Click here to load reader
Upload
puliteh
View
161
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
curs arcuri - organe de masini
Citation preview
1
OM-I Cap. 7 (Arcuri)1/Mai. 2013 - T. Cicone
DEFINITIE Componente mecanice proiectate si construite pentru a permite deformatii elastice mari cand sunt incarcate
• Aplicarea unei forte sau controlul miscarii (frane & ambreiaje,
tachet, intinzatoare, etc).
• Inmagazinarea energiei pentru a o restitui ulterior, treptat sau brusc
(prin soc) (actionarea ceasurilor, supape, masini de testat rezistenta
materialor, etc).
• Atenuarea fortelor transmise prin impact sau soc = AMORTIZARE
(automobile, trenuri de aterizare, amortizoare de recul, tampoane).
• Modificarea frecventei proprii ale sistemelor vibratorii (cuplaje,
tampoane de fixare a motoarelor, compresoare, etc).
• Masurarea fortelor sau a momentelor (dinamometre, traductori de
presiune, comparatoare, etc).
ARCURI
FUNCTII
OM-I Cap. 7 (Arcuri)2/Mai. 2013 - T. Cicone
F
F
TENSIUNEA PRINCIPALA DIN SPIRE
Tractiune Compresiune Incovoiere Torsiune
INC
AR
CA
RE
EX
TE
RIO
AR
A TractiuneArcuri din cauciuc
solicitate la tractiune
Arcuri spirale Arcuri elicoidale
solicitate la tractiune
Compresiune
Arcuri inelare Arcuri din cauciuc
solicitate la
compresiune
Arcuri disc Arcuri elicoidale
solicitate la
compresiune
IncovoiereArcuri lamelare/
Arcuri cu foi
TorsiuneArcuri elicoidale
solicitate la torsiune
Arcuri bara de
torsiune
F
F
Forfecare
F
F
ARCURI - Clasificari (i)
2
OM-I Cap. 7 (Arcuri)3/Mai. 2013 - T. Cicone
• Forma arcului/spirei – elicoidal, arc bara de torsiune, arcuri cu foi, arcuri disc, arcuri inelare,
arcuri din cauciuc, arc spiral, ne-conventional
• Tipul incarcarii exterioare – compresiune, intindere, incovoiere, torsiune, forfecare
• Tipul tensiunii principale din spira – compresiune, intindere, incovoiere, torsiune, forfecare
• Tipul materialului – metalic, ne-metalic
• Forma sectiunii normale a spirei – circulara, inelara, rectangulara, profilata
• Felul caracteristii elastice a arcului /rigiditatii (constanta arcului) – constanta, variabila
(progresiva/regresiva)
C R I T E R I I de CLASIFICARE
ARCURI - Clasificari (ii)
OM-I Cap. 7 (Arcuri)4/Mai. 2013 - T. Cicone
Constanta elastica (rigiditatea) k
f
Fk
d
d
d
d Mk
Caracteristica arcului
Incarcare
Deformatie
Doar pentru INCARCARE
PARAMETRII ARCURILOR (i)
F / M
f /
=arctan (k)
F / M
f /
progresiva
regresiva
F / M
f /
a) liniara
F / M
f /
b) ne-liniara
c) compusa
3
OM-I Cap. 7 (Arcuri)5/Mai. 2013 - T. Cicone
Energia specifica (factor de utilizare)
F
f f1 f2
F2
F1 W
2
d
f
f1
fFW
EV
W
max
W
2
2
Deformatie liniara
2
d
1
MW
GV
W
max
W
2
2
Deformatie unghiulara Doar pentru INCARCARE
PARAMETRII ARCURILOR (ii)
E
Vl
EAlAlFW
22
1
2
1
2
1 2
OM-I Cap. 7 (Arcuri)6/Mai. 2013 - T. Cicone
Randamentul arcului
u
f
u
u
a
a
WW
W
WW
WW
1
1
F
f
Wu
Wf
Wf
Wu
uf WWW
F
f
Wu
Wf
uf WWW
W
W
W
W fua 1
Factorul de amortizare
PARAMETRII ARCURILOR (iii)
4
OM-I Cap. 7 (Arcuri)7/Mai. 2013 - T. Cicone
