Lagăre cu alunecare

13. ASAMBLARILE ELASTICE (ARCURILE)

13.1. Consideratii generale

13.1.1. Definitii

Asamblarile elastice se realizeaza prin interpunerea pieselor numite arcuri între doua sau mai multe componente mecanice.

Arcurile sunt organe de masini care prin forma specifica si prin limita de elasticitate înalta a materialului permit:

a) o deformatie mare sub actiunea sarcinii exterioare, care determina înmagazinarea unei mari cantitati de energie potentiala de deformatie (elastica);

b) revenirea totala sau partiala la forma initiala sub actiunea fortelor elastice, la încetarea actiunii sarcinii exterioare.

Revenirea la forma initiala a arcului depinde de:

a) frecarile interne, la arcurile din materiale nemetalice (de exemplu, la arcurile din cauciuc,);

b) frecarile externe, care apar între partile în contact ale arcului metalic (de exemplu, la arcurile cu foi, arcurile inelare etc.).

Aspecte privind existenta frecarilor specifice arcurilor se desprind din analiza caracteristicii elastice a arcului.

13.1.2. Caracteristica elastica

Caracteristica elastica reprezinta dependenta dintre sarcina aplicata si deformatia corpului asupra caruia se aplica sarcina. Dependenta poate sa fie între forta F si deformatia liniara f, sau între momentul de rasucire Mt si deformatia unghiulara q.. Tipurile de baza de caracteristici elastice sunt (fig. 13.1): a) liniara; b) neliniara progresiva; c) neliniara regresiva.

Fie pentru o prima discutie caracteristica elastica a arcului elicoidal cilindric de compresiune cu solicitarea principala de rasucire, reprezentat simplificat în fig. 13.2, a. El preia o sarcina liniara F si are deformatia liniara f. Caracteristica sa elastica este liniara (fig. 13.2, b), astfel ca nu apar pierderi prin frecare.

Fie un arc elicoidal conic de compresiune cu solicitarea principala de rasucire (fig. 13.3, a). Se intuieste ca sub sarcina spirele mai elastice cu diametrul mai mare - dinspre suprafata de reazem - se aseaza pe aceasta. Ca urmare, arcul devine din ce în ce mai rigid la cresterea sarcinii si, în consecinta, a deformatiei: ca urmare, caracteristica elastica va fi neliniara progresiva (fig. 13.3, b). Aceasta caracteristica este avantajoasa vibratoriu si, implicit, sub aspectul solicitarii dinamice la utilizarea arcurilor la cuplaje în sistemele de înalta turatie.

La un arc disc (fig. 13.4, a) care preia o solicitare de încovoiere, sarcina si deformatia sunt de asemenea F si, respectiv, f. Se intuieste ca atunci când arcul tinde sa se aplatiseze, sarcina se poate reduce la un moment dat pentru realizarea deformarii ulterioare (fig. 13.4, b). Se obtine astfel o caracteristica elastica neliniara degresiva.

Fig. 13.5, a reprezinta simplificat un arc cu foi multiple (cu un brat), care preia o forta exterioara F si are o deformatie liniara f. Caracteristica sa elastica este cu bucla histerezis, stabilizata la al doilea ciclu de încarcare (fig. 13.5, b). Într-adevar:

a) la prima încarcare, începând din punctul O, cresterea pâna la o anumita marime a încarcarii nu determina deformatia arcului, deoarece se învinge frecarea externa dintre foi;

b) urmeaza cresterea sarcinii pâna la valoarea sa maxima F, când se produce deformatia maxima f, caracteristica elastica fiind liniara pe aceasta portiune;

c) urmeaza începutul reducerii sarcinii exterioare: pe o anumita marime a reducerii sarcinii, nu se produce deformatie, deoarece este învinsa frecarea în sens invers dintre foile de arc;