Transmisii prin curele
11.1.Definire si domeniu de utilizare
Fig. 11.1. |
Transmisiile prin curele fac parte din categoria transmisiilor prin frictiune si servesc la transmiterea miscarii de rotatie si a momentului de torsiune de la arborele condus la cel conducator, într-un anumit raport si la o anumita distanta, prin intermediul uneia sau mai multor curele fig. 11.1.
Datorita specificului constructiv în comparatie cu transmisiile prin roti cu frictiune suprafata de frecare creste mult. Din aceasta cauza, forta de întindere a curelelor necesare pentru transmiterea unui anumit moment, va fi mai mica decât forta de apasare reciproca în cazul transmisiei cu roti de frictiune.
Acest lucru duce la simplificarea constructiei lagarelor de sustinere si reducerea uzurii pe suprafetele de contact.
Utilizarea larga a transmisiei prin curele deriva din urmatoarele avantaje :
constructie simpla
se poate transmite o gama larga de puteri (de la 0.08 kw pâna la 2000 kw)
posibilitatea transmiterii miscarii la distanta
miscarea se poate transmite de la o roata motoare la mai multe roti conduse
este o transmisie silentioasa
constituie elementul elastic dintr-un lant cinematic si contribuie la preluarea suprasarcinilor socurilor si vibratiilor (la socuri sau suprasarcini, cureaua aluneca pe roata de curea )
functioneaza la turatii mari
uzura redusa a elementelor
întretinere usoara 141g68b
posibilitatea transmiterii miscarii de rotatie între arbori concurenti sau cu pozitii oarecare în spatiu.
Printre dezavantaje pot fi enumerate :
din cauza alunecarilor , raportul de transmitere nu este riguros constant
gabarit mai mare decât la alte transmisii
necesitatea prevederii unor dispozitive de întindere a curelelor
În cazul ca trebuie mentinut un raport de transmitere strict constant, se utilizeaza curelele late dintate. Aceste curele au o capacitate mare de tractiune, functionare silentioasa si mentin raportul de transmitere constant. Se pot utiliza la transmiterea de puteri N 1800 [kw] cu viteze v = (25 45) [m/s] si i=1 8. Sunt întrebuintate în constructia de automobile, masini-unelte, mecanica fina, etc.
Transmisiile prin curele rotunde sunt utilizate doar ca transmisii cinematice.
11.2.Clasificare
Putem clasifica curelele astfel:
a |
b |
c |
Fig. 11.2
♦ variabila - profilata fig. 11.2.c
d
e
f
Fig. 11.3
ramurile
o neîncrucisate fig.11.3.a
o încrucisate fig.11.3.b
întindere
o cu role de întindere -fig.11.3.d
o cu deplasarea rotii conducatoare
numarul rotilor conduse
o una -fig. 11.3.a,c
o mai multe-fig.11.3.e
raport de transmitere
o aproximativ constant
o variabil discontinuu prin trepte de transmisii -fig. 11.13.f
o constant.
11.3. Materiale si tehnologie de executie
Pentru a putea fi folosit la confectionarea curelelor de transmisie, un material trebuie sa îndeplineasca urmatoarele conditii:
sa prezinte rezistenta suficienta la tractiune, presiune de contact uzura
sa aiba un coeficient de frecare cât mai mare
sa aiba rezistenta ridicata la flexiuni repetate (oboseala)
sa nu prezinte urmari ale fenomenelor de îmbatrânire pentru o perioada de functionare impusa - exprimata în milioane de cicluri sau mii de ore de functionare
sa fie cât mai ieftin
Materialele utilizate la confectionarea curelelor sunt :
a. Bumbac - se foloseste sub forma de snur, panglici tesute sau cusute, pentru transmisii de putere mica
b. Piele bovine - Primele curele au fost confectionate din piele. Pielea îndeplineste majoritatea conditiilor cerute curelelor dar este scumpa si insuficienta la actuala dezvoltare a tehnicii. De aceea aria de folosire a curelelor de piele este în restrângere. Din piele se pot confectiona curele:
Lipirea panglicilor pentru confectionarea curelelor duble se face pe fetele exterioare, pentru ca suprafata de lucru sa aiba coeficientul de frecare cel mai mare
c. Cauciuc - este materialul cel mai folosit si care îndeplineste în bune conditiuni cerintele pentru a fi utilizate la confectionarea curelelor de transmisie. În general curelele de cauciuc sunt armate cu insertie textila, fire sintetice sau metalice, pentru a asigura rezistenta sporita .
d. Mase plastice - utilizarea maselor plastice la fabricarea curelelor a dus la înlocuirea materialelor naturale deficitare cât si la aparitia unor curele de forme si sectiuni noi. Performantele deosebite pe care le realizeaza v 125 [m/s]; n 600000 [rot/min]; N 6000 [kw] a marit posibilitatile transmisiilor prin curele. Acestea se pot realiza nearmate sau armate cu diferite insertii (fire sintetice sau metalice) .
