Bine Ati Venit !!! - Lagarele Cu Alunecare Proiectul Meu Rosca

GRUPUL SCOLAR AGRICOL BARCANESTI

JUDETUL PRAHOVA

PROIECT

Specialitate: TEHNICIAN MECANIC PENTRU INTRETINERE

SI REPARATII.

Tema: REPARAREA, MONTAREA SI DEMONTAREA LAGARELOR

CU ALUNECARE

Indrumator: Absolvent:

Rosca Gheorghe Cotfas Marian-Petru

2009

LAGARE CU ALUNECARE

1.1. CARACTERIZARE. CLASIFICARE. DOMENII DE FOLOSIRE

Lagarele cu alunecare reprezinta organe de masini care asigura rezemarea pieselor cu miscare de rotatie, de regula arbori sau osii rotitoare, preiau fortele care încarca piesele respective si lucreaza în conditiile unei alunecari relative a suprafetei fusului arborelui pe suprafata lagarului (cuzinetului), cele doua suprafete fiind separate printr-o pelicula de lubrifiant.

Clasificarea lagarelor cu alunecare se face dupa mai multe criterii, prezentate în continuare:

_ dupa regimul de frecare (uscata, limita, mixta, fluida);

_ dupa directia fortei preluate (radiala, axiala, axial-radiala, radial-axiala);

_ dupa forma suprafetei de frecare (cilindrica, conica, sferica);

_ dupa modul de realizare a frecarii fluide (hidrodinamice (HD), elastohidrodinamice (EHD), gazodinamice (GD), hidrostatice (HS), gazostatice (GS), hibride (hidrostaticohidrodinamice));

_ dupa pozitia pe arbore (de capat, intermediare);

_ dupa felul miscarii de rotatie (completa, oscilanta).

Avantajele lagarelor cu alunecare se reduc la urmatoarele:

ghidare mai precisa a arborilor fata de carcase, datorita numarului mai mic de piese fata de lagarele cu rostogolire;

filmul de lubrifiant preia, în mare masura, socurile si vibratiile si contribuie la reducerea zgomotului;

au dimensiuni de gabarit radiale mai reduse decât lagarele cu rostogolire;

au durate de functionare mai mari decât lagarele cu rostogolire si pot functiona la turatii mari si foarte mari.

Dezavantajele acestor lagare constau în:

coeficienti de frecare (pierderi prin frecare) mai mari decât la lagarele cu rostogolire;

gabarit în directie axiala mare;

grad de standardizare mai redus decât în cazul rulmentilor si consum de lubrifiant mare.

Domeniile de folosire ale lagarelor cu alunecare este mai redus decât al lagarelor cu rulmenti si se recomanda în acele cazuri în care lagarele cu rostogolire nu pot fi utilizate: la turatii foarte mari, la care durabilitatea rulmentilor este redusa; la arborii care trebuie ghidati foarte precis; în cazul lagarelor supuse socurilor si vibratiilor; în cazul când se impun dimensiuni de gabarit radiale foarte mici; la dimensiuni de gabarit foarte mari, pentru care nu se executa rulmenti în serie si la care lagarele cu alunecare sunt mai ieftine; în conditii de umiditate si mediu agresiv, în care lagarele cu rostogolire nu pot fi folosite; la mecanismele cu functionare lenta si putin solicitate, la care costul

unui lagar cu alunecare este mai redus decât al unui rulment.

Ansamblarea lagarelor cu alunecare

Lagarele cu alunecare sint utilzate in cazul existentei conditiilor grele de lucru, ele rezista lo socuri, lovituri, vibratii etc. In functie de pozitia arborelui care se sprijina pe ele, lagarele cu alunecare se impart in doua marii categorii: lagare pentru arborii orizontali si lagare pentru arbori verticali, numite si crapodine.

1. Asamblarea lagarelor cu alunecare pentru arbori orizontali.

Din punct de vedere constructiv, cel mai simplu tip de lagar se prezinta sub forma unei gauri cu diametru egal cu cel a fusului, executata in batiul masinii. Pentru a micsora frecarea, se introduce o buxa metalica numite cuzinet, din bronz, fonta sau alt material antifrictiune (fig. 1.1, a). O alta constructie perfectionata foloseste lagare cu capac (fig. 1.1, b), compusa din corpul 1, capacul 2 si cuzinetul sectionat 3. Capacul prins de corp prin suruburi permite montarea si demontarea usoara si rapida a arborelui, precum si ajustarea jocului dintre cuzinet si arbore.

Fig. 1.1. Lagare cu alunecare.

Intre cele doua jumatati ale cuzinetului, uneori, se introduc adaosuri de reglare formate din foi subtiri de alama sau de otel. Tehnologia de montaj a lagarelor cu alunecare pentru arborii orizontali este determinata de constructia cuzinetilor. Astfel la lagarelor de tip bucsa, ansamblarea consta din presarea bucsei in corp, folosindu-se un dorn de ghidare si centrare.

Ansamblarea lagarelor cu capac necesita o atentie deosebita, pentru a se asigura jocul necesar intre cuzinet si fus. Un joc prea mic poate aduce la frecari asa de mari incat caldura produsa poate provoca topirea materialului cuzinetului.

Cuzinetii se monteaza in locul lor cu deosebita atentie, pentru a se evita asezarea lor deplasata, care duce, in timpul exploatarii, la deformarea lor si la ovalitatea gaurii pentru arbore.

Capacul lagarului se centreaza in corp cu stifturi (fig. 1.2, a), prin canale (fig. 1.2, b) sau cepuri (fig. 1.2, c) si se fixeaza cu doua sau mai multe prezoane. Stifturile de impiedicare a rotirii se introduc prin presare cu ajutorului unui dorn, asupra caruia se aplica lovituri usoare de ciocan. Capacul se aseaza pe prezoane cu mana sau cu lovituri usoare de ciocan, aplicate cu un ciocan de lemn pe mijlocul sau, pentru a se evita introducerea lui deplasata.

