3.

Tab. TRD-P.1.2.7.1.1 Schema de calcul a arborelui de intrare

*Fig. TRD-P.1.2.7.1.1* Schema de încărcare a arborelui de intrare	Formele şi dimensiunile tronsoanelor
	Tronsoanele cilindrice cu secţiune plină: 1 (cap de arbore STAS), 2 (suprafaţa de etanşare, fer. ETN-P.1, 3 (suprafaţă filetată pentru piuliţa canelată pentru rulmenţi fer. AFS-P.7, cu şaibă de siguranţă fer. AFS-P.8, 4 (tronson montare rulment adoptat), 5 (tronson cu diametrul mai mic decât al rulmentului), 6 (tronson montare rulment adoptat), 7 (tronson cu umăr de fixare axială), 8 (se consideră ca cilindriu cu diametrul egal cu diametrul mediu al pinionului conic); dimensiunile tronsoanelor (diametrul şi lungimea) se vor prelua din desenul de ansamblu
	Formele şi dimensiunile concentratorilor de racordare
	Racordare simplă (fer. ARD-P.7.1): 1-2, 2-3, 4-5, 5-6, 7-8;
	Racordare de rectificare (fer. ARD-P.7.3 şi fer. ARD-P.7.2): 6-7
	Racordare pentru prelucrare filet şi canal pentru şaiba de siguranţă (fer. ARD-P.7.5): 3-4
	Formele şi dimensiunile concentratorilor de suprafaţă
	Canal de pană (fer. APP-P.1.1) pe tronsonul 1
	Filet metric (fer. AFS-P.1) pe tronsonul 3
	Tipurile şi poziţiile reazemelor
	Reazemul A: articulaţie spaţială (deplasările radiale în direcţiile Y, Z şi axială X, nule); poziţionare în punctul determinat de intersecţia normalelor la căile de rulare cu axa arborelui (fer. ARD-P.3), cota a corespunde rulmentului ales (fig. TRD-P.1.2.6.2.2)
	Reazemul B: reazem simplu (deplasările radiale în direcţiile Y şi Z nule); poziţionare în punctul determinat de intersecţia normalelor la căile de rulare cu axa arborelui (fer. ARD-P.3), cota a corespunde rulmentului ales (fig. TRD-P.1.2.6.2.2)
	Valorile şi poziţiile forţelor şi momentelor la nivelul axei arborelui
	Forţe transversale în direcţiile Z şi Y: şi, respectiv, (fig. TRD-P.1.2.5.1.2); se poziţionează axial la mijlocul danturii (fer. ARD-P.1); F_re(opţional, când se ia în considerare încărcarea exterioară cu forţă radială)
	Forţa axială în direcţia X: (fig. TRD-P.1.2.5.1.2); se poziţionează axial la mijlocul danturii (fer. ARD-P.1)
	Momentul de torsiune, ; se va verifica dacă valoarea obţinută este egală cu valoarea momentului de torsiune de la nivelul arborelui de intrare (A₁) determinat în subcap. TRD-P.1.2.3
	Momentul de încovoiere,

Tab. TRD-P.1.2.7.1.2 Schema de calcul a arborelui de intermediar

Fig. TRD-P.1.2.7.2 Schema de încărcare a arborelui de intermediar

Formele şi dimensiunile tronsoanelor

Tronsoanele cilindrice cu secţiune plină: 1 (tronson de montare a rulmentului adoptat); 2 (tronson cu umăr de fixare axială); 3 (se consideră cilindric cu diametrul egal cu diametrul de picior al pinionului cilindric), 4 (tronson cu umăr de fixare axială); 5 (tronson de montare roată conică), 6 (tronson de montare a rulmentului adoptat); dimensiunile tronsoanelor (diametrul şi lungimea) se vor prelua din desenul de ansamblu