Întrucât un material nu poate satisface toate conditiile de functionare perfecta, se impune alegerea în mod judicios atât a tipului de curea cât si a materialului din care este confectionata, tinând cont de toti parametrii care influenteaza transmisia.
La alegerea materialelor pentru rotile de curea, trebuie sa se tina cont ca materialele curelelor sunt în general cu duritate foarte scazuta. De aceea rotile de curea se executa din fonta sau oteluri turnate sau laminate, fara pretentii de duritate. De obicei se folosesc fonte cenusii, oteluri carbon turnate sau oteluri laminate de tip OL 37-OL 42.
11.4. Transmisii prin curele trapezoidale
Spre deosebire de curelele late, fetele de lucru al curelelor trapezoidale sunt flancurile laterale, care asigura o capacitate portanta mai mare la o încarcare mai mica a arborilor. În acelasi timp, durabilitatea curelei este influentata de alunecarile relativ mari de pe suprafetele de contact.
Sunt standardizate urmatoarele tipuri de curele
Fig. 11.4. |
trapezoidale :
curele trapezoidale STAS 1164/1-91
curele trapezoidale înguste STAS 7192/2-83
Structural, cureaua trapezoidala, în sectiune, este constituita din urmatoarele zone - fig. 11.4.
Pentru o functionare corecta a transmisiei cu curele trapezoidale trebuie ca latimea curelei la nivelul diametrului primitiv sa fie egala cu latimea rotii de curea. Unghiul de înclinare a flancurilor profilului rotii de curea este mai mare decât unghiul profilului curelei pentru a se asigura o cât mai buna asezare a curelei pe roata. Pentru o functionare corecta a curelelor trapezoidale, la întinderea acestora trebuie sa ramâna un anumit joc între fundul profilului curelei si cel al rotii de curea (fig. 11.5 a). În figura 11.5 b,c sunt prezentate doua solutii de asezare incorecta a curelei pe roata de curea.
a |
b |
c |
Fig. 11.5 |
Fig. 11.5
Tabelul 11.4
transmisii cu 2 roti de curea
Unghiul de înfasurare b (grade)
cβ
Fig. 11.6
Tabelul 11.5
Numarul de curele
cz
peste 6
Fig. 11.7
Tabelul 11.2. Coeficietul de functionare Cf |
Felul încarcarii |
Tipul masinii de actionare a transferului |
||||||||||
-Motor de curent alternativ monofazat sau trifazat -Motor de curent continuu -Motor cu ardere interna -Turbina cu n<600 rot/min |
-Motor de curent alternativ cu moment de pornire ridicat -Motor de c.c. compound -Masini cu abur sau motor cu ardere interna |
-Motor de c.a. cu rotor in scurt-circuit cu pornire directa sau cu dubla colivie de veverita -Motor de c.c. serie -Motor cu ardere interna cu un cilindru |
|||||||||
Numarul de ore de lucru al transmisiei, din 24 de ore |
|||||||||||
pana la 8 |
|
peste 16 |
pana la 8 |
|
peste 16 |
pana la 8 |
|
peste 16 |
|||
Regim de lucru aproape constant Mp ≤1,2Mtn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Variatii neînsemnate Ale regimului de lucru Mp ≤1,5Mtn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Variatii neînsemnate Ale regimului de lucru Mp ≤2,0Mtn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Regim de lucru alternativ Mp ≤3,0Mtn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Lungimea |
Tipul curelei |
||||||||||
primitiva |
Curele clasice |
Curele înguste |
|||||||||
(mm) |
Y |
Z |
A |
B |
C |
D |
SPZ |
SPA |
SPB |
16x15 |
SPC |
|
Cl |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
raport de transmitere riguros constant-prin eliminarea alunecarilor între curea si roata
forta de întindere initiala mica
alungirea curelei în timpul functionarii neglijabila
încarcari reduse pe arbori
lipsa necesitatii reglarii periodice a transmisiei
întretinere si montaj ieftin.
Fig. 11.8. |
Transmisia prin cure-le dintate poate transmite puteri de N<450 [kw], v<60 [m/s], raport de transmitere , randamente .
Fig. 11.35. |
Cureaua dintata fig. 11.9. este formata dintr-un cablaj de rezistenta înalta din fibre de poliester, sticla sau otel 1 înglobat în masa de cauciuc sintetic dur 2. Dintii, de forma prismatica sunt dispusi pe partea interioara a curelei 3. Acestia sunt înveliti într-o tesatura din fibre poliamidice 4.
a |
b |
Fig. 11.10 |
În sectiune dintii au forma trapezoidala . Parametrii curelei sunt:
pasul p
latimea b
grosimea totala
lungimea primitiva
numarul de dinti
dimensiunile geometrice ale dintilor curelei.