Cea mai simpla metoda de realizare a jocului necesar intre fus si cuzinet consta in folosirea adaosurilor introduse intre capac si corp.

Marimea jocului se verifica cu calibru de interstitii sau, cand muncitorul are experienta suficienta, prin rotirea cu mana.Daca jocul nu este corespunzator, el se modifica prin schimbarea adaosurilor. La lagarele de dimensiuni mari locul se regleaza prin strangrea unor suruburi prevazute in acest scop in corpul lagarului, cu ajutorul carora cuzinetul este apasat asupra fusului.

Dupa terminarea ansamblarii lagarului se verfica ungerea, urmarindu-se daca in timpul functionarii uleiul patrunde intre suprafetele de frecare.

Demontarea lagarelor se face in ordine inversa fata de montarea lor, Cuzineti se demonteaza prin desurubarea suruburilor de asigurare sau prin scoaterea stifturilor de fixare.

Cuzineti dintr-o bucata se scot din corpul lagarului cu dispozititve speciale de demontare sau prin incalzirea corpului. Nu este permisa scoaterea prin ciocanirea cu un dorn.

Fig. 1.2. Impiedicare deplasarii

Capacului lagarului:

1 – capac; 2 – corp; 3 – cuzinet.

O problema specifica asamblarii lagarelor cu alunecare, care apare mai ales la lucrarile de reparatii de reparatii si, uneori si la montarea lagarelor noi (cand prelucrarea cuzinetilor sa facut neglijent) consta in ajustarea cuzinetilor. Aceasta se face printr-o operatie de razuire, utilizandu-se razuitoare triunghiulare cu unghiul de taiere de 60-70°. Se unge suprafata fusului cu un strat subtire de vopsea si se aseaza cei doi cuzineti pe fus. Se roteste usor fusul intr-o parte si in cealalta. Dupa scoatere cuzinetilor se cerceteaza marimea si forma petelor, apoi sprijinindu-se cuzineti pe suport potrivit sau in menghina, se razuiesc petele, miscandu-se razuitorul perpendicular pe axul cuzinetului intr-un sens in celalalt (fig. 1.3). Dupa ce primele pete s-au razuit, oparatiile se repeat, pana cand se obtine o suprafata complet acoperita cu vopsea.

Fig. 1.3 Razuirea Fig. 1.4. Alinierea lagarelor cu ajutorul

cuzinetilor unei corzi: 1 – lagare; 2 – batiu;

3 – coarda de pian; 4 – rol; 5 – greutate.

O problema deosebita apare la alinierea lagarelor separate care spijina acelasi arbore. Daca lagarele nu sunt coaxiale, fusurile se aseaza inclinat pe cuzineti, aparand forte mari de frecare, uzura neuniforma a cuzinetilor si posibilitatea ruperii arborelui.

De aceea, la transmisii pe distanta mare se folosesc lagare cu alunecare oscilante.

Alinierea lagarelor se face cel mai usor cu dispozitive optice de control (de tipul teodolitului), putandu-se utiliza si mijloace mai simple, cum sunt dornurile de control si ceasurile comparatoare sau cu ajutorul unor corzi.

Coaxialitatea lagarelor cu diametrul alezajului mai mare de 150 mm se regleaza cu ajutorul unei corzi de plan, cu grosimea de 0.1 – 0.25 mm.

Un capat al corzii se fixeaza in asa fel incat sa coincida cu axa primului lagar (fig. 1.4). Coarda se trece apoi prin lagare care se regleaza, apoi peste o rola si se intinde cu o greutate. Rola face parte dintr-un dispozitiv care permite reglarea ei pe verticala si orizontala, ceea ce permite corzii asezarea in pozitia in care trebuie sa se afle axa alezajului ultimului lagar. Lagarele intermediare se amplaseaza pe orizontala si verticala, astfel incat axele lor sa coincida cu coarda.

Reglarea mai precisa se obtine cu ajutorul teodolitului si al mirei (fig. 1.5). In alezajul primului lagar se monteaza o mira al carei reticul se aduce sa coincida cu reticulul teodolitului, formandu-se astfel o axa optica a alezajelor lagarelor care trebuie montate. Mira se amplaseaza apoi in alezajul lagarului urmator si se regleaza pozitia acestuia si asa mai departe pana se termina alinierea tuturor lagarelor.

Fig.1.5 Alinierea lagarelor cu ajutorul Fig. 1.6 Crapodina

Teodolitului:

1 – teodolit; 2 – mira; 3 – lagare.

2. Ansamblarea lagarelor cu alunecare pentru arbori verticali (crapodine).

Aceste lagare sint folosite la masini cu turatii si sarcini mici, arborele vertical fiind sustinut de doua lagare: unul inferior si altul superior.

Crapodina (fig. 1.6) este formata dintr-o bucsa 2 care are rolul de cuzinet, in care se roteste arborele 1. Bucsa 2 se sprijina pe o placa de alunecare 3 prin intermediul careia se transmit fortele axiale la corpul 4 al masinii.

La montarea crapodinei trebuie asigurata coaxilitatea arborelui cu bucsa si pozitia verticala a arborelui.

1.2. LAGARE RADIALE HIDRODINAMICE

1.2.1. Realizarea filmului de lubrifiant autoportant

Pentru functionarea corecta a lagarelor cu alunecare, fara o uzura sistematica a suprafetelor fusului si cuzinetului, acestea trebuie sa fie separate printr-o pelicula de lubrifiant suficient de groasa, care sa excluda complet contactul direct al celor doua suprafete în miscare relativa.