Formele şi dimensiunile concentratorilor de racordare

Racordare simplă (fer. ARD-P.7.1): 2-3, 3-4, 5-6

Racordare de rectificare (fer. ARD-P.7.3 şi fer. ARD-P.7.2): 1-2, 4-5

Formele şi dimensiunile concentratorilor de suprafaţă

Canal de pană (fer. APP-P.1.1) pe tronsonul 5

Tipurile şi poziţiile reazemelor

Reazemul A: articulaţie spaţială (deplasările radiale în direcţiile Y şi Z şi axială X nule); poziţionare în punctul determinat de intersecţia normalelor la căile de rulare cu axa arborelui (fer. ARD-P.3), cota a corespunde rulmentului ales (fig. TRD-P.1.2.6.2.2)

Reazemul B: articulaţie spaţială (deplasările radiale în direcţiile Y şi Z şi axială X nule); poziţionare în punctul determinat de intersecţia normalelor pe căile de rulare cu axa arborelui (fer. ARD-P.3), cota a corespunde rulmentului ales (fig. TRD-P.1.2.6.2.2)

Valorile şi poziţiile forţelor şi momentelor la nivelul axei arborelui

Forţele transversale în direcţia Z: şi (fig. TRD-P.1.2.5.1.2); se poziţionează axial la mijlocul danturii (fer. ARD-P.1)

Forţele transversale în direcţia Y: şi (fig. TRD-P.1.2.5.1.2); se poziţionează axial la mijlocul danturii (fer. ARD-P.1)

Forţele axiale: (fig. TRD-P.1.2.5.1.2 ); se poziţionează axial la mijlocul danturii (fer. ARD-P.1)

Momentul de torsiune, ; se va verifica dacă valoarea obţinută este egală cu valoarea momentului de torsiune la nivelul arborelui intermediar (A₂) determinat în subcap. TRD-P.1.2.3

Momentele de încovoiere, şi

Obs. În fer. TRD-P.1 se prezintă schemele de încărcare a arborelui intermediar al reductoarelor conico-cilindrice HH, HV, VH şi VV.

Tab. TRD-P.1.2.7.1.3 Schema de calcul a arborelui de ieşire

*Fig. TRD-P.1.2.7.3* Schema de încărcare a arborelui de ieşire	Formele şi dimensiunile tronsoanelor
	Tronsoanele cilindrice cu secţiune plină: 1 (cap de arbore STAS), 2 (suprafaţa de etanşare, fer. ETN-P.2, 3 (tronson montare rulment adoptat), 4 (tronson de trecere), 5 (tronson montare roată dinţată cilindrică), 6 (tronson cu umăr de fixare axială a roţii), 7 (tronson cu umăr de fixare axială a rulmentului) , 8 (tronson montare rulment adoptat); dimensiunile tronsoanelor (diametrul şi lungimea) se vor prelua din desenul de ansamblu
	Formele şi dimensiunile concentratorilor de racordare
	Racordare simplă (fer. ARD-P.7.1): 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 6-7
	Racordare de rectificare (fer. ARD-P.7.3 şi fer. ARD-P.7.2): 5-6; 7-8
	Formele şi dimensiunile concentratorilor de suprafaţă
	Canal de pană (fer. APP-P.1.1), pe tronsoanele 1 şi 5
	Tipurile şi poziţiile reazemelor
	Reazemul A: reazem simplu (deplasările radiale în direcţiile Y şi Z nule); poziţionare în punctul determinat de intersecţia normalelor la căile de rulare cu axa arborelui (fer. ARD-P.3), cota B corespunde rulmentului ales (fig. TRD-P.1.2.6.2.2)
	Reazemul B: articulaţie spaţială (deplasările radiale în direcţiile Y, Z şi axială X, nule); poziţionare în punctul determinat de intersecţia normalelor la căile de rulare cu axa arborelui (fer. ARD-P.3), cota B corespunde rulmentului ales (fig. TRD-P.1.2.6.2.2)
	Valorile şi poziţiile forţelor şi momentelor la nivelul axei arborelui
	Forţa transversală în direcţie Z, (fig. TRD-P.1.2.5.1.2 ); se poziţionează axial la mijlocul danturii (fer. ARD-P.1)
	Forţa transversală în direcţie Y, (fig. TRD-P.1.2.5.1.2 ); se poziţionează axial la mijlocul danturii (fer. ARD-P.1)
	Forţa axială în direcţia X: (fig. TRD-P.1.2.5.1.2 ); se poziţionează axial la mijlocul danturii (fer. ARD-P.1)
	Momentul de torsiune, ; se va verifica dacă valoarea obţinută este egală cu valoarea momentului de torsiune de la nivelul arborelui de ieşire (A₃) determinat în subcap. TRD-P.1.2.3
	Momentul de încovoiere,