Serie Paralel
21
111
kkke
21 kkke
21 FFF
21 fff
2
2
1
1
e k
F
k
F
k
Ff
21 FFF
21 fff
2211e fkfkfkF
F
F
k1
k2
F
Ff1
f2
k1 k2
F
F
F2F1
f
F
f
f1 f1
f2
F
f
F1
F2
F1
GRUPAREA ARCURILOR
OM-I Cap. 7 (Arcuri)8/Mai. 2013 - T. Cicone
ARCUL BARA DE TORSIUNE (i)
RFM t
F
Bara de sectiune (circulara)
constanta solicitata la torsiune
APLICATII
• Suspensii auto
• Bare antiruliu
• Traductor de cuplu
• Cuplaje elastice
F
d Diametrul
Suport
maxmin
5
OM-I Cap. 7 (Arcuri)9/Mai. 2013 - T. Cicone
Mt d
p
tmax
W
M
16
3dWp
232
4 dW
dI pp
p
t
IGM
G
d
IG
MMW max
p
tt
222
162
1
2
1
2
1
24
1622
22
G
d
G
d
max
W
Energia
Energia
specifica
Constanta
arcului
pIGk
Mt
Efortul principal- TORSIUNE
2
1W
Caneluri
Raze mari
Caneluri
Bara
circulara
Lagar
Capat fix
F
Lagar
ARCUL BARA DE TORSIUNE (ii)
OM-I Cap. 7 (Arcuri)10/Mai. 2013 - T. Cicone
Compresiune
© Robert Norton
ARCURI ELICOIDALE (i)
6
OM-I Cap. 7 (Arcuri)11/Mai. 2013 - T. Cicone
Arc elicoidal solicitat la compresiune
Arc elicoidal solicitat la intindere
© Robert Norton
ARCURI ELICOIDALE (ii)
Tensiune principala incovoiere
Intindere
Rasucire
Prestranse !
OM-I Cap. 7 (Arcuri)12/Mai. 2013 - T. Cicone
Do Dm
Di
H0 – Lungimea in stare
libera
H1 – Lungimea initiala
Hn – Lungimea minima
efectiva
Hb – Lungime de blocare
F1 – Preincarcare
Fn – Sarcina de lucru
d
Di m
Indicele arcului
i=3…12 (16)
n – numarul de spire active
i=3
i=12
ARCURI ELICOIDALE DE COMPRESIUNE (i)
7
OM-I Cap. 7 (Arcuri)13/Mai. 2013 - T. Cicone
F
M=F·Rm
cosmt FRM
sinFFa cosFT
< 10
mt FRM FT
0 ba MFt
F
n
n
T
Fa
FRm
Tensiunea tangentiala maxima Corectie pentru forfecare
ARCURI ELICOIDALE DE COMPRESIUNE (ii)
2
18
21
8
416
22323
id
F
D
d
d
FD
d
F
d
DF
A
F
W
M
m
m
m
p
tmax
sinmi
FRM
OM-I Cap. 7 (Arcuri)
dG
niF
GI
MDDf
p
tmm
38
22
14/Mai. 2013 - T. Cicone
Mt
=M t /Wp
=M t /Wp
Mt
Factor de corectie global
Deformatia axiala a arcului
La fibra interioara tensiunea
tangentiala este mai mare.
Corectie de curbura
Mt
Mt
>Mt /Wp
<Mt /Wp
ARCURI ELICOIDALE DE COMPRESIUNE (iii)
iK
6.11
2
8
d
iFKmax
34
24
i
iK
ii
iK
615.0
44
14
8
OM-I Cap. 7 (Arcuri)15/Mai. 2013 - T. Cicone
Caracteristica liniara fara amortizare
Verificarea la flambaj absolut necesara la arcurile lungi si subtiri
rt nnn
Numarul de total de spire
ARCURI ELICOIDALE DE COMPRESIUNE (iv)
F
f Factor de utilizare
2
1W
Energia inmagazinata
GK
indFfW
2
232
162
1
Constanta elasticani
dGk
38
OM-I Cap. 7 (Arcuri)16/Mai. 2013 - T. Cicone
2
6
bh
Fx
W
M
z
bxx
zEI
Ff
3
3
max
3
3
4
Ebhk
BARA INCASTRATA cu sectiune constanta vedere de sus
F
b
x h
F
M, b
F
x
f
Model Mecanic
Moment de incovoiere & variatia tensiunii maxime
2max
6
bh
F
Caracteristica liniara fara amortizare
ARCURI LAMELARE (i)
Factor de utilizare9
1W
9
OM-I Cap. 7 (Arcuri)17/Mai. 2013 - T. Cicone
Arc lamelar
Ambreiaj auto – placa de presiune
Vedere de sus
F
b(x)
x h
F
M
b0
2)(
6
)( hxb
Fx
xW
M
z
bxx
zEI
Ff
2
3
max
3
30
6
hEbk
xbxb 0)(
.6
20
consthb
Fx
Caracteristica liniara fara amortizare
BARA INCASTRATA cu tensiune constanta
Factor de utilizare
3
