Elemente de inginerie mecanică

Tema de proiect

Să se proiecteze acţionarea mecanică compusă dintr-o transmisie prin curele trapezoidale şi un reductor cu roţi dinţate cilindrice cu dinţi drepţi ce acţionează un utilaj două schimburi pe zi având următoarele date:

-puterea motorului electric Pe =6,5 kW

-turaţia motorului electric ne =2500 rot/min

-turaţia utilajului nu =475 rot/min

Durata minimă de funcţionare a acţionarii mecanice a utilajului este de 5000 de ore,iar suprasarcinile care pot să apară in funcţionare nu depăşesc 25%.

I.Memoriul tehnic

1.TRANSMISII PRIN CURELE

1.1. CARACTERIZARE. CLASIFICARE. DOMENII DE FOLOSIRE

Transmisiile prin curele sunt transmisii mecanice, care realizează transmiterea mişcării de rotaţie şi a sarcinii, de la o roată motoare la una sau mai multe roţi conduse, prin intermediul unui element flexibil, fără sfârşit, numit curea. Transmiterea mişcării se poate realiza cu alunecare (la transmisiile prin curele late sau trapezoidale) sau fără alunecare (la transmisiile prin curele dinţate). Transmiterea sarcinii se realizează prin intermediul frecării care ia naştere între suprafeţele în contact ale curelei şi roţilor de curea (în cazul transmisiilor cu alunecare) sau prin contactul direct dintre dinţii curelei şi cei ai roţii (în cazul transmisiilor fără alunecare).

O transmisie prin curele se compune din roţile de curea – conducătoare 1 şi condusă 2 –elementul de legătură (cureaua) 3 (fig.1.1), sistemul de întindere şi apărători de protecţie.

Forţa necesară de apăsare a curelei pe roţile de curea se realizează la montaj, prin întinderea (deformarea elastică) curelei.

Comparativ cu celelalte transmisii mecanice, transmisiile prin curele cu alunecare prezintă o serie de avantaje: se montează şi se întreţin uşor; funcţionează fără zgomot; amortizează şocurile şi vibraţiile; necesită precizie de execuţie şi montaj relativ reduse; costurile de fabricaţie sunt reduse; transmit sarcina la distanţe relativ mari între arbori; Fig. 1.1 Transmisia prin curea.Alcatuire

permit antrenarea simultană a mai multor arbori; funcţionează [2]

la viteze mari; asigură protecţia împotriva suprasarcinilor.

Dintre dezavantajele acestor transmisii se pot menţiona: capacitate de încărcare limitată; dimensiuni de gabarit mari, comparativ cu transmisiile prin roţi dinţate; forţe de pretensionare mari, care solicită arborii şi reazemele; raport de transmitere variabil, ca urmare a alunecării curelei pe roţi; sensibilitate mărită la căldură şi umiditate; durabilitate limitată; necesitatea utilizării unor dispozitive de întindere a curelei.Unele dintre dezavantajele transmisiilor cu alunecare sunt anulate de transmisiile prin curele dinţate. Astfel: mişcarea se transmite sincron, vitezele unghiulare ale roţilor fiind constante şi ridicate; randamentul mecanic este mai ridicat; pretensionare mai mică la montaj, deci o solicitare redusă a arborilor şi lagărelor. Principalele dezavantaje ale transmisiilor prin curele dinţate sunt legate atât de tehnologia de execuţie, mai pretenţioasă, atât a roţilor de curea dinţate şi a curelelor, cât şi de costurile montajului.

Clasificarea curelelor se face în funcţie de forma secţiunii curelei (fig. 1.2), iar clasificarea transmisiilor prin curele se face în funcţie de poziţia relativă a axelor arborilor, a numărului de arbori antrenaţi (conduşi) şi a raportului de transmitere realizat.

Fig. 1.2 Clasificarea curelelor in functie de forma sectiunii [2]

După forma secţiunii, curelele pot fi: late (netede – fig. 1.2, a, politriunghiulare – fig. 1.2, b, dinţate – fig. 1.2, c), trapezoidale (fig. 1.2, d), rotunde (fig. 1.2, e).

Transmisiile prin curele late pot transmite puteri până la P = 2000 kW, la viteze periferice v £ 12 m/s şi rapoarte de transmitere i £ 6 (maxim 10).

Transmisiile prin curele late politriunghiulare (Poly-V) transmit puteri P £ 2500 kW, la viteze periferice v £ 50 m/s.