La lagarele radiale hidrodinamice, pentru realizarea filmului de lubrifiant autoportant, care sa învinga forta care încarca fusul arborelui si sa întrerupa contactul direct dintre fus si cuzinet, trebuie îndeplinite urmatoarele conditii:

_ sa existe, între fus si cuzinet, un interstitiu (joc) în forma de pana (convergent);

_ sa existe o miscare relativa între fus si cuzinet, în sensul convergentei interstitiului;

_ sa existe în lagar o cantitate suficienta de lubrifiant, cu proprietatile de aderenta si

vâscozitate (aderenta – proprietatea lubrifiantului de a forma pe suprafetele fusului si

cuzinetului pelicule foarte subtiri; vâscozitatea – rezistenta la alunecarea relativa între doua straturi vecine de lubrifiant, ea caracterizând frecarea interioara a lubrifiantului).

Stratul de lubrifiant în contact cu cuzinetul are viteza zero, iar cel în contact cu fusul are viteza acestuia v; straturile intermediare de lubrifiant au viteze diferite, cuprinse între zero si v. La rotirea fusului, lubrifiantul este antrenat (deplasat) în interstitiul dintre fus si cuzinet, în zona care se îngusteaza treptat, marindu-si presiunea; rezulta o forta hidrodinamica (autoportanta), care întrerupe contactul direct dintre fus si cuzinet, învingând forta F care încarca arborele.

Fig. 1.7

În fig. 1.7, a este prezentata distributia presiunii pe circumferinta cuzinetului, iar în fig.1.7, b se prezinta distributia presiunii pe lungimea lagarului. În plan radial, presiunea maxima este plasata înaintea punctului de joc minim, situat pe linia centrelor fusului si cuzinetului; punctul de început al filmului de lubrifiant autoportant depinde de constructia cuzinetului si de locul de introducere a lubrifiantului, iar cel de sfârsit este situat dupa jocul minim, în apropiere de acesta. În plan axial, presiunea are o distributie parabolica asimetrica, fiind zero la capetele lagarului, iar valoarea maxima este deplasata spre interior, din cauza deformatiilor de încovoiere ale arborelui.

1.2.2. Regimuri de frecare

1.2.2.1. Tipuri de frecare

Frecarea reprezinta interactiunea unui corp în miscare cu alt corp, iar forta de frecare reprezinta rezistenta opusa miscarii sau tendintei de miscare dintre cele doua corpuri, lucrul mecanic al fortelor de frecare fiind transformat în caldura.

Tipurile frecarii de alunecare sunt urmatoarele: uscata, limita, fluida, mixta.

_ Frecarea riguros uscata se realizeaza în conditii de laborator (în vid), adica în conditiile absentei oricarei contaminari a suprafetelor în contact cu medii fluide sau solide si se caracterizeaza prin pierderile cele mai mari de energie.

_ Frecarea tehnic uscata este frecvent întâlnita în tehnica si se caracterizeaza prin prezenta unui mediu gazos si o contaminare redusa a suprafetelor în contact, cu corpuri straine. Aceasta se caracterizeaza prin coeficienti de frecare mari si uzuri importante, legile sale fiind prezentate în continuare: forta de frecare Ff este direct proportionala cu forta normala Fn la suprafetele în contact (Ff = Fn); coeficientul de frecare nu depinde nici de marimea suprafetei de contact si nici de viteza relativa de alunecare ci numai de cuplul de materiale în contact. Frecarea uscata se datoreste angrenarii microasperitatilor suprafetelor celor doua piese si punctelor de adeziune moleculara; microasperitatile sunt supuse la strivire si forfecare.

_ Frecarea limita se caracterizeaza prin prezenta pe suprafetele pieselor în contact a unui strat foarte subtire (10-3 ... 10-2 m), dar puternic ancorat,de corpuri straine, care împiedica formarea punctelor de adeziune moleculara, dar nu înlatura angrenarea microasperitatilor. Fortele de frecare, în conditiile frecarii limita, pot fi de 2 ... 3 ori mai mici decât la frecarea uscata, respectiv uzurile sunt mult mai mici.

_ Frecarea fluida apare atunci când între suprafetele pieselor este interpus un strat (film) de lubrifiant suficient de gros, astfel ca este exclus contactul direct dintre suprafetele celor doua piese. Frecarea are loc numai între straturile de lubrifiant, pierderile prin frecare fiind foarte mici, iar uzura este practic inexistenta. Acesta este regimul ideal, al carui studiu se face pe baza legilor mecanicii fluidelor (hidrodinamicii fluidelor vâscoase). Pentru frecarea fluida se defineste un coeficient de frecare conventional =v/pmh, unde este vâscozitatea dinamica a lubrifiantului, v – viteza fusului, pm – presiunea medie, iar h – grosimea stratului de lubrifiant.

_ Frecarea mixta apare atunci când grosimea filmului de lubrifiant este prea mica sau

suprafetele pieselor sunt prelucrate grosolan, astfel ca unele microasperitati ajung în contact, rupând – din loc în loc – filmul de lubrifiant. Pierderile prin frecare sunt mai mari ca la frecarea fluida.

1.2.2.2. Regimuri de functionare pentru lagarele radiale hidrodinamice

Toate tipurile de frecari prezentate pot fi întâlnite la diferitele regimuri de functionare ale

lagarelor cu alunecare radiale hidrodinamice (fig.1.8).

_ În repaus (fig.1.8, a), fusul se sprijina pe cuzinet si lubrifiantul dintre cele doua suprafete în contact este expulzat.

_ În momentul demarajului (fig.1.8, b), datorita frecarii foarte mari dintre fus si cuzinet (uscata sau limita), fusul se deplaseaza în sensul rotirii si ajunge într-o zona lubrifiata,

creându-se conditiile necesare realizarii ungerii hidrodinamice.

_ La turatie redusa (fig.1.8, c), grosimea minima a filmului de lubrifiant hmin este mai mica decât suma înaltimilor maxime ale microasperitatilor suprafetelor celor doua piese în miscare relativa (fus si cuzinet), astfel ca regimul de frecare realizat este mixt.

_ La cresterea turatiei, de la o anumita valoare a acesteia, se realizeaza un joc minim optim, necesar obtinerii regimului de frecare fluida (fig.1.8, d).

Unele lagare cu alunecare, de la masini si utilaje care functioneaza la turatii reduse, functioneaza în regim de frecare mixt.