TRD-P.1.2.7.2 VERIFICAREA (DIMENSIONAREA) ARBORILOR

Verificarea modelelor de mai sus se va face cu pachetul MDESIGN conform exemplelor: subcap. ARD-A.1.6, pentru arborele de intrare al unui reductor cilindric într-o treaptă; subcap. ARD-A.2.6, pentru arborele intermediar al unui reductor cilindric în două trepte.

Pentru evidenţierea forţelor şi planelor în care acţionează forţele şi momentele pecum şi a unor parametri geometrici, în fer. TRD-P.1 se prezintă, ca exemple, schemele de încărcare a arborelui intermediar al reductoarelor conico-cilindrice HH, HV, VH şi VV.

TRD-P.1.2.8 CALCULUL RULMENŢILOR

Pornind de la faptul că la proiectarea arborilor s-au adoptat tipurile lagărelor şi rulmenţii acestora, în cadrul aceastei etape, se impune verificarea rulmenţilor adoptaţi prin parcurgerea algoritmului de proiectare din cap. RUL.P.1 şi/sau a aplicaţiei RUL.A.1. Pentru elaborarea schemei de încărcare a rulmenţilor se vor utiliza valorile forţelor din reazeme obţinute la calculul arborilor.

În cazul în care verificarea după capacitatea dinamică cu luarea în considerare a duratei de funcţionare şi turaţiei arborelui nu se îndeplineşte se impune readoptarea rulmentului in primă fază, considerând seria de dimeniuni imediat superioară, şi, dacă nici în acest caz nu verifică, se va adopta un rulment cu portanţă mărită (de ex. dacă, iniţial a fost adoptat rulment radial cu bile şi nu se îndeplineşte condiţia de verificare se va adopta un rulment radial-axial cu bile, cu aceaşi dimensiune a alezajului interior, care are capacitatea dinamică de catalog mai mare).

TRD-P.1.2.9 CALCULUL ASAMBLĂRILOR ARBORE-BUTUC

Asamblările arbore-butuc cu pene paralele adoptate în cadrul etapei de configurare a roţilor şi arborilor se vor verifica prin parcurgerea algoritmului de proiectare AAB-P.1.1 şi a aplicaţiei AAB-A.1.1.

TRD-P.1.2.10 PROIECTAREA CARCASELOR

Carcasele reductoarelor de turaţie au rolul, pe de-o parte, de a asigura poziţia relativă a lagărelor arborilor şi, deci, de a prelua forţele care apar în angrenajele din interior şi, pe de altă parte, de a asigura un mediu de ungere cu o baie de ulei în carcasa inferioară.

De obicei, reductoarele de turaţie din considerente privind posibilitatea de asamblare a elementelor din interior (roţi dinţate, rulmenţi, arbori etc.) au carcasa este un subansamblu (fig. TRD-P.1.2.11.1) compus din unul sau mai multe componente cu forme şi dimensiuni care asigură tehnologicitate şi productiviate mărite.

Fig. TRD-P.1.2.11.1 Structura constructivă a subansamblului carcasă al unui reductor cilindric cu o treaptă

Recomandări pentru proiectarea caracselor reductoarelor:

a. Reductoarele orizontale (cu toate axele arborilor în plan orizontal), de obicei, au subansamblu carcasă format din carcasă inferioară şi carcasa superioară, planul de separaţie dintre acestea, fiind determinat de axele arborilor; baza de aşezare a carcasei inferioarela fundaţie este paralelă cu planul de separaţie, de asemenea, în plan orizontal.

b. Reductoarele verticale au subansamblul carcasă format din mai multe părţi, carcasă inferioară, carcasă superioară şi una sau mai multe carcase intermediare; planele de separaţie dintre acestea conţin o axă sau mai multe axe ale arborilor pe care se sprijină roţile angrenajelor sunt paralele cu planul bazei,orizontal.