Pentru o anumita tipodimensiune exista curele de latimi si lungimi diferite.
Pentru dimensionarea unei transmisii prin curele dintate sunt necesare urmatoarele date initiale :
puterea utila de transmis
turatia de intrare
raportul de transmitere i
distanta dintre axe a
tipul masinii de antrenare si antrenata
modul de întindere a curelei
Pornind de la aceste date, trebuie determinati si verificati urmatorii parametrii.
Puterea de calcul Nc rezultata din modificarea puterii utile , tinând cont de conditiile reale de functionare
(11.1)
unde: C- coeficient total de corectie
(11.2)
-coeficient de siguranta care tine cont de tipul masinilor de antrenare si antrenata tabelul 11.8
-coeficient ce depinde de tipul transmisiei multiplicatoare sau demultiplicatoare tabelul 11.7
-coeficient de exploatare tabelul 11.6.
Tabelul 11.6. Coeficient de exploatare
Timp de functionare |
24 ore /zi |
8-16 ore/zi |
Functionare ocazionala |
|
|
|
|
-coeficient care depinde de modul de întindere a curelei
= 0.2 -întindere cu rola
= 0 -întinderea se face cu una din rotile transmisiei
Tipul curelei se alege în functie de puterea de calcul si turatia de intrare din figura 11.11.
Fig. 11.11. |
Tabelul 11.7 |
|
Raportul |
c2 |
|
>1,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,28 si mai putin |
|
|
|
|
Tabelul 11.6 |
Motor cu ardere internă (nr. De cilindri 8-16) Motor electric Cu rotor în scurt circuit M>20kW |
Motor electric de c.c. cu Excitatie derivatie Motor electric sincron cu moment de pornire cu arc |
|
|
|
|
Motor cu ardere internă (nr. Cilindri4-8) Motor el. cu rotor în scurt circuit M<20kW Motor electric de c.c. compound |
Motor electric sincron cu moment De pornire normal |
|
|
|
|
Motor cu ardere internă (nr. cilindri<3) Motor electric monofazat si trifazat cu n=1500 rot/min si M=0,5-2,2kW Motor electric de c.c. excitatie serie |
Motoare hidraulice arburi de antrnare turbine |
|
|
|
|
Masină de Masina antrenare antrenata |
|
Transportoare pentru matusoare, strunguri, masini de filetat tobe, masini de prelucrat lemn, masini în industria alimentară, masini poligrafice |
Compresoare centrifuge, benzi transportuare ptr. mat. vrac elevatoare, ventilatoare, suflante centrifuge, masini de spalat, masini de gaurit, masini de rectificat, masini textile |
Mori transportoare cu surub, ventilatoare de mină, pompe centrifuge, pompe cu roti dintate |
Compresoare cu piston, prese rotative, prese concasoare |
Raportul de transmitere i. Se verifica daca este mai mic decât raportul de transmitere maxim impus de tipul curelei tab. 11.9.
Tabelul 11.9.
Tipul curelei |
Pasul |
z1 minim |
Dp1 minim [mm] |
Raportul de transmitere imax |
|
inch |
[mm] |
||||
XL |
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
XH |
|
|
|
|
|
XXH |
|
|
|
|
|
Conditia de limitare a lui este data de existenta unghiului fig. 11.8 suficient de mare astfel încât în angrenare pe pinion sa avem minim trei dinti.
Numarul de dinti ai pinionului - z1 . Se alege în functie de numarul minim de dinti tab. 11.7 si de conditiile de montare pe arbore a rotii dintate.
z2
(11.3)
Modulul - m. Este dat în functie de tipul curelei tab. 11.9.
Dp1, Dp2
(11.4)
puterea transmisa de o curea lata de 25.4 mm [kw] - fig.11.12.
z- numarul de dinti ai rotii conducatoare
-coeficient de latime pentru curele cu latime diferita de 1 inch (25,4 mm)
p se masoara în inch.
-coeficientul numarului de dinti în angrenare ai rotii mici de curea tabelul 11.10.
Fig. 11.12 - a |
Fig. 11.12 - b |
||||
Fig. 11.12 - c |
Fig. 11.12 - d |
||||
Fig. 11.12 - e |
Tabelul 11.10. Coeficientul |
||||
z0 |
|
|
|
>6 |
|
kz |
|
|
|
|
(11.9)
(11.10)
În figura 11.13 este prezentata geometria rotilor pentru curele dintate.
Fig. 11.13. |
Relatiile de calcul pentru determinarea elementelor geometrice sunt
(11.11)
Valorile marimilor sunt date în tabelul 11.11.
Tabelul 11.11
Tpul curelei |
Modulul m |
x |
y1 |
y2 |
K1 |
|
g |
XL |
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
XH |
|
|
|
|
|
|
|
XXH |
|
|
|
|
|
|
|
|