15

Click here to load reader

curs organe de masini

  • Upload
    puliteh

  • View
    161

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

curs arcuri - organe de masini

Citation preview

Page 1: curs organe de masini

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)

Page 2: curs organe de masini

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

Page 3: curs organe de masini

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)

Page 4: curs organe de masini

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

Page 5: curs organe de masini

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)

Page 6: curs organe de masini

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)

Page 7: curs organe de masini

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

Page 8: curs organe de masini

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

Page 9: curs organe de masini

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)

Page 10: curs organe de masini

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)

Page 11: curs organe de masini

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)

Page 12: curs organe de masini

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

Page 13: curs organe de masini

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)

Page 14: curs organe de masini

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)

Page 15: curs organe de masini

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