ASAMBLARI PRIN STRANGERE
Prof.Dr.Ing. Ionelia VOICULESCU
STRANGEREA
Strângerea reprezintă imobilizarea reciprocă a două sau mai multe componente, ca urmare a dezvolt ării unor deformări elastice şi plastice puţ in in extinse in componentele de asamblat.
STRANGEREA
Strângerea reprezintă imobilizarea reciprocă a două sau mai multe componente, ca urmare a dezvolt ării unor deformări elastice şi plastice puţ in in extinse in componentele de asamblat.
Avantaje
comportare bună la sarcini dinamice;
capacitate de lucru la sarcini şi momente mari;
asigurarea unei bune centr ări, atât pentru îmbinările conice cât şi pentru cele cilindrice;
simplitatea execuţiei şi lipsa organelor de asamblare intermediare.
Dezavantaje
montare sau demontare greoaie, care necesită dispozitive adecvate; posibila distrugere a suprafeţelor aflate în contact, la demontare; strângere neuniformă, datorită variaţiei mari a toleranţelor de execuţie a pieselor.
Domenii de utilizare • păr ţi componente ale ansamblului arbore cotit; • îmbinare fus - manivelă; • bandaje pe roţi de vagoane; • coroane ale roţilor dinţate; • rulmenţi; • presarea bucşelor sau lagărelor.
Tipuri de asamblari cu strangere
După modul în care se realizează strângerea celor două suprafeţ e în contact, îmbinările se pot împăr ţ i în două grupe: • prin presare longitudinală • prin presare transversală. Asamblarea prin strângere se poate efectua prin următoarele metode: • încălzirea piesei cuprinzătoare înainte de montaj; • r ăcirea piesei cuprinse înainte de montaj.
Tipuri de asamblări canelate Piesa cuprinsă este presată în piesa cuprinz ătoare pe direcţ ie axială generând în îmbinare for ţe de frecare care asigur ă imobilizarea reciproc ă a celor două piese.
Asamblare prin presare longitudinal ă
Tipuri de asamblari cu strangere Deplasarea suprafeţ elor în contact se produce pe direc ţ ie radială sau normală.
Asambl ări prin presare transversal ă.
Tipuri de asamblări cu strângere
Asamblare prin presare transversal ă
Factori care influenţează calitatea asamblării Pentru a se putea realiza asambl ări prin strângere este necesar ca, înainte de montaj, diametrul minim al arborelui să fie mai mare decât diametrul maxim al alezajului, adică să fie respectată condiţ ia: dmin > Dmax.
Operaţ iuni la asamblarea cu strângere.
Factori care influenţează calitatea asamblării te a arborelui, La asamblare, datorită introducerii for ţa diametrul acestuia se micşorează în timp ce diametrul alezajului se măreşte, ajungând la aceeaşi valoare a diametrului de asamblare, da. Prin urmare, în suprafeţ ele de contact apar presiuni care împiedică deplasarea reciprocă a acestora. Pentru a se realiza o asamblare prin strângere este necesar ca for ţele de frecare care au luat naştere datorită strângerii să fie mai mari decât for ţele exterioare care tind să desprindă cele două suprafeţ e aflate în contact.
Calculul practic al îmbinărilor prin strângere
In mod obişnuit, asupra îmbinării prin strângere ac ţ ionează for ţe axiale, care tind să deplaseze piesele una fa ţă de cealaltă în direcţ ie axială (a), axiale şi momente de r ăsucire (b) sau solicitare simultan ă cu for ţe momente de r ăsucire (c).
Elemente de calcul
le sau momentele exterioare se Pentru calcule, for ţe consider ă cunoscute şi se pune condiţ ia ca de frecare mai mari presiunea p să genereze for ţe decât solicitările exterioare.
Când asupra îmbinării acţ ionează o for ţă axială Fa, condiţ ia asigur ării unei strângeri corespunzătoare este ca for ţ a de frecare să fie mai mare decât aceasta, adică:
p
F a
d l
μ - coeficientul de frecare dintre suprafeţ ele în contact, d - diametrul suprafeţ ei de contact, I - lungimea de asamblare (pentru strângeri mari se recomand ă I = 0,9d).
Elemente de calcul
Când asupra ansamblului ac ţ ionează un moment de r ăsucire Mt trebuie ca momentul de frecare din îmbinare s ă depăşească momentul exterior, adică:
p
2 M t d l
Elemente de calcul
Când asupra ansamblului ac ţ ionează simultan o for ţă şi un moment de r ăsucire, presiunea de strângere se determin ă din condiţ ia ca for ţ ele de frecare să fie mai mari decât rezultanta for ţe lor periferice axiale, adic ă:
p
(
2 M t 2 2 ) Fa d
d l
Factori de influenta Coeficientul de frecare, μ, depinde de o serie de factori, printre care:
procedeul de montare;
presiunea aplicat ă, p;
starea suprafeţ ei în contact;
felul ungerii.