Transmisiile prin curele late dinţate pot transmite puteri până la P = 400 kW, la viteze periferice v £ 80 m/s şi rapoarte de transmitere i £ 8 (maxim 10).

Transmisiile prin curele trapezoidale pot transmite puteri până la P = 1200 kW, la viteze periferice v £ 50m/s, atunci când distanţa dintre axe A < 3 m, iar raportul de transmitere maxim i £ 8 (maxim 10).

1.2. TIPURI DE CURELE. MATERIALE. ELEMENTE CONSTRUCTIVE

Materialele din care se confecţionează curelele trebuie să îndeplinească următoarele condiţii de bază: să fie foarte elastice, pentru a se putea înfăşura pe roţi cu diametre mici, fără ca tensiunile de încovoiere, care iau naştere, să aibă valori însemnate; coeficientul de frecare a elementului curelei în contact cu roata de curea să fie cât mai mare (pentru transmisiile prin curele cu alunecare); elementul curelei care preia sarcina principală de întindere să aibă o rezistenţă ridicată; elementul curelei, în contact cu roata, să fie rezistent la uzură şi oboseală şi să fie rezistent şi la acţiunea agenţilor externi; să fie ieftine.

1.2.1. Curele late netede (lise)

Materialele pentru aceste curele pot fi: pielea, ţesăturile textile, pânza cauciucată, materialele plastice, benzile metalice.

1.2.2. Curelele din piele

Sunt confecţionate din piele de bovine, utilizându-se, de preferinţă, zona spinării animalului (crupon). Se execută dintr-un singur strat (simple) sau în mai multe straturi (multiple), lipite între ele, pe toată lungimea. Pielea se tăbăceşte cu tananţi vegetali şi, în cazuri speciale, cu tananţi minerali, obţinându-se, în acest caz, o flexibilitate mai mare. Deşi pielea satisface multe din condiţiile impuse materialelor pentru transmisiile prin curele – rezistenţă la uzură, coeficient de frecare mare, rezistenţă la acţiunea unor agenţi exteriori (ulei, unsori, apă) – unele deficienţe – rezistenţă redusă la curgere a materialului (care duce la deformări plastice importante, respectiv la demontări frecvente pentru scurtarea şi reîmbinarea capetelor),rezistenţă redusă la oboseală şi faptul că este un material deficitar – au făcut ca, în ultimul timp, aceste curele să fie din ce în ce mai puţin folosite, fiind înlocuite de curelele ţesute.

1.2.3. Curelele din ţesături textile

Sunt confecţionate din ţesături textile şi pot fi într-un singur strat sau în mai multe straturi. În cazul în care sunt executate din mai multe straturi, îmbinarea capetelor se poate realiza prin coasere, printr-o contextură specială sau prin lipire. Materialul din care se execută cureaua poate fi un material textil natural (bumbac, celofibră, lână, păr de cămilă sau capră, cânepă, in, mătase naturală etc.) sau fibre sintetice (vâscoză, poliamide, poliesteri).

Curelele din ţesături textile prezintă unele avantaje: pot fi ţesute fără fine, ceea ce asigură transmisiei un mers liniştit; pot funcţiona la viteze mari v > 60 m/s; pot funcţiona pe roţi de diametre mici, datorită flexibilităţii ridicate. Ca dezavantaje, se pot menţiona: durabilitate scăzută, datorită rezistenţei reduse a marginilor curelei; alungire în timp; sensibilitate la acţiunea căldurii, umezelii, acizilor etc.

1.2.4. Curelele din ţesături impregnate cu cauciuc

Sunt confecţionate din mai multe straturi de ţesături textile, solidarizate între ele prin cauciuc vulcanizat. Ţesăturile textile (inserţii) reprezintă elementul de rezistenţă al curelei. Inserţia se poate realiza sub forma unor straturi paralele (fig. 1.3, a), prin înfăşurare în mai multe straturi sub formă de spirală (fig.1.3, b) sau în straturi concentrice (fig. 1.3, c). Aceste curele au între straturi şi la exterior cauciuc vulcanizat (fig. 1.3, d), fiind rezistente la umezeală şi la medii umede, acide sau bazice. Curelele înfăşurate sunt mai rigide decât cele stratificate, în schimb marginile sunt mai rezistente, putând fi utilizate la transmisiile cu ramuri sau axe încrucişate. Dacă în loc de ţesătura textilă se folosesc inserţii sub formă de şnur (fig. 1.3), se obţin curele cu flexibilitate mărită.