Mecanism cu fricțiune

ELEMENTE PENTRU TRANSMITEREA, TRANSFORMAREA

SI AMPLIFICAREA SEMNALELOR

CARACTERIZARE. GENERALITATI

Elementele pentru transmiterea, transformarea si amplificarea semnalelor au, in general, rolul de a transmite si transforma mişcarea fie cantitativ (de la o viteza la alta), fie calitativ (din rotaţie in translaţie sau invers). Ele sunt denumite, adeseori, si transmisii mecanice.

Transmiterea si transformarea mişcării se poate face:

- prin contact direct, ca la rotile dinţate, rotile de fricţiune, mecanismele cu şurub, cu pârghie;

- cu element intermediar ca la transmisiile prin curele, banda, lanţuri.

Transmiterea si transformarea mişcării de rotaţie, cea mai răspândita mişcare din tehnica se poate face cu roti de fricţiune, roti dinţate, transmisii prin curele, banda si lanţ.

Raportul cantitativ cu care se transforma viteza unghiulara sau turaţia se numeşte raport de transmitere. Daca se notează cu ω1 viteza unghiulara a elementului conductor si cu n1, turaţia, cu ω2 viteza unghiulara a elementului condus si cu n2, turaţia raportul de transmitere, va fi:

i12 = ω1 / ω2 =  n1 / n2.

Semnul plus, luat convenţional, corespunde mişcării in acelaşi sens, iar semnul minus in sensuri contrare.

La transmisia cu frictiune raportul de transmitere i12 este constant, la fel si la reductorul cu roti dinţate. Daca i12 > 1 deci ω1 > ω2 transmisia este multiplicator.

Daca se notează cu Mt1 momentul transmis de elementul conducător, momentul la elementul condus va fi:

Mt2 = i12 Mt1

in care  reprezintă randamentul transmisiei.

In practica, de multe ori se cere ca viteza elementului condus sa se menţină constanta la o viteza constanta a elementului conducător. Pentru realizarea acestui scop este necesar ca rotile de fricţiune sau dinţate, la transmiterea prin contact direct, sa aibă secţiunea circulara.

TRANSMISIILE CU FRICTIUNE

Transmisiile cu fricţiune reprezintă cea mai simplă cale de transmitere a mişcării de rotaţie. Funcţionarea lor se bazează pe frecarea care ia naştere între suprafeţele în contact ale elementelor.

Clasificarea se poate face în funcţie de raportul de transmitere în transmisii cu raport de transmitere constant şi cu raport de transmitere variabil, deci variatoare de viteză sau turaţie.

Avantajele transmisiilor cu fricţiune sunt: construcţie şi execuţie simple; funcţionare lină şi fără zgomot; posibilitatea patinării la suprasarcini; lipsa curselor moarte; reglare uşoară a vitezei elementului condus; cuplări şi decuplări comode. Ca dezavantaje se pot menţiona: necesitatea unor forţe de apăsare dintre roţi (care cer şi introducerea de elemente suplimentare); solicitări mari în arbori şi lagăre; uzură pronunţată; gabarit şi greutate mari.

Roţile cu fricţiune se întrebuinţează în diferite domenii ale mecanicii fine. Ele pot realiza următoarele rapoarte de transmitere: i12 < 7, la mecanismele obişnuite; i12 < 15 la mecanismele neportante; i 12 < 25, pentru mecanismele acţionate manual.

Materialele utilizate pentru roţile de fricţiune trebuie, în primul rând, să aibă un coeficient de frecare cât mai mare, pentru a se obţine forţe de apăsare mici. În plus, pentru ca valoarea coeficientului de frecare să se menţină aproximativ constantă, este necesar ca materialele să fie rezistente la uzură şi să aibă un modul de elasticitate ridicat, pentru ca deformarea permanentă să fie cât mai mică.

Pentru transmisiile portante, se poate utiliza oţelul căli pe oţel călit, care permit realizarea unor dimensiuni de gabarit relativ mici, însă necesită prelucrare şi montaj precise. Mai rar se utilizează fonta pe fontă, care are aceleaşi dezavantaje ca oţelul, la care se mai adaugă şi rezistenţa scăzută la presiune de contact. Transmisiile prin fricţiune cu roţi metalice pot funcţiona, atât uscate, când realizează coeficienţi de frecare mai mari, cât şi în băi de ulei, când au o durabilitate mai mare.

Pentru toate tipurile de roti de fricţiune, dau bune rezultate otelul pe materiale plastice ( in special textolit), deoarece funcţionează uscat, au coeficienţi de frecare mari deci forte forte de apăsare mici, nu necesita prelucrare prea îngrijita. Au dezavantajul unui randament mai scăzut si a unor dimensiuni de gabarit mai mari.

Fibra, pielea, asbestul presat, hârtia stratificata, cauciucul se utilizează ca bandaj pentru suprafeţele de contact si au dezavantajul ca se deformează uşor, chiar daca au fost făcute mai rezistente prin diferite procedee de întărire.

Transmisiile cu roţi de fricţiune sunt transmisii cu elemente rigide cu suprafaţa de lucru de revoluţie. Mişcarea se transmite de la arborele conducător la cel condus prin intermediul frecării între corpurile de fricţiune.

Prin construcţia ingenioasă, unele neajunsuri cunoscute ale acestor transmisii – încărcări mari pe arbori si lagăre, gabarite mari – au putut fi substanţial reduse. De aceea în tehnica actuala transmisiile cu roti de fricţiune sunt mult folosite, ca transmisii cu raport de transmitere constant până la puteri de 800 kW şi mai ales, ca variatoare –pentru puteri până la 200 kW. Făcând abstracţie de alunecarea elastica care este mai mica de 1%, transmisiile cu fricţiune pot realiza un raport de transmitere constant.