Roti de rulare

Roti de rulare

1. Roti cu obada rigida

Rotile de rulare cu obada rigida se executa in forme variate si din materiale diferite, in functie de tipul masinii de ridicat, de incarcare, viteza, destinatie etc.

Rotile de rulare pot fi clasificate, in functie de destinatia lor, in roti conducatoare (motoare) si roti conduse; dupa forma obezii rotile pot fi cilindrice sau conice; ele pot fi prevazute cu buze de o parte sau de ambele parti ale obezii; rotile pot fi de fonta, sau de otel, ele putandu-se monta pe o axa fixa sau pe axa rotitoare.

Rotile de rulare conducatoare au legatura cinematica cu mecanismul de deplasare si asigura miscarea vehiculului (macara sau carucior) datorita aderentei dintre obada lor si sine. Rotile conduse se rotesc liber. Rotile de rulare conducatoare nu prezinta deosebiri constructive fata de cele conduse, in cazul montarii lor pe arbore, respectiv pe osie rotitoare (fig. 7.1). in cazul montarii lor pe osii fixe, rotile conducatoare (fig. 7.2, a, b) se deosebesc de cele conduse (fig. 7.2, c) fie prin prezenta bosajelor pentru suruburile de fixare ale coroanei dintate, fie prin latimea mai mare a butucului, care sa permita montarea pe el a rotii dintate.

Rotile de rulare se construiesc in majoritatea cazurilor cu obada cilindrica. Aceste roti sunt standardizate. Se utilizeaza insa si roti cu obada conica (fig. 7.3) la macaralele deplasabile cu deschidere mare sau la carucioarele deplasabile pe talpile inferioare ale profilelor I (instalatii monosina).

Folosirea rotilor conice duce la micsorarea rezistentelor suplimentare care apar la inscrierea in curba, iar la mersul inegal al macaralei (mers in deriva) restabileste pozitia normala. Conicitatea rotilor variaza intre 1:10 si 1:20, in functie de raza de curbura a coroanei sinei sau de inclinarea talpii profilului I.

In mod obisnuit se folosesc roti de rulare cu buze bilaterale. Se pot folosi roti cu o singura buza la masini de ridicat cu ecartament sub 4 m. Fac exceptie carucioarele podurilor rulante, macaralele turn, capra si semicapra la care se utilizeaza obligatoriu roti cu buze bilaterale, indiferent de ecartament. Latimea activa a obezii rotilor cu buze bilaterale trebuie sa depaseasca latimea sinei cu cel putin 10 mm.

Totdeauna, diferenta δ dintre latimea rotii si latimea sinei (fig. 7.4) trebuie sa satisfaca relatia:

,

in care: Δs este abaterea ecartamentului de la dimensiunea nominala; ΔL - abaterea deschiderii macaralei de la dimensiunea nominala; λ - jocul lateral al rotilor si boghiurilor.

La rotile cu o singura buza, latimea obezii trebuie sa fie mai mare decat cea a coroanei sinei cu cel putin 30 mm. Raza de racordare a buzei trebuie sa fie mai mica cu 1,54 mm decat raza coroanei sinei, deoarece, in caz contrar, exista pericolul ridicarii rotii de pe sina (fig. 7.5). Inaltimea buzei se considera h = 12,525 mm, iar inclinarea ei, β = 6°.

Rotile de rulare se executa obisnuit prin turnare din otel (cel putin de calitatea OT 55). Pentru masini de ridicat cu actionare manuala, sau cu actionare electrica, dar la care sarcina pe roata nu depaseste 50 kN si viteza 0,5 m/s se pot folosi si roti din fonta (calitatea FC 20). Rotile de rulare pentru cai suspendate se executa din otel de calitate (OLC 45). Duritatea suprafetei de rulare tratate termic se recomanda sa fie de minimum 300 HB. Suprafata activa a obezii se prelucreaza admitandu-se abaterea limita h 11.

Osiile si arborii rotilor de rulare se executa din OL 50 sau OLC 45.

Rotile de rulare se monteaza pe osii fixe prin intermediul bucselor de bronz sau al rulmentilor (fig. 7. 6). In cazul montarii rotilor pe bucse de bronz se folosesc doua semibucse, care, la deformatia osiei, asigura o repartitie mai uniforma a presiunii intre aceasta si butucul rotii. Folosirea rulmentilor, desi mareste pretul de cost, duce la cheltuieli de exploatare mai reduse (consum mai redus de energie electrica si de lubrifianti). Ungerea se asigura printr-un ungator cu palnie, montat in capul osiei sau in butucul rotii. Reglarea pozitiei corecte a rotii se face cu ajutorul saibelor, introduse intre butucul rotii si scheletul metalic al macaralei.

