Upload
zyrexbt
View
1.402
Download
32
Embed Size (px)
Citation preview
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
92
5. Asamblari elastice
5.1. Arcuri
5.1.1. Definire. Rol func�ional
Arcurile sînt organe de ma�ini care prin forma lor �i prin calit��ile de
elasticitate ale materialelor din care sînt executate, sub ac�iunea for�elor exterioare
ajung la deforma�ii relativ mari, revenind la forma ini�ial� dup� îndep�rtarea acestor
for�e.
În timpul deforma�iei elastice, arcurile înmagazineaz� lucrul mecanic efectuat
de for�a exterioar�, cu posibilit��i de redare integral� sau par�ial�.
Scop :
- amortizarea energiei de �oc �i a vibra�iilor (arcuri vehicule, arcuri montate
sub funda�ii);
- acumularea unei energii ce trebuie cedat� treptat sau în timp scurt (arcurile
ceasurilor, supapelor motoarelor cu ardere intern�);
- exercitarea unor for�e elastice permanente (arcurile unor ambreiaje);
- limitarea for�elor, reglare (la prese, ambreiaje automate, robinete de reglare);
- m�surarea for�elor �i momentelor prin utilizarea dependen�ei dintre sarcin� �i
deforma�ie – (dinamometrice).
- schimbarea frecven�elor proprii ale unor organe de ma�ini.
Clasificare: - dup� forma constructiv� (fig.3.54) - în foi
- elicoidale
- disc
- inelare
- spirale plane
- bar� de torsiune
- speciale
- dup� direc�ia �i sensul for�elor exterioare - compresiune
- trac�iune
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
93
- torsiune
- încovoiere
- dup� forma sec�iunii: - circular�
- dreptunghiular�, p�trat�
- profilat�
5.1.2. Materiale
Cerin�e:
- rezisten�� ridicat� la rupere
- limit� ridicat� de elasticitate
- rezisten�� la oboseal� �i rezisten�e ridicate
La anumite construc�ii mai trebuie : - rezisten�� la coroziune
- dilatare termic� redus�
- lipsa propriet��ilor magnetice
- men�inerea propriet��ilor mecanice la
temperatur�
a) O�eluri carbon de calitate �i o�eluri aliate :
o�el c�lit �i revenit pentru arcuri – STAS 795, OLC 55A; 65A; 75A; 85A,
Arcul cilindric de compresiune
Arcuri cu foi Arcul elicoidal conic de compresiune
Arc elicoidal cilindric de trac�iune
Arc disc simplu
Arc spiral
Arc bar� de torsiune Arc lamelar
Fig.3.54
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
94
51 �i 17 A, … , 60 Si 15 A
b) Materiale neferoase : bronz, alam�, aliaje Cu – Ni
c) Materiale nemetalice : cauciuc, mase plastice, plut�.
5.1.3. Caracteristicile func�ionale ale arcurilor
a) Caracteristica arcului – este curba care exprim� rela�ia dintre sarcini �i
deforma�iile provocate (fig.3.55); F = F(f); M = g(ϕ)
- La majoritatea arcurilor – caracteristic� liniar�
(a) - arcuri elicoidale, bar� de torsiune, lamelare,
din foi drepte ;
- curbilinie cresc�toare (b) – arcuri din foi
curbate �i arcuri telescopice;
curbilinie descresc�toare (c) –arcuri disc,
arcuri spirale plane.
b) Rigiditatea arcului – c – m�rimea care caracterizeaz� raportul dintre sarcina
elementar� �i deforma�ia elementului corespunz�tor
c = dfdF
; 'c = ϕd
dM
Arcurile cu caracteristic� liniar� au rigiditatea constant�, numit� �i constanta
arcului :
c = 1
1
fF
= 2
2
fF = … =
n
n
fF
= αtg = 12
12
ffFF
−−
= fF
∆∆
sau 'c = 1
1Mϕ
= 2
2Mϕ
= … = n
nMϕ
= 'αtg = 12
12 MMϕϕ −
−=
ϕ∆∆M
Arcurile cu caracteristic� neliniar� au rigiditatea variabil�
- rapid cresc�toare maredfdF
c =
b F, M
f, ϕ
c
a
Fig.3.55
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
95
- lent cresc�toare mic�dfdF
c =
c) Lucrul mecanic de deforma�ie A – este lucrul mecanic efectuat de sarcina
exterioar� �i înmagazinat de arc.