c. Carcasele pentru asigurarea unei rigidităţi mărite în zona lagărelor dar şi pentru a permite asamblarea în subansamblu carcasă au rame îngroşate şi nervuri de rigidizare; în zonele paralele cu axele alezajelor pentru rulmenţi ramele caracselor sunt mult mai subţiri. Alezajele pentru rulmenţii fiecărui arbore sunt identice, şi din considerente de tehnologicitate mărită privind realizarea concentricităţii se prelucrează din aceaşi trecere a sculelor de prelucrare.

d. Carcasele inferioare sunt prevăzute cu tălpi de fixare la fundaţie cu bosaje şi alezaje pentru sistemul de urmărire a nivelului uleiului şi pentru buşonul de golire; suprafaţă inferioară se execută cu o înclinare (2^o …3^o) spre gaura buşonului de golire.

e. Carcasele superioare sunt prevăzute cu un locaş de vizitare, de obicei, pătrat sau dreptunghiular, cu urechi de ridicare sau găuri în care se montează inele de ridicare pentru a transporta reductorul cu utilaje specifice; în plus, unele variante constructive sunt prevăzute, la partea superioară, cu găuri filetate în care se montează buşoane de aerisire.

f. Asamblarea carcaselor reductoarelor se realizeză prin intermediul unor şuruburi sau prezoane montate cu joc care pentru rigidizare şi asigurarea etanşeităţii în zona planului de separaţie sunt asamblate cu prestrângere; pentru menţinerea aceleeaşi poziţii relative a perechilor de carcase asamblate se utilizeză câte două ştifturi de centrare, care în vederea asigurării unei precizii mărite de poziţionare sunt montate la distanţa maxim posibilă. Fluxul tehnologic de obţinere a subansamblului carcasă are următoarele etape: prelucrarea (frezare şi, eventual, rectificare) suprafeţei de aşezare pe fundaţie a carcasei inferioare şi a suprafeţelor de separţie cu respectarea condiţiilor de planeitate şi calitatea suprafeţei; prelucrarea găurilor de trecere şi filetate pentru şuruburile de fixare şi ştifturile de centare; asamblarea celor două carcase prin montarea ştifturilor de poziţionare şi strângerea şuruburilor de fixare; prelucrarea în stare asamblată a alezajelor pentru rulmenţi şi a suprafeţelor de aşezare a capacelor.

g. Pentru evitarea solicitărilor suplimentare de încovoiere care ar putea să apară în tija şurubului (prezonului) este necesar asigurarea perpendicularităţii dintre suprafaţa de aşezare a capului şurubului sau piuliţei şi axa şurubului (prezonului) şi deci în acest scop aceste suprafeţe se vor prlucra prin aşchiere sub formă de lamaje sau bosaje.

TRD-P.1.2.11 PROIECTAREA SUBSISTEMELOR DE UNGERE ŞI ETANŞARE

TRD-P.1.2.11.1 Proiectarea subsistemului de ungere (subcap. ETB-4.3)

Tab. TRD-P.1.2.11.1 Model simplificat pentru calculul termic

Fig. TRD-P.1.2.11.1 Schema de calcul termic

Din ecuaţia de echilibru termic,

(TRD-P.1.2.11.1)

rezultă relaţia de calcul a temperatura uleiului,

(TRD-P.1.2.11.2)

în care, t₀ este temperatura maximă a mediului ambiant în care funcţionează reductorul (uzual, t₀ = (18 … 25) ^oC); P_i [kW] – puterea la arborele de intrare al reductorului; η_R – randamerntul reductorului (subcap. TRD-P.1.2.3); λ – factorul transmiterii căldurii de la carcasă la aer (λ = (8…12) W/m² ^oC, pentru o circulaţie slabă a aerului în zona reductorului); S_e = 1,2…1,3 S [m²] – suprafaţa exterioară a reductorului cu S suprafaţa teoretică (factorul 1,2 ia în considerare nervurile de rigidizare şi ramele de asamblare; t_a – temperatura de lucru admisibilă a uleiului (t_a = (60…70) ^oC); P_e - puterea la arborele de ieşire al reductorului; Q – căldura generată de frecările din interior şi evacuată spre exterior.