Coeficientul de frecare
Arbore/alezaj
Starea de ungere
μ presare
μ depresare
μ calcul
Oţel/oţel
- cu ungere (rece)
0,06-0,22
0,08-0,2
0,09-0,13
- f ăr ă ungere (cald)
—
0,35-0,4
0,14-0,16
- cu ungere (rece)
0,06-0,14
0,09-0,17
0,07-0,12
0,13-0,18
0,07-0,09
Oţel/font ă
- f ăr ă ungere (cald) Oţel/aliaje u şoare
- cu ungere (rece)
0,02-0,08
0,03-0,09
0,02-0,06
- f ăr ă ungere (cald)
—
0,10-0,15
0,05-0,06
Calcului deformaţiilor
pentru arbore:
d
d
p E 2
( 1
d 2 d 12 2
d
2 d 1
pentru alezaj:
D
d
p E 2
( 1
2
2
d 21 d
2 2 d 21 d
)
)
Aspecte calitative
Deformaţ iile care apar la asamblarea cu strângere trebuie să fie sub limitele admisibile, pentru a preîntâmpina efectele dăunătoare amintite.
Pot fi luate măsuri constructive, care să anuleze efectul deformaţ iilor 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 toleranţ ele de pe desen pot fi micşorate cu o cantitate egală cu semisuma strângerilor maxime şi minime, iar la ajustajele presate uşor, micşorarea se poate lua egala cu strângerea maximă. In cazul pieselor aflate în mi şcare de rotaţ ie apare efectul de slăbire a strângerii datorită acţ iunii for ţ elor centrifuge, deoarece piesa cuprinzătoare î şi măreşte dimensiunile şi astfel se micşorează strângerea.
Distribuţia tensiunilor Distribuţ ia presiunii de contact nu este uniformă, prezentând valori maxime în por ţi unile de capăt datorită efectului de concentrare a tensiunilor (factor de concentrare ka = 2).
Distribuţ ia tensiunilor unitare in îmbinările cu strângere
Măsuri constructive şi tehnologice în proiectarea asamblărilor cu strângere Prin aplicarea unor măsuri constructive pot fi diminuate efectele concentratorilor de tensiune, asigurând elasticitatea zonelor critice şi repartizarea uniformă a tensiunilor.
a) Îngroşarea par ţ ial ă a arborelui; b) Rotunjirea muchiilor alezajului; c) Subţ ierea alezajului; d) Practicarea canalelor de desc ărcare; e) Utilizarea unei buc şe presate sau turnate cu plasticitate mare
Măsuri tehnologice
prelucrarea suprafeţ elor arborelui prin deformare plastică cu role (ecruisare);
nitrurarea, cementarea, c ălirea cu curenţ i de înaltă frecvenţă (CIF) a suprafeţ elor arborelui, pentru creşterea durităţ ii;
încălzirea piesei cuprinzătoare / r ăcirea piesei cuprinse
Măsuri constructive
Măsuri constructive aplicate cap ătului arborelui la asamblarea prin strangere.
Unghiul de degajare
Efectul unghiului de degajare asupra for ţe i de presare la asamblarea prin strângere.
Măsuri pentru reducerea uzurii suprafeţelor presate
le de presare sau Pentru a micşora uzura şi for ţe depresare se introduce, între suprafeţ ele aflate în contact, ulei sub presiune până la 2000 de atmosfere, prin intermediul unui orificiu practicat în arbore.
Injectarea de ulei sub presiune în arbore pentru depresare.
Măsuri pentru reducerea uzurii suprafeţelor presate
Injectarea de ulei sub presiune în alezaj pentru depresare.
Aspecte tehnice
Pentru o îmbinare la care este necesar ă, în cazul montării f ăr ă ulei, o for ţ a de depresare de 10500 kgf, prin introducerea uleiului sub presiune la 200 atm for ţa de depresare scade cu 30 %, pentru o presiune de 800 atm scade cu 70 % iar pentru o presiune de 1000 atm scade la 250 kgf.
Aspecte cantitative
Ca mediu de depresare poate fi utilizat orice fel de ulei mineral, cantitatea necesar ă fiind de 10 g pentru 100 cm2 suprafaţă de contact, la o strângere de aproximativ 0,1 mm. Presiunea de injectare trebuie s ă fie egală cu presiunea de strângere, să asigure lărgirea alezajului la mărimea comprimării suprafeţ ei exterioare a arborelui şi să producă o lărgire a alezajului concomitent cu o comprimare a arborelui, egală cu suma asperităţ ilor suprafeţ elor de contact.
Utilaje şi dispozitive pentru presare
Prese universale
Manuale Cu cremaliera Cu şurub, Cu excentric;
Prese speciale
Mecanice Pneumatice Hidraulice, Pneumo - hidraulice Electromagnetice Mecanice.