1W
ARCURI LAMELARE (ii)
OM-I Cap. 7 (Arcuri)18/Mai. 2013 - T. Cicone
2)(
6
)( xbh
Fx
xW
M
z
bxx
xhxh 0)(
Vedere de sus
F
b
x h(x)
F
M
h0
.6
20
constbh
Fx
F F
2F
Arc elliptic
Arc dublu
eliptic
F F
2F
BARA INCASTRATA cu tensiune constanta
Caracteristica liniara fara amortizare
Factor de utilizare3
1W
ARCURI LAMELARE (iii)
10
OM-I Cap. 7 (Arcuri)19/Mai. 2013 - T. Cicone
Foi principale (np=2)
Foaie principala (np=1)
Foaie secundara (ns)Brida de
fixare
FRECARE intre foile adiacente
Capacitate inalta de AMORTIZARE
ARCURI LAMELARE (iv)
OM-I Cap. 7 (Arcuri)20/Mai. 2013 - T. Cicone
ARCURI LAMELARE (v)
11
OM-I Cap. 7 (Arcuri)21/Mai. 2013 - T. Cicone
• Preiau forte in doua plane perpendiculare
• Gabarit oarecare
• Amortizare excelenta
• Tehnologie simpla
• Sigure
• Nu necesita intretinere
ARCURI LAMELARE (vi)
OM-I Cap. 7 (Arcuri)22/Mai. 2013 - T. Cicone
2F
FF
nn
K
p
w
19
2 1
2max
6
nbh
F
zEI
FKf
3
3
1
nnK
p
2
31
Mobilitate axiala
F
f Wu
Wf
Wf
Wu
uf WWW
ARCURI LAMELARE (vii)
12
OM-I Cap. 7 (Arcuri)23/Mai. 2013 - T. Cicone
•Incarcare: COMPRESIUNE
•Solicitare principala- Incovoiere
APLICATII
• Fundatii de masini unelte sau cladiri
• Tampoane de vagoane
• Suport de matrite
• Cuplaje de siguranta cu frictiune
• Asamblari filetate
h
t
Di
Do
F
3
22
1 21
4tt
fhfh
DK
EfF
o
Ipoteza: incarcare uniforma pe margine
ARCURI DISC (i)
f
F
h/t
OM-I Cap. 7 (Arcuri)24/Mai. 2013 - T. Cicone
FF F
Serie Paralel Combinatie
seri - paralel
ARCURI DISC (ii)
Pachete de arcuri disc
13
OM-I Cap. 7 (Arcuri)25/Mai. 2013 - T. Cicone
F
f Wu
Wf
Wf
Wu
uf WWW
•Incarcare: COMPRESIUNE
•Solicitare principala- Compresiune (inel int.) Intindere (inel ext.)
ARCURI INELARE (i)
Caracterizare•Amortizare importanta
• Rigiditate mare
•Ruperea unui inel nu modifica semnificativ performantele si poate fi repede reparata
• Supraincarcarea nu produce distrugerea arcului – este limitata de contactul frontal al inelelor
OM-I Cap. 7 (Arcuri)26/Mai. 2013 - T. Cicone
APLICATII
• Fundatii de masini unelte sau cladiri
• Tampoane de vagoane
• Ciocane pneumatice
• Suport masini de ridicat mobile
• Absorbitori de soc in artilerie
Inel crestat
ARCURI INELARE (ii)
14
OM-I Cap. 7 (Arcuri)27/Mai. 2013 - T. Cicone
F
h
rm
Ff
Ff
Fn
Fn
F
cos
sincossin
nn FFF
tan
1
m
rrh
Fp
Incarcare
tan
1**
m
rRh
Fp
Descarcare
ARCURI INELARE (iii)
tan2
tan
w
tan
tan*
F
F
74.0a
814
tan
tan1
a
8.0w
OM-I Cap. 7 (Arcuri)28/Mai. 2013 - T. Cicone
F
f a)
inelul sectionat
intra in contact
ARCURI INELARE (iv)
15
OM-I Cap. 7 (Arcuri)29/Mai. 2013 - T. Cicone
Montaj in tandem Montaj spate-in-spate
Arc spiral de torsiune Arc cu forta constanta
ARCURI SPIRALE (i)
Arc cu forta constanta
Arc elicoidal de
intindere
Incarcare
Deformatie Deformatie
initiala
Arc spiral
(torsiune)
OM-I Cap. 7 (Arcuri)30/Mai. 2013 - T. Cicone
Arc bloc de compresiune © Thai obayashi
ARCURI DIN ELASTOMERI (din “cauciuc”) (i)
Arc bloc solicitat la forfecare
Arc bloc solicitat la compresiune sau la incovoiere
Inel din elastomer vulcanizat pe o bucsa de metal