A = �f
0Fdf = �
f
0df)f(g sau 'A = �=�
ϕϕϕϕϕ
00d)(gMd
La arcurile cu caracteristic� liniar� �
Ff21
A = �i ϕM21
'A =
d) Coeficientul de utilizare volumetric K v - reprezint� raportul dintre lucrul
mecanic de deforma�ie a arcului �i energia total� pe care o poate înmagazina volumul
V de material al arcului
VEmaxA
K2v σ
= ; V
G
'A'K
2max
v τ=
(defmax
v EA
K = VE
VE2
defmaxσωε =⋅= )
5.1.4. Arcuri cu foi
Arcurile cu foi sînt arcuri flexionale (solicitate în principal la încovoiere)
constituite din una sau mai multe foi lucrînd împreun� �
a) arcuri lamelare
b) arcuri cu foi multiple
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
96
a) Arcuri lamelare (Fig.3.56)
pentru sec�iune dreptunghiular�
2maxi2i
ixh6
Fl6
6bh
)xl(FW
)xl(F=�
−=
−= σσ (x=0)
Eh3l2
2h
6bh
E3
lM
12bh
E3
lFlEI3
Flf
2
maxi2
2i
3
23
⋅=⋅
⋅=⋅== σ
=⋅⋅⋅=⋅==Eh3l2
F21
EI3Fl
F21
Ff21
A2
maxi
3
σ
=�⋅=⋅⋅⋅⋅
= v2maximaxi2
KE18
VE32
6lbh
6hb
Fl21 σσ
181
VE
A2max
==τ
pentru sec�iune triunghiular�
6bhFl
2maxi =τ E3
EFlF21
EV
Ff2A
K3
2max
v⋅==
τ
→=�⋅=61
Khl
Ef v
2maxiσ
folose�te cel mai bine materialul
pentru sec�iune trapezoidal�
2
1
0v
bb
1
Cg1
K+
⋅=� ; 12
20 bb2
b3C
+=
b) Arcuri cu foi multiple, curbe, cu suspensie oblic� la capete (fig.3.57)
Se cunosc : F, fo, l
Se cere : n sau b, h
Fig.3.56
F
F
h x
l
F
b b x
F
b x
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
97
αα RctgA0AC
A0ctg =�=
6nbh
)tgfl(FWM
2o
i
imaxi
ατ +≈=
2aitmaxitot min/N500400�=≤+=� σσσσ
� num�rul de foi de arc, n
- bh
Ftgt
ασ = pentru foaia principal�
Deoarece α→ nu se cunoa�te, se determin� din faptul c� curbura foilor se face dup�
un arc de cerc
αctg.lRf 0 −=
2
tg.lsincos
sin1
lctg.lsin
lf0
ααα
αα
α=�
�
���
� −=−=�
(2
tg
2cos
2sin2
2sin2
2cos
2sin2
2sin
2cos1
sincos1
222
ααα
α
αα
αα
αα ==
��
���
� −−=−
)
Elemente
constructive
Aspectele foilor
de arc pot avea forme
variate: drepte,
trapezoidale, circulare,
parabolice (fig.3.58),
eventual cu în�l�imea
descrescând�, pentru a
mic�ora frecarea între
F/cosα F/cosα Q=2F
F tgα F F cosα
F tgα α F cosα F
l l Q=2F
f
f o f’
l
α
F α R
O
Fig.3.57
a b c d e
a b c d e
Fig.3.58
Fig.3.59
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
98
foi în aceast� zon�. Forme constructive pentru capetele foii principale sunt prezentate
în fig.3.59.
5.1.5. Arcuri – disc
Arcurile-disc STAS 8215 sunt formate dintr-unul sau mai multe discuri
elastice tronconice.
