Transmisii prin curele

TRANSMISII PRIN CURELE

Notiuni de baza

Transmisia cu curea este un mecanism avand rolul de a transmite miscarea-deci cuplul motor-de la arboreal de antrenare la cel antrenat prin intermediul unui element de tractiune numit curea.

Cureaua este o banda inchisa (fara fine), flexibila si extensibila.Ea se infasoara si adera pe suprafetele periferice ale rotilor de transmisie,fixate pe arbori.

Elementele componente ale transmisiei cu curele sunt:

• cei doi arbori intre care se transmite miscarea;
• lagarele de sprijinire a arborilor;
• doua roti de transmisie(una conducatoare si alta condusa);
• cureaua de legatura ca element de tractiune;
• eventual un dispozitiv de intindere a curelei.

Avantajele transmisiei prin curele:

transmiterea energiei si a miscarii se face la distante convenabile

funtionarea este silentioasa

permite amortizarea socurilor si a vibratiilor

la suprasarcini, exista posibilitatea patinarii curelei, deci are loc o protectie a mecanismelor

costul este scazut, in raport cu al altor transmisii

precizia de executie este relative scazuta

Dezavantajele transmisiei prin curele:

gabarit mare in comparative cu transmisia cu roti dintate

produc zgomot la cuplare si decuplare

raportul de transmitere nu este constant, deoarece forta tangentiala este variabila datorita alunecarii

din cauza tensionarii curelei, se produc incarcari suplimentare in lagare si arbori

din cauza deformatiilor remanente ale curelei, aceasta trebuie refacuta sau chiar inlocuita periodic

durabilitatea este limitata

poate provoaca incarcari electrostatice

Clasificare:

1. In functie de modul infasurarii curelei si de pozitia axelor de rotatie,se disting urmatoarele tipuri de transmisii:
• transmisii paralele cu acelasi sens de rotatie(fig. 13.1,a,e);
• transmisii incrucisate avand rotile tot cu axele paralele,dar cu sensurile de rotatie opuse(fig. 13.1,b,d);
• transmisii incrucisate in spatiu sub un unghi de 90° (fig. 13.1,c) sau sub un unghi oarecare (fig. 13.1, f).

2. In functie de forma sectiunii transversale a elementului de tractiune se disting transmisii cu curele late, trapezoidale sau rotunde (fig. 13.1, g).

Avantaje:

Flexibilitatea elementului de tractiune determina functionarea linistita a transmisiei fara socuri sau vibratii. Posibilitatea transmiterii la distante mari intre axe (A ≤ 10 m), cu un raport de transmitere mare( i ≤ 30), simplitatea constructiva si eficienta economica asigura transmisiilor cu curele un larg domeniu de aplicatie in constructia de masini si aparate. Ele se folosesc pentru transmiterea de puteri de la cele mai mici pana la 3000 kW, cu turatii pana la 16000 rot/min si viteze periferice pana la 50 m/s.

Domeniul de utilizare este limitat de alunecarea elastica a curelei pe roata in limitele ε = 0 .5%, ceea ce face imposibila transmiterea uniforma a miscarii, cu un raport de transmitere constant.

Randamentul transmisiei este foarte ridicat (η = 0 .0,98), iar alunecarile elastice pot fi diminuate prin dispozitive de asigurare a unei aderente sporite a curelei pe roata (fig. 13.1, a).

Exploatarea optima a curelei este determinate de urmatoarele conditii:

• alegerea rationala a diametrului rotii mici (D₁ ≥ 30.50)δ (δ fiind grosimea curelei - fig. 13.1, g);
• mentinerea unei distante intre axe A, cuprinsa in limitele: 0,7(D₁ + D₂) ≤ A ≤ 2(D₁ + D₂);
• asugurarea aderentei curelei pe roti prin montarea curelei pretensionate in repaus cu o forta S₀ mai mare decat forta utila F_u necesar a fi transmisa;
• viteza periferica san u depaseasca 10.30 m/s;
• la transmisiile orizontale (fig 13.1,a) ramura de joss a fie incarcata (conducatoare).