Obs. Situaţii practce posibile:

a. Respectarea inegalităţii (TRD-P.1.2.11.2) conduce la un sistem de ungere prin barbotare.

b. Nerespectarea inegalităţii (TRD-P.1.2.11.2) implică următoarele variante: mărirea suprefeţei exterioare a reductorului prin nervurare; adoptarea unui sistem de ventilare exterior; adoptarea unui sistem de răcire a uleiului.

Tab. TRD-P.1.2.11.2 Ungerea prin barbotare (imersare)

Fig. TRD-P.1.2.11.2 Schema de ungere prin imersare (barbotare)

Recomandări practice:

a. Pentru v ≤ 15 m/s se utilizează ungerea prin imersare (barbotare); adâncimea de imersare a unei unei roţi în ulei (1..2)m < h < (6…8)m (m este modulul danturii) sau, uzual, 10 mm ≤ h < 1/3 din raza roţii (fig. TRD-P.1.2.11.2). Distanţa de la roată la fundul băii de ulei (3…4)δ ≤ H < (5…7)δ cu δ grosimea peretelui carcasei (uzual, δ = 7…8 mm). Roata conică trebuie să se afle în ulei pe toată înăţimea din secţiunea exterioară a dintelui.

b. Pentru 15 < v ≤ 20 m/s se utilizează ungerea cu circulaţie forţată a uleiului, prin pulverizarea uleiului direct pe dinţii roţilor în zona de angrenare.

c. Pentru v > 20 m/s se utilizează ungerea prin pulverizare în zona plasată înainte de angrenare.

TRD-P.1.2.11.2 Proiectarea subsistemului de etanşare (subcap. ETB-4.4)

Etanşările fixe ale carcaselelor se asigură prin strângerea acestora fără ca între suprafeţele plane de separaţie (prelucrate cu mare precizie privind planeitatea şi rugozitatea) să se monteze garnituri de etanşare care ar modifica alezajele rulmenţilor prelucrate în subansamblul carcasă; uneori, în cazul dimensiunilor mari, se pot folosi paste de etanşare.

Etanşările fixe între capac şi carcasă se fac cu garnituri inelare din carton presat sau din material moale (Al sau Cu); în cazul lagărelor cu rulmenţi radial-axiali garnitura metalică are şi rolul de reglare a jocului din rulmenţi.

Etanşările mobile la nivelul arborilor de intrare se asigură prin intermediul garniturilor din pâslă, la viteze reduse, sau garnituri manşetă de rotaţie (fer. RUL-S.2)

TRD-P.1.2.12 DESEN DE ANSAMBLU FINAL. ELABORARE DOCUMENTAŢIE TEHNICĂ

Pentru definitivarea desenului de ansamblu şi elaborarea documentaţiei tehnice se va urmări: cap PRC-P.2.1.1 şi exemplul din fer. PRC-G.4 (reductor conico-cilindric orizontal), TRD-S.2.2 (reductoare conico-cilindrice orizontale), TRD-S.2.3 (reductoare conico-cilindrice orizontal-verticale), TRD-S.2.4 (reductoare conico-cilindrice vertical-orizontale), TRD-S.2.5 (reductoare conico-cilindrice verticale).

TRD-P.1.2.13 PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ DE DETALIU. DESENE DE EXECUŢIE

Pentru elaborarea desenelor de execuţie se va urmări: cap PRC-P.2.1.2 şi exemplele din fer. PRC-G.5 (arbore de intrare cu pinion conic cu dantură dreaptă), PRC-G.6 (arbore de intrare cu pinion conic cu dantură Gleason), PRC-G.7 (arbore de intrare cu pinion conic cu dantură eloidă), PRC-G.8 (arbore intermediar cu pinion cu dantură cilindrică), PRC-G9 (arbore de intrare cu pinion cilindric) şi PRC-G10 (roată dinţată cilindrică).