Caracteristic pentru aceste arcuri este faptul c� prin varia�ia
raportului sh , ca �i prin diferite combina�ii de a�ezare a
discurilor, se ob�in caracteristici elastice diferite.
a) Pachet de arcuri disc (suprapuse în acela�i sens)
1tot1tot ff,nFF ==
b) Coloan� de arcuri disc (suprapuse cu alternarea pozi�iei lor)
1tot1tot iff,FF ==
c) Coloan� de pachete de arcuri disc
1tot1tot iff;nFF ==
unde: →n num�rul de discuri dintr-un pachet
→i num�rul pachetelor suprapuse
f tot
F
f1 f
F 2F1 F1
Ftot=F1
Ftot
f1 2f2 f
F 2F1 F1
d D
F F
h
s
F
F1
f1 if1
f
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
99
Elemente de calcul STAS 8216
Tensiunea maxim� apare pe zona inelar� C (tensiune de
compresiune) deoaorece sec�iunea este minim� �i
transmite integral for�a F.
Tratarea exact� a calculelor de rezisten�� este dificil�
– simplificat �:
a) For�a din arc
( )h,f,D,s,,EF1s2f
sh
sf
sh
sf
Dks
1E4
F2
1
4
2υ
υ=
��
� +��
���
� −��
���
� −⋅⋅−
=
b) Tensiunea maxim� maxσ corespunz�tor unei deforma�ii f
( ) ( )f,D,s,,Eks2f
sh
ksf
Ds
k1E4
max32
2
12max υσ
υσ =
��
� +��
���
� −⋅��
���
�⋅−
=
unde : ��
���
� −−=��
���
� −= 1d/Dln1d/D
dD
ln
6k;
d/D1
1
dD
ln
6k 2
2
1
ππ
( )
dD
ln
1d/D3k3
π
−=
c) Lucrul mecanic de deforma�ie pentru un disc, în domeniul de deforma�ie de la
starea liber� la aplatisare
21 1E4
Lυ−
= ……….. ( )h,D,s,,EL υ=
pentru un pachet cu n discuri 1nLL =�
Elemente constructive
5,03,0 ��Dd 35�
sD 1
34
�sh
pentrufh ≈
2/1500 mmNa ≈σ
d D
F F C
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
100
5.1.6. Arcuri cu solicit�ri principale la torsiune
a) Arcul bar� de torsiune (fig.3.60)
Barele de torsiune sînt întrebuin�ate în
numeroase cazuri, la suspensia
vehiculelor, cuplaje elastice cu jocuri
torsionale, în aparate de m�sur�.
- Solicitare torsiune :
- Tensiunea 2at3
p
tmaxt mm/N.280140
16d
RFWM
�=≤⋅== τπ
τ
- Deforma�ia dl
G2
GIlM maxt
p
trad ⋅⋅==
τϕ
- Lucrul mecanic de deforma�ie : p
2t
p
ttt GI
lM21
GIlM
M21
M21
'A === ϕ
-Coeficientul de utilizare volumetric
41
41
V
l4d
V2d
16d
l
21
V2d
W
lW
21
VI
lW
21
GV
W
M
GIlM
21
G
VA
K
23
p
2p
p
2p
2p
2t
p
2t
2maxt
''V =⋅
⋅=
⋅⋅=
⋅⋅⋅=
⋅⋅=
⋅==
ππ
τ
Se constat� c� bara de torsiune are cel mai bun coeficient de utilizare volumetric.
Forma capetelor de fixare este poligonal�, rotund� zim�at� �i aplatisat�.
b) Arcuri elicoidale (fig.3.61)
- sînt arcuri formate din sârme sau bare cu sec�iune rotund� sau
dreptunghiular�, înf��urate în elice pe o anumit� suprafa�� directoare
Elementele geometrice caracteristice sînt : (STAS 7068)
- diametrul sîrmei d sau b �i h
- diametrele - mD , D , 1D
R
F
F d
l
Fig.3.60
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
101
- unghiul de înclinare al spirelor 096ˆ �=α
- pasul t – în stare liber�
mm D
32
t2,04
D≤≤+
- coeficientul de arcuire 0
2
Hf
a =
- coeficientul de zvelte�e m
0
DH
=λ
Dup� sensul for�ei de lucru F, pe direc�ia
axei, arcul poate c�p�ta o deformare elastic� de compresiune sau de întindere. Arcul
în