Materiale

Rotile de transmisie se executa din fonta, otel, aliaje de aluminiu, materiale plastice.Pentru confectionarea curelelor se intrebuinteaza: piele de bovine, crupon, cauciuc sau panza cauciucata, fibre textile, materiale plastice.

Principalele caracteristici ale materialelor pentru curele sunt indicate in tabelul 13.1

TABELUL 13.1

Parametrii geometrici si cinematici ai transmisiei

Alunecarea elastica a curelei pe roti se explica prin deformatie elastica a curelei datorita alungirii ramurii active.Analizand vitezele ramurii active v₁ si ramurii v₂ ,rezulta ca, in timpul functionarii transmisiei, in curea are loc trecerea de la viteza v₁ in ramura active la valoarea v₂ in ramura pasiva in care cureaua ramane mai groasa, deci v₁ < v₂ adica v₂/v₁ < 1; in acelasi timp, viteza periferica a rotii conduse (V₂), este mai mica decat cea a rotii conducatoare (V₁), datorita fenomenului de alunecare elastica a curelei pe periferia rotilor.Pentru caracterizarea cantitativa a acestui fenomen se foloseste coeficientul de alunecare elastica εcare exprima pierderea relative de viteza in transmiterea miscarii, adica:

sau in procente

Coeficientul de alunecare elastica variaza in limitele ε=0 ..5 %.

Raportul de transmitere se calculeaza aproximativ facandu-se abstractie de influenta alunecarii curelei, deci in ipoteza vitezelor egale v₁ = v₂. Rezulta

(13.1)

In practica se recomanda    i ≤ 8.

Cand se cere o valoare mai precisa a raportului de transmitere, se ia in consideratie alunecarea specifica prin coeficientul caracteristic astfel :

; deci: . (13.2)

Notand cu    δ grosimea curelei late (fig.13.1, g), diametrul limita D₁ favorabil infasurarii curelei este:D₁ ≥ 50δ. Practic se ia D₁ = (50.80 , care poate fi determinat cu relatia aproximativaa lui Saverin:

[mm]. (13.3)

unde este puterea de calcul; P- puterea necesara masinii antrenate; η= 0,95 - randamentul transmisiei; n₁ = turatia rotii motoare.

D₁ se rotunjeste la valoarea indicata in STAS 6011.

In cazul curelelor cu sectiune trapezoidala, diametrul favorabil S₁ a rotii mici este indicat in STAS 1162 in functie de sectiunea curelei.

Lungimea curelei infasurate pe roti trebuie determinata, intrucat lungimea reala a curelei inchise, nemontata, trebuie sa fie mai mica. Aceasta diferenta rezulta din necesitatea montarii curelei pe roti prin intindere sau pretensionare. Ca urmare este asigurata aderenta curelei pe roti si din aceasta cauza in curea apare o forta care solicita transmisia atat in functionare cat si la mersul in gol.

In cazul transmisiilor cu posibilitati de reglare a intinderii, lungimea geometrica este egala cu lungimea reala L, data de relatia:

(13.4)

in care:

; A-distanta dintre centrele rotilor.

Principalele elemente geometrice ale transmisiei in ipoteza intinderii liniare a ramurilor curelei sunt indicate in figura 13.2.

Lungimea L a curelelor trapezoidale se rotunjeste la valoarea indicate in standard. In acest caz, din ecuatia de gradul doi (13.4) cu variabila A rezulta:

(13.5)

Imbinarea capetelor curelelor plate se face prin:cusatura cu agrafe speciale, prin lipire, prin coasere, cu suruburi sau cu nituri. De modul imbinarii capetelor se tine seama la cotarea lungimii L.

Unghiul de infasurare    β. Buna functionare a transmisiei este conditionata si de unghiul β₁ corespunzator infasurarii curelei pe roata mica (fig. 13.2). La curelele late β₁ > 150s, iar la cele trapezoidale β₁ > 110s.

