PD - Cuplaj Cardanic

Capitolul I

CUPLAJE. GENERALITĂŢI

Cuplajele sunt organe de maşini prin intermediul cărora mişcarea de rotaţie se transmite fără a fi modificată, se întrebuinţează pe scară largă în construcţia de maşini, de corecta alegere a cuplajelor depinzând în mare măsură funcţionarea sigură şi îndelungată a sistemului respectiv.

Cuplajele pot îndeplini următoarele funcţii simple:

transmitere de mişcare, respectiv de moment de torsiune;

comandă a mişcării;

limitare de sarcină poate fi:

- cu întreruperea fluxului cinematic;

- cu întreruperea temporară a fluxului;

- fără întrerupere temporară a fluxului.

- protecţie împotriva vibraţiilor şi şocurilor;

- compensare a erorilor de execuţie şi montaj;

- montare paralelă sau concurentă, permiţând deplasări însemnate ale arborilor şi mobilitatea acestora în timpul funcţionării;

- limitare de turaţie, putând fi o limitare maximală (nmax) şi o limitare minimală (nmin);

- transmitere unisens a mişcării.

Caracteristica principală a cuplajelor, depinzând de funcţia cea mai importantă a acestora, este valoarea momentului de torsiune transmis.

1.1 CLASIFICAREA CUPLAJELOR

Marea diversitate a formelor constructive de cuplaje existente în practică a dus la apariţia de criterii diferite de clasificare, creând, prin aceasta, dificultăţi în elaborarea unei clasificări generale, unitare şi atotcuprinzătoare.

În continuare se prezintă o clasificare primară tipologică, cea mai utilizată, cuprinsă şi în STAS 7082 – 94, conform acestei clasificări, cuplajele mecanice pot fi împărţite în două grupe mari:

cuplaje permanente;

cuplaje intermitente.

La rândul lor, cuplajele permanente se divid în:

- cuplaje fixe;

- cuplaje mobile (de compensare şi pentru montări paralele sau concurente).

Cuplajele mobile pot avea elementele intermediare rigide sau elastice.

În funcţie de modul de cuplare şi decuplare, cuplajele intermitente se clasifică în:

cuplaje comandate;

cuplaje automate.

1.2 CUPLAJE PERMANENTE

1.2.1 Cuplaje permanente fixe

Cuplajele permanente fixe realizează asamblarea permanentă rigidă a arborilor strict coaxiali, abaterile maxime admisibile de la coaxialitate sunt de 0,002 - 0,05 mm, orice depăşire conducând la suprasolicitarea însemnată a arborilor şi reazemelor respective.

Se întrebuinţează, în principal, la arborii lungi de transmisie (poduri rulante, macarale portal), precum şi în cazurile în care condiţiile de montare nu permit amplasarea cuplajelor de compensare sau elastice, la turaţii de n < 200 250 rot/min.

Pentru micşorarea momentelor încovoietoare care acţionează asupra cuplajelor, se recomandă montarea acestora în apropierea reazemelor.

a) Cuplaje - manşon

Cuplajele cu manşon dintr-o bucată (fig. 1.1), formate de fapt dintr-o bucşă montată pe capetele arborilor, transmit momentul de torsiune prin intermediul ştifturilor (crestate sau conice), penelor paralele sau canelurilor.

Fig.1.1 Cuplaj cu manşon dintr-o bucată

Se caracterizează prin simplitate constructivă şi dimensiuni de gabarit diametrale mici.

Se folosesc, de obicei, la diametre ale arborilor până Ia 70 - 100 mm. Dimensiunile constructive sunt indicate, orientativ, în fig. 1.1, la proiectare urmând să se verifice rezistenţa asamblărilor prin ştifturi, pene sau caneluri.

La cuplajele cu manşon din două bucăţi, momentul de torsiune se transmite prin intermediul forţelor de frecare care apar ca urmare a strângerii elementelor componente cu şuruburi (fig. 1.2 - STAS 870 - 93*).

Au dimensiuni mici de gabarit diametrale, permiţând montarea şi demontarea fără deplasarea axială a arborilor.

Ca urmare a dificultăţilor de echilibrare, a necesităţii montării unei carcase de protecţie şi a unei folosiri reduse în cazul sarcinilor cu şoc, au în prezent o întrebuinţare limitată.

Fig.1.2 Cuplaj cu manşon din două bucăţi

b) Cuplaje cu flanşă

Momentul de torsiune se transmite prin frecarea dintre flanşe, în cazul montării cu joc a şuruburilor de fixare (fig. 1.3, b şi c), sau prin şuruburile de fixare solicitate la forfecare, în cazul montării fără joc a acestora (fig. 1.3, a şi d).

Fig.1.3 Cuplaj cu flanşă

Pentru evitarea apariţiei de solicitări suplimentare asamblarea este prevăzută cu un sistem de centrare - prag de centrare (fig. 1.3, b şi d) sau semiinele de centrare, pragul de centrare îngreunează montarea şi demontarea cuplajului.