Montarea rotilor de rulare conducatoare pe arbori (fig. 7.7. a) si a celor conduse pe osii rotitoare (fig. 7.7. b) usureaza montarea si demontarea rotilor si supravegherea rulmentilor. Arborii sau osiile rotitoare se monteaza in lagare unghiulare care permit o fixare usoara.

Sarcina care incarca roata, o solicita la compresiune locala, datorita contactului liniar sau punctiform dintre sina si roata. Repartitia tensiunilor este prezentata in figura 7.8.

Expresia cu care se determina valoarea tensiunilor este functie de felul con-tactului. Pentru contactul liniar exterior relatiile teoriei elasticitatii indica:

(7.1)

in care: P este valoarea de calcul a incarcarii pe roata; k - latimea utila a sinei de rulare; E₁ si E - modulele de elasticitate ale sinei si rotii; ρ₁ si ρ₂ razele de curbura ale corpurilor in contact.

Notand:

si tinand seama ca raza de curbura a rotii este , unde D este diametrul rotii, iar raza de curbura a sinei este rezulta:

(7.2)

Din relatia (7.2) se obtine:

(7.3)

Notand:

, (7.4)

rezulta:

, mm (7.5)

Valoarea de calcul a incarcarii pe roata se determina cu relatia:

, N (7.6)

in care: P_min este incarcarea minima pe roata; P_max - incarcarea maxima pe roata; C₁ - coeficient de viteza; C₂ - coeficient de regim.

Valorile coeficientului de viteza C₁ sunt prezentate in tabelul

Tabela Valorile coeficientului de viteza C

Valorile coeficientului de regim sunt indicate in tabelul 7.2.

Tabelul 7.2. Valorile coeficientului de regim C

Latimea utila a sinei poate fi calculata cu relatia:

, (7.7)

in care b este latimea sinei; r - raza de racordare. Relatia (7.5) poate fi aplicata cu suficienta exactitate si la sinele cu suprafata de rulare bombata (contact punctiform), considerand latimea utila a sinei:

. (7.8)

Valorile presiunii admisibile p_a sunt indicate in tabelul 7.3.

Tabelul 7.3. Valorile presiunii admisibile p_a

6.1.2. Roti cu pneuri

La macarale rotitoare deplasabile pe sol se folosesc roti cu pneuri de tip auto, de dimensiuni mari, cu diametrul exterior de 10001800 mm, cu latimea de 250 500 mm, cu diametrul jantei de 400700 mm si cu incarcarea admisibila pe roata de 25100 kN. Indicarea pneurilor se face printr-un produs de doua cifre, primul reprezentand latimea, iar al doilea diametrul de montaj (diametrul jantei).

Rotile cu pneuri pot fi conduse (fig. 7.9, a) si motoare (fig. 7.9, b). Ele se monteaza pe semiaxe, cate una, doua sau mai multe, numarul total al rotilor depinzand de sarcina pe osie, iar numarul de roti motoare, de sarcina si de forta aderenta necesara.

Incarcarea admisibila pe roata depinde de constructia anvelopei si de presiunea din camera. Pentru realizarea unei durabilitati acceptabile a anvelopei, este necesar ca sageata acesteia sa nu depaseasca 3,5% din diametrul exterior.

Suprafata de contact dintre teren si o roata de diametru exterior D si latime B va fi o elipsa, avand semiaxele a si b (fig. 7.10). Valorile acestora sunt:

, (7.9)

. (7.10)

Suprafata elipsei de contact va fi:

. (7.11)

Tinand seama de faptul ca ultimii doi termeni de sub radical sunt mici in comparatie cu primul si pot fi neglijati, rezulta:

. (7.12)

Daca presiunea in camera este p incarcarea P pe roata, corespunzatoare suprafetei de contact A va fi:

, (7.13)

in care ξ este un coeficient care tine seama de rigiditatea anvelopei (ξ = 1,11,2).

Presiunea in camera, functie de constructia rotii, variaza intre 25 si 70 MPa.

Daca in relatia (7.13), in locul sagetii y se introduce valoarea admisibila a acesteia (y = 0,035·D), se obtine incarcarea admisibila pe roata:

. (7.14)