Distanta dintre axe A. Valoarea unghiului de infasurare β₁ creste cu distanta dintre axele de rotatie. Valoarea minima limiteaza distanta dintre axe in functie de diametrul rotii mari D₂, dupa cum se indica in figura 13.1

Constructia rotilor pentru curele late

Rotile pentru curele late se construiesc cu spite (fig. 13.3,a) sau sub forma de disc (fig. 13.3,b). Numarul z al bratelor se determina cu relatia empirica D, unde D este diametrul rotii de curea, in mm. Daca z ≤ 3, roata se construieste sub forma de disc. Pe figure sunt indicate, orientativ datele constructive de baza ale rotilor pentru curele late.

Calculul curelelor trapezoidale

Curelele trapezoidale sunt de constructie inchisa (fara sfarsit). Lungimea L si aria sectiunii A_c sunt standardizate (STAS 1164/1, 7192/2 si STAS 7503/2) intr-o gama de 27 tipodimensiuni pentru lungimi, 7 sectiuni normale (Y, Z, A, B, C, D, E) si5 sectiuni corespunzatoare curelelor trapezoidale inguste    (STAS 10076 si 10696).

Calculele efectuate in paragraful 13.1.2 se refera atat la transmisiile prin curele late, cat si la cele prin curele trapezoidale. In relatiile generale de calcul ale curelelor trapezoidale se va lua in consideratie lungimea    primitiva L_d corespunzatoare diametrului primitive d_d (fig. 13.4).

Rotile de curea necesita o executie mai precisa pentru asigurarea unei montari si functionary corecte si cu suprafete prelucrate intentionat rugoase in vederea asigurarii unei puteri effective date P, in kW:

[curele]. (13.6)

In aceasta relatie P₀ reprezinta puterea specifica transmisa de o singura curea cu sectiunea A_c data in tabele (STAS 1163), iar K₁ si K₂ sunt coeficientii de corelatie; K₁ depinde de regimul de lucru si de tipul masinii antrenate, iar K₂ depinde de unghiul de infasurare a curelelor pe roata mica. Valorile lor sunt date in standard (STAS 1163), unde este cuprinsa intreaga metodologie de lucru.

Raportul de transmitere i se determina in functie de valorile diametrelor primitive:

i=d_d2/d_d1.

Curelele trapezoidale se noteaza prin simbolul tipului sectiunii si numarul corespunzator valorii lungimii L₀. De exemplu A2500 STAS 1164/1.

Caracteristicile constructive ale rotilor sunt de asemenea standardizate si se noteaza cu simbolul RCT urmat de: diametrul primitive d, simbolul sectiunii canalului si unghiul canalului. De exemplu RCT 800 B 34s STAS 1162 (roata pentru curea trapezoidala tipul B cu unghiul canalului a= 34s).

Pentru preintinderea curelelor si mentinerea tensiunii necesare asigurarii aderentei optime se folosesc diferite sisteme. Un dispozitiv obisnuit cu contragreutati este schematizat in figura 13.5. Acest sistem se aplica atunci cand lagarul rotii este mobil.

Asamblarea transmisiilor prin curele

Corectitudinea montajului influenteaza comportarea, precum si durabilitatea transmisiei prin curele. De aceea se vor controla cu atentie respectarea tolerantelor legate de paralelismul arborilor, dar si bataia radiala si frontala a rotilor de curea.

Pentru ca montajul si functionarea sa fie corecte, trebuie sa se tina seama de urmatoarele aspecte:

• pentru a nu se desface lipitura la curele cu capete lipite, montajul se va face ca in figura 1.4

• la tensiunile cu curele late orizontale, montajul se face cu ramura conducatoare in partea de jos, pentru ca, datorita greutatii proprii, sa creasca unghiul de desfasurare
• pentru a nu-si pierde flexibilitatea, curelele sunt unse din timp in timp, dup ace, in prealabil, au fost spalate cu apa si sapun
• curelele din piele se monteaza cu partea lucioasa in exterior pentru a nu creste coeficientul de frecare cu obada rotii
• dupa montaj, se verifica intinderea curelei prin masurarea sagetii pe care aceasta o face la o anumita apasare
• in timpul functionarii, se verifica daca rotile se incalzesc, ceea ce indica patinarea curelei
• pentru evitarea    accidentelor, tarnsmisiile prin curele sunt imprejmuite cu plase sau gratii.

Montarea, demontarea si reglarea transmisiilor cu curele nu se face in timpul functionarii.