Regimurile de frecare întâlnite în functionarea unui lagar cu alunecare radial hidrodinamic pot fi urmarite si cu ajutorul curbelor Stribeck, care reprezinta variatia coeficientului de frecare cu turatia n. Curba 1 este obtinuta experimental, iar curba 2 reprezinta variatiile calculate ale coeficientului de frecare fluida; curbele au fost trasate pentru un anumit lagar cu alunecare si pentruanumite conditii de functionare.

Fig. 1.8

1.2.3. Elemente de calcul

1.2.3.1. Cauzele iesirii din functiune a lagarelor cu alunecare

Uzura abraziva apare datorita patrunderii în lagar a unor particule dure, ale caror dimensiuni sunt mai mari decât grosimea minima a stratului de lubrifiant.

Griparea consta în sudarea locala între fus si cuzinet, mai ales în cazul unor jocuri mici. Se datoreste pierderii de catre filmul de lubrifiant a capacitatii sale de protectie, ca urmare a

temperaturii si presiunii ridicate. Fenomenul este mai frecvent la fusuri necalite în cuzineti din bronzuri dure si apare în special la lagarele lubrifiate necorespunzator. Griparea este favorizata de deformatia elastica a arborelui si de dilatatiile termice ale fusului, în anumite cazuri putându-se ajunge la blocarea completa a fusului în lagar, ca urmare a reducerii jocului radial la zero.

Oboseala de contact (pitting) apare la lagarele solicitate de sarcini variabile în timp.

1.2.3.2. Calculul lagarelor cu frecare uscata, limita sau mixta

Pentru efectuarea acestui calcul, se considera urmatoarele ipoteze simplificatoare:

presiunea din lagar este uniform distribuita;

coeficientul de frecare este considerat constant si cunoscut;

caldura degajata în lagar este evacuata în totalitate prin corpul lagarului.

În aceste conditii, calculul lagarelor cu frecare uscata, limita sau mixta urmareste urmatoarele obiective:

_ limitarea presiunii medii din lagar;

_ verificarea lagarului la durabilitate (uzare);

_ limitarea temperaturii medii din lagar.

Determinarea presiunii medii din lagar

Fig. 1.9

unde: D este diametrul fusului arborelui; B – lungimea de contact dintre fus si cuzinet; pa – presiunea admisibila (fig.1.9).

Diametrul fusului D se adopta în functie de diametrul arborelui obtinut din calculul de rezistenta; se recomanda limitarea raportului latime/diametru la valori B/D<1,2, rapoarte mai mari conducând la cresterea neuniformitatii repartitiei presiunii în directie axiala.

Valorile presiunii admisibile pa sunt dependente de materialul cuzinetului si sunt prezentate în literatura de specialitate.

Calculul la durabilitate (uzare)

Volumul de material îndepartat prin uzare

l kF Vu ,

unde: l este lungimea parcursa, în miscarea relativa a fusului fata de cuzinet, în perioada de

functionare impusa Lh; k – coeficient de proportionalitate, dependent de cuplul de materiale si de conditiile de ungere.

Exprimând forta (radiala) în functie de presiunea medie



si lungimea parcursa în functie de viteza fusului v=Dn (n – turatia fusului)

se ajunge la relatia

în care

Pentru un volum de uzare Vu acceptat si o durabilitate Lh impusa, rezulta valoarea admisibila a

produsului (pmv)a.

Calculul la durabilitate (uzare) consta în compararea produsului pmv efectiv cu cel considerat admisibil.

Valorile produsului (pmv)a, exprimate în MPa·m/s, sunt date în literatura de specialitate, în

functie de materialul cuzinetului.

Produsul pmv se regaseste si în relatia puterii consumate prin frecare si ca atare se poate admite si o semnificatie termica a acestui calcul.

Calculul temperaturii medii

Temperatura medie, în regim stationar, se calculeaza pe baza egalitatii dintre puterea consumata prin frecare si cantitatea de caldura transferata lagarului si apoi mediului ambiant

rezultând relatia

Parametrii din relatiile de mai sus au urmatoarele semnificatii: K – coeficient global de transfer de caldura prin corpul lagarului; A – suprafata exterioara a corpului lagarului, în contact cu aerul; t0 – temperatura mediului ambiant; ta – temperatura admisibila; - coeficientul de frecare. Valorile lui si ta sunt date, în literatura de specialitate, în functie de materialul cuzinetului.

1.2.3.3. Elemente de calcul pentru lagarele cu frecare fuida

Esenta calculului lagarelor radiale hidrodinamice consta în proiectarea filmului de lubrifiant autoportant, care trebuie sa prezinte urmatoarele calitati:

sa aiba o grosime minima hmin suficient de mare, pentru a asigura frecarea fluida (hmin _ha);

sa functioneze la o temperatura inferioara celei admisibilie (t< ta);

sa fie stabil, pentru ca sa nu se rupa în cazul sarcinilor cu soc.

Aceste cerinte pot fi asigurate pe baza teoriei hidrodinamice a lubrificatiei, care permite

cunoasterea dependentelor fortei portante, debitului de scapari si a puterii consumate prin frecare, în functie de pozitia fusului în cuzinet.

Pentru generalizarea rezultatelor, se utilizeaza urmatorii coeficienti caracteristici,

adimensionali:

_ coeficientul de portanta Cp;

_ coeficientul de debit hidrodinamic C’Q;

_ coeficientul de debit hidrostatic C”Q;

_ coeficientul puterii consumate prin frecare CF.

Functiile care definesc acesti coeficienti sunt reprezentate grafic în literatura de specialitate.

Datorita variatiei cu temperatura a vâscozitatii lubrifiantului, calculul parametrilor carateristici ai filmului de lubrifiant se va efectua în doua etape:

_ în prima etapa se determina temperatura medie, de echilibru termic a filmului, pentru un

lubrifiant ales;

_ în o a doua etapa se determina, în functie de temperatura medie de echilibru termic a

filmului, ceilalti parametri caracteristici.

Determinarea temperaturii medii a filmului de lubrifiant, în regim stationar, se face pe baza ecuatiei globale a conservarii energiei

în care: WF este energia pierduta prin frecare; WC – caldura evacuata prin corpul lagarului; WL – caldura evacuata prin lubrifiant.

Din punct de vedere al ungerii si racirii, exista doua tipuri de lagare:

_ lagare cu sistem de ungere propriu si racire prin corpul lagarului;

_ lagare unse printr-un circuit exterior si racire prin lubrifiant.

Temperatura filmului de lubrifiant se determina grafic sau analitic; cu valorile stabilite pentru temperatura de echilibru ti si energia consumata prin frecare WFi, se determina:

vâscozitatea dinamica a lubrifiantului i;

coeficientul de portanta CPi;

grosimea minima relativa i;

excentricitatea relativa i;

grosimea minima hmin i;

coeficientii de debit C’Qi si C”Qi;

debitul de lubrifiant Qi;

unghiul de altitudine i.

În cazul calculului de verificare, valorile rezultate trebuie comparate cu cele admisibile:

hmin i _ ha=3 ... 18 m (valorile admisibile se aleg în functie de diametrul fusului si de viteza

acestuia); ti _ ta=50° C ... 90° C (valorile admisibile se aleg în functie de domeniul de utilizare al lagarului); i > a= 0,2 ... 0,3.

Pentru calculele de proiectare, se pleaca de la datele impuse (F, D, B, n, uleiul ales, temperatura de intrare tin) si rezulta ajustajul fus-cuzinet si valorile extreme ale parametrilor caracteristici (t, hmin, , Q, WF). La alegerea ajustajului trebuie sa se tina seama si de variatia jocului datorita dilatatiilor diferite ale fusului, cuzinetului si corpului lagarului.

La lagarele cu ungere proprie, la care racirea prin corp este nesatisfacatoare, se poate apela la o racire fortata cu un ventilator sau la o racire printr-o serpentina cu apa de racire introdusa în baia de lubrifiant.

1.2.4. Elemente constructive si de exploatare

Un lagar cu alunecare este compus din: corpul lagarului, cuzinet, fusul arborelui, sistem de ungere, sistem de etansare.

1.2.4.1. Corpul lagarului

Corpul lagarului poate fi executat corp comun cu batiul masinii sau cu o piesa mobila (cazul bielelor de la motoarele cu ardere interna) sau ca piesa separata, asamblata pe batiul masinii prin suruburi. Corpurile lagarelor cu alunecare radiale hidrodinamice pot fi monobloc sau cu capac (demontabile în plan diametral).

Corpurile monobloc sunt mai simple si mai rigide, însa necesita montarea axiala a arborelui. Se recomanda numai pentru arbori de diametre mici.

Corpurile demontabile în plan diametral (cu capac) se caracterizeaza printr-o complexitate mai ridicata si o rigiditate mai redusa decât la cele monobloc. Avantajele acestora constau într-o montare usoara a arborelui si posibilitatea reglarii jocului radial din lagar prin apropierea relativa a capacului de corp. Centrarea capacului pe corp se poate realiza fie prin executarea planului de separatie în trepte fie prin stifturi

de centrare. Asamblarea dintre capac si corp se face prin suruburi, montate cu joc. Corpurile se executa turnate din fonta sau în constructuie sudata, din otel.

1.2.4.2. Fusurile arborilor

Fusurile sunt executate din acelasi material cu osia sau arborele de care apartin, adica din oteluri de cementare sau îmbunatatire.

De regula, fusurile se trateaza termic sau termochimic, pentru marirea rezistentei la uzura si se rectifica fin. Se recomanda ca duritatea fusului sa fie de 3 ... 5 ori mai mare decât a cuzinetului, fiind preferabil sa se uzeze cuzinetul.

1.2.4.3. Cuzinetii

Cuzinetii se executa dintr-un material antifrictiune, deoarece la porniri-opriri si la suprasarcini regimul de frecare poate fi uscat, limita sau mixt; în plus este usurata reparatia lagarului, dupa uzare, prin înlocuirea cuzinetului, al carui cost este mai redus decât al arborelui.

Pentru lagarele monobloc, cuzinetii au forma unor bucse, iar pentru lagarele demontabile în plan diametral (cu capac), se executa din doua jumatati (semicuzineti).

În productia de serie mica si individuala, se folosesc cuzineti executati integral din materiale antifrictiune, cu rezistenta medie si mare.

De regula, cuzinetii se executa bimetalici; stratul subtire de material antifrictiune se depunde prin turnare pe o baza (suport) de otel sau fonta, iar la lagarele puternic solicitate pe o baza de bronz.

În productia de serie mare sau de masa, cuzinetii se stanteaza dintr-o platbanda pe care este placat materialul antifrictiune.

Cuzinetii se monteaza în corpul lgarului cu strângere si se asigura împotriva rotirii, prin stift sau pinten de fixare.

Materialele pentru cuzineti trebuie sa prezinte o serie de proprietati: mecano-tribologice, termice, tehnologice, economice.

Proprietati mecano-tribologice: coeficient de frecare cu materialul fusului cât mai mic; rezistenta la uzare; rezistenta la oboseala de contact; conformabilitate – proprietatea de a îngloba particule dure; rezistenta la gripare si coroziune; aderenta cu lubrifiantul.

Proprietati termice: conductibilitate termica mare, pentru evacuarea caldurii produse prin frecare; coeficient de dilatatie termica apropiat de cel al otelului, pentru a evita variatii mari ale jocului din lagar.

Propietati tehnologice si economice: costuri de executie si asamblare mici; deoarece materialele antifrictiune metalice sunt scumpe si deficitare, se impune aplicarea acestora în straturi cât mai subtiri, cu o buna aderenta la materialul de baza.

Materialele antifrictiune pentru cuzineti pot fi: aliaje feroase, aliaje neferoase, materiale sinterizate, materiale nemetalice.

Materialele feroase (fonta cenusie – Fc, fonta cu grafit nodular – Fgn, fonta maleabila – Fma si Fmn) se recomanda pentru cuzineti monolit, în cazul vitezelor si presiunilor reduse; se impune ca fusurile arborilor sa fie cementate si rectificate. În cazul solicitarilor dinamice, se recomanda otelul grafitizat.

Materialele neferoase cuprind, în principal, bronzuri si compozitii pentru lagare. Bronzurilepentru lagare (pe baza de Cu-Sn, Cu-Pb, Cu-Pb-Sn, Cu-Al), turnate, se recomanda la cuzineti monolit si multistrat, la presiuni si viteze ridicate. Compozitiile pentru lagare (aliaje Y-Pb-Sn), turnate, se recomanda la presiuni si viteze ridicate, iar cele pe baza de aluminiu (Al-Sn, Al-Pb, Al-Pb-Cu), placate, se recomanda la cuzineti subtiri, la viteze si presiuni ridicate si sunt rezistente la

solicitari variabile; alte aliaje (pe baza de Ag, Zn, Mg,) au utilizari restrânse.

Materialele sinterizate moi (pe baza de Fe-C, Fe-Cu, Cu-Pb, Cu-Pb-Sn) se recomanda pentru cuzineti masivi (porosi – autolubrifianti) si multistrat subtiri, placati (neautolubrifianti).

Carburile metalice dure se recomanda la lagare cu gaze.

Materialele nemetalice pot fi: lemn (esente tari), materiale plastice (termorigide sau

termoplaste), cauciuc, grafit, ceramica, pietre pretioase sau semipretioase (în mecanica fina); unele sunt destinate lubrifierii cu apa sau gaz.

1.2.4.4. Ungerea lagarelor cu alunecare

Scopul ungerii lagarelor cu alunecare este multiplu: micsorarea pierderilor prin frecare;

reducerea uzurii; evacuarea caldurii degajate ca urmare a frecarii; asigurarea protectiei anticorozive; amortizarea socurilor si vibratiilor.

Lubrifiantii, dupa starea fizica, pot fi: lichizi (uleiuri minerale); consistenti (unsori consistente); solizi (grafit coloidal, bisulfura de molibden etc.), cele mai folosite fiind uleiurile minerale si unsorile consistente.

Uleiurile minerale sunt cele mai importante materiale de ungere, datorita înlocuirii frecarii dintre fus si cuzinet prin frecarea interioara a uleiului, coeficientul de frecare putând fi redus de pâna la 100 de ori si în plus uleiul transporta caldura degajata în lagar. Cele mai importante proprietati ale uleiului sunt: vâscozitatea – proprietatea de a se opune deplasarii unui strat de ulei în raport cu altul; onctuozitatea – capacitatea uleiului de a adera la suprafetele pieselor si de a forma pe acestea pelicule subtiri. Vâscozitatea caracterizeaza frecarile interne din filmul de ulei si depinde de temperatura si presiune.

Fig. 1.10 Fig. 1.11

Unsorile consistente sunt dispersii de sapunuri metalice în uleiuri minerale, cele mai importante proprietati ale acestora fiind: penetrarea – proprietatea de a circula prin sistemul de alimentare cu lubrifiant; punctul de picurare – temperatura la care unsoarea începe sa picure sub actiunea greutatii proprii (caracterizeaza rezistenta termica a unsorii); stabilitatea la umiditate – mentinerea proprietatilor în contact cu apa.

Unsorile consistente se recomanda la lagarele supuse unor sarcini reduse, cu functionare lenta, la care nu se degaja o cantitate mare de caldura, unsorile netransportând caldura degajata în lagar.

Unsorile pe baza de calciu sunt rezistente la apa, cele pe baza de natriu au punct de picurare ridicat, iar cele pe baza de litiu sunt rezistente la apa si se

pot folosi într-o plaja mare temperaturi (-60°C ... 200°C).

Sistemul de ungere are rolul de a alimenta lagarul cu alunecare cu debitul de lubrifiant stabilit prin calcul si se alege functie de tipul lubrifiantului folosit (ulei mineral sau unsoare consistenta).

Ungerea cu ulei se poate realiza prin mai multe sisteme:

Fig. 1.12 Fig. 1.13

Fig. 1.14

_ prin introducerea periodica a uleiului în lagar, prin orificiile de ungere se aplica la

lagarele cu functionare periodica;

_ prin picurare, cu ajutorul unui rezervor si a unui fitil; (Fig. 1.10)

_ prin capilaritate, cu ajutorul unui cartus din pâsla îmbibat cu ulei (Fig. 1.11)

_ prin intermediul unui inel de ungere(Fig. 1.12) cufundat partial în baia de ulei si care transporta, prin aderenta, uleiul în zona dintre fus si cuzinet;

_ prin circuit exterior, în cazul unor viteze mari (pâna la 100 m/s); (Fig. 1.13)

_ prin pulverizare, în cazul vitezelor foarte mari.

Introducerea uleiului în lagar se face în zona jocului maxim, iar distributia acestuia pe lungimea lagarului se face cu ajutorul unor canale de ungere (buzunarase), plasate în zona neîncarcata a lagarului monobloc, la care cuzinetii sunt dintr-o bucata, respectiv în planul de separatie, la lagarele cu capac, la care cuzinetii sunt din doua bucati. Forma canalelor difera de la o constructie la alta, putând fi longitudinale, circulare sau combinate.

Ungerea cu unsoare consistenta se realizeaza cu ajutorul unui ungator cu bila (Fig. 1.14) si a unei pompe actionate manual (Fig. 1.15) sau cu ajutorul unui ungator cu pâlnie.(Fig. 1.16)

Fig. 1.15 Fig. 1.16

1.2.4.5. Reglarea jocului radial din lagar

La lagarele cu capac, jocul radial se regleaza prin apropierea relativa a capacului de corpul lagarului, fie prin prelucrarea suprafetelor de contact, fie prin intermediul unor garnituri de reglare. La lagarele monobloc, jocul radial se regleaza prin deformarea radiala a cuzinetului, care se executa la exterior conic si este deplasat în directie axiala.

Uneori fusul arborelui si alezajul cuzinetului se executa conice si reglarea jocului se realizeaza prin deplasarea axiala relativa a celor doua piese.

La lagarele monobloc, ca urmare a reglarii jocului prin deformarea radiala a cuzinetului sau prin deplasarea relativa dintre fus si cuzinet –în cazul fusurilor conice – se obtine o micsorare uniforma a jocului radial, iar la cele cu capac, reglarea se realizeaza numai în directia deplasarii. Si într-un caz si în celalalt, forma suprafetei uzate nu se corijeaza prin reglare, fiind necesara o strunjire interioara a cuzinetului.

1.3. LAGARE AXIALE HIDRODINAMICE

Lagarele cu alunecare axiale sunt destinate sa preia fortele axiale care actioneaza asupra arborilor si sa realizeze fixarea axiala a acestora. La forte axiale mici, este suficient ca gulerele arborilor sa se sprijine pe suprafetele frontale ale cuzinetilor lagarelor cu alunecare radiale.

În fig. 1.17 este prezentat un lagar axial, la care cuzinetul are forma inelara si este capabil sa preia forte axiale într-un singur sens. Deoarece la aceste lagare una din conditiile necesare formarii filmului de lubrifiant autoportant nu este îndeplinita – lipseste spatiul care se îngusteaza în mod treptat dintre fus si cuzinet – acesta se creeaza în mod artificial, prin profilarea corespunzatoare a cuzinetului (executarea unor santuri si tesituri pe suprafata cuzinetului – pe o singura parte sau pe doua parti, în functie de sensurile de rotatie ale arborelui).

Pentru obtinerea ungerii hidrodinamice, se recomanda sectorizarea cuzinetului (fig. 1.18, a) si realizarea unor zone portante, prin profilarea sectoarelor (fig.1.18, b) sau prin asigurarea mobilitatii acestora: sectoare oscilante (fig.1.18, c); sectoare rezemate elastic (fig.1.18, d).

Segmentii cu autoreglare se aseaza automat sub un unghi optim, în functie de regimul de lucru. Lagarele axiale cu segmenti autoreglabili au capacitatea portanta de 6 ... 8 ori mai mare si pierderile prin frecare de 10 ... 20 ori mai mici decât cele cu segmenti cu suprafete plane.

Fig.1.17

Fig.1.18 Fig. 1.19

1.4. LAGARE HIDROSTATICE

La încarcari mari si viteze reduse ale arborelui, nu se poate realiza filmul de lubrifiant

autoportant care sa poata prelua sarcina din lagar si apare pericolul unor uzuri mari.

În aceste cazuri, se recomanda folosirea lagarelor hidrostatice, la care lubrifiantul este introdus sub presiune, într-o cavitate speciala, executata în mijlocul zonei solicitate a lagarului, iar de aici, prin niste gauri de diametre mici (tuburi capilare), ajunge în niste buzunarase longitudinale, executate în cuzinet, si se repartizeaza pe toata lungimea acestuia. Între buzunarase exista santuri pentru scurgerea lubrifiantului, executate paralel cu acestea. Presiunea lubrifiantului din buzunarase este inferioara celei

din retea.

Avantajele lagarelor hidrostatice pot fi sistematizate astfel: coeficientul de frecare la pornire – oprire si la viteze mici este apropiat de zero; posibilitatea reglarii grosimii

minime a filmului de lubrifiant, prin reglarea presiunii din reteaua de alimentare; o buna racire; precizie ridicata de pozitionare a fusului în cuzinet.

Pierderile totale de putere în lagarele hidrostatice de mare viteza, inclusiv consumul pompei de alimentare, sunt echivalente cu pierderile din lagarele hidrodinamice.

Lagarele radiale hidrostatice se executa cu patru sau sase buzunarase.

În fig. 1.20 este prezentata sectiunea printr-un lagar radial hidrostatic prevazut cu patru buzunarase, fiind reprezentata si distributia circumferentaila a presiunii pe suprafata fusului, atât pentru cazul lagarului încarcat (F_0 – cu linie continua) cât si pentru cazul lagarului descarcat (F=0 – cu linie întrerupta). În cazul lagarului încarcat, presiunile din cele patru buzunarase sunt diferite, forta portanta rezultând din însumarea vectoriala a fortelor date de fiecare buzunaras.

Fig. 1.20

1.5. LAGARE HIBRIDE

Din dorinta de a cumula avantajele diferitelor tipuri de lagare, s-a ajuns la solutia lagarului hibrid, la care portanta este realizata pe mai multe cai.

Unul dintre acestea este lagarul hibrid hidrodinamico-hidrostatic. Pentru a micsora frecarea si a evita uzarea la pornire si la oprire, acesta functioneaza în regim hidrostatic. De la o anumita turatie, la care sunt create conditiile formarii filmului de lubrifiant autoportant hidrodinamic, se opreste pompa si functionarea lagarului trece pe regim hidrodinamic.

Exista o mare varietate de solutii constructive de lagare hibride, unele fiind reponderent

hidrostatice, altele preponderent hidrodinamice.

1.6. LAGARE CU LUBRIFIANTI NECONVENTIONALI

1.6.1. Lagare lubrifiate cu gaze

La viteze mari, pierderile prin frecare sunt foarte mari si trebuie prevazute instalatii speciale de racire. Exista deci o viteza limita peste care folosirea lagarelor cu alunecare nu este rationala.

Marirea vitezei limita a unui lagar cu alunecare se realizeaza prin micsorarea vâscozitatii lubrifiantului, adica prin folosirea lubrificatiei cu gaze, vâscozitatea acestora fiind de 100 ... 10000 de ori mai mica decât a lichidelor si în plus acestea sunt compresibile, spre deosebire de lichide, care sunt practic incompresibile.

Reducerea vâscozitatii conduce la micsorarea frecarilor si la scaderea nivelului termic, lagarele lubrifiate cu gaze putând lucra la turatii de pâna la 600000 rot/min, în cazul frezelor dentare si a aparaturii de precizie, dar vâscozitatea scazuta conduce la o capacitate portanta redusa, mai ales în cazul lagarelor gazodinamice.

O alta particularitate a gazelor este aceea ca sunt stabile fizico-chimic în conditii foarte diferite din punct de vedere termic, radioactiv etc., lubrificatia cu gaze putând fi folosita în tehnica nucleara, constructii aerospatiale si în alte domenii de vârf. Cele mai întâlnite sunt lagarele lubrifiate cu aer, care pot fi gazodinamice sau gazostatice si care se caracterizeaza prin simplitatea sistemului de alimentare.

Lagarele gazodinamice se alimenteaza din mediul ambiant. Aerul intra în interstitiul fus-cuzinet în zona descarcata si iese în zona încarcata, distributia presiunii în filmul de aer autoportant diferind mult de distributia presiunii în filmul de lubrifiant lichid, datorita existentei unei zone de depresiune si datorita compresibilitatii aerului.

Lagarele gazostatice se caracterizeaza prin pomparea continua a aerului, din exterior, în corpul lagarului. Din cauza compresibilitatii aerului, variatia debitelor de intrare si de iesire nu mai este sincrona, ca în cazul lubrificatiei hidrostatice, fiind necesara reducerea volumului buzunaraselor sau înlocuirea lor prin canale si orificii de alimentare(Fig. 1.21 a.), în scopul evitarii unor instabilitati în functionarea lagarului; se mai poate alege alimentare aprin medii poroase(Fig. 1.21 b.), echivalenta cu alimentarea printr-un numar foarte mare de orificii.

Fig. 1.21

Siguranta în functionare este legata de precizia de executie si de netezimea suprafetelor de lucru.

Cuzinetii sunt executati dintr-un material antifrictiune, care permite functionarea lagarului si în cazul când stratul de aer s-a distrus.

1.6.2. Lagare lubrifiate cu apa

În cazul unor pompe care functioneaza în mediu umed sau sunt imersate în apa, folosirea lubrifiantilor conventionali (uleiuri, unsori consistente) este dificila si uneori imposibila. În aceste situatii se recurge la lubrificatia cu apa, în regim hidrostatic. În acest caz, lagarul este format din doi semicuzineti din cauciuc, aplicati pe o baza metalica, care îmbraca fusul arborelui.

Semicuzinetii au la interior buzunarase longitudinale, în care se pompeaza apa sub presiune.

Cuprins

Continut

Pagina

1. Lagarele cu Alunecare – clasificare

-Definitie

-Clasificare

-Avantaje-Dezavantaje

-Domeniu de folosire

2 . Ansamblarea lagarelor cu alunecare.

- pentru arbori orizontali

3. Demontarea lagarelor

4. Ansamblarea lagarelor cu alunecare

- pentru arbori verticali (crapodine).

5. Lagare Radiale Hidrodinamice

- Realizarea filmului de lubrifiant autoportant

6. Regimuri de frecare

-Tipuri de frecare

7. Regimuri de functionare pentru lagarele radiale hidrodinamice.

8. Elemente de calcul

-Cauzele iesirii din functiune a lagarelor cu alunecare

- Calculul lagarelor cu frecare uscata, limita sau mixta

9. Elemente de calcul pentru lagarele cu frecare fuida

10.Elemente constructive si de exploatare

- Corpul lagarului

11.Fusurile arborilor

-Cuzinetii

12. Ungerea lagarelor cu alunecare

13. Reglarea jocului radial din lagar

-Lagare Axiale Hidrodinamice

-Lagare Hidrostatice

-Lagare Hibride

14.Lagare cu lubrifianti neconventionali

-Lagare lubrifiate cu gaze

-Lagare lubrifiate cu apa

Memoriu justificativ

Tema proiectului meu „Repararea , Montarea si Demontarea Lagarelor Cu Alunecare” care face parte integrantă din domeniul pregătirii mele profesionale pentru meseria de tehnician mecanic în întreţinere şi reparaţii.

Lagarelor cu alunecare sunt mai utilizate decât lagare cu rulmenti, se recomanda in cazul lagarelor cu rostogolire care nu pot fi utilizate: la turatii foarte mari, la care durabilitatea rulmentilor este redusa; la arborii care trebuie ghidati foarte precis; în cazul lagarelor supuse socurilor si vibratiilor; în cazul când se impun dimensiuni de gabarit radiale foarte mici; la dimensiuni de gabarit foarte mari, pentru care nu se executa rulmenti în serie si la care lagarele cu alunecare sunt mai ieftine; în conditii de umiditate si mediu agresiv, în care lagarele cu rostogolire nu pot fi folosite; la mecanismele cu functionare lenta si putin solicitate, la care costul unui lagar cu alunecare este mai redus decât al unui rulment.

În cei patru ani de studiu am abordat întreaga gamă de module de pregătire în domeniu însă cel mai mult m-a atras modulul 2 care are o largă aplicabilitate în domeniul mecanic.

În cadrul elaborării proiectului meu a trebuit să-mi extind aria de cunoştinţe studiind bibliografia recomandată de coordonator, fapt ce îmi permite o pregătire profesională mai bună, proiectul meu având aplicabilitate în multe domenii ale mecanicii.

Tema aleasă este structurată în capitole abordate separat ca părţi distincte. Contribuţia personală privind elaborarea proiectului constă în selectarea informaţiilor tehnice/practice şi teoretice specifice specializării, structurarea pe capitole a acestora.

Lucrarea prezintă în mod sintetic şi actualizat sub forma unor scheme principalele aspecte, importanţa, rolul, identificarea tipurilor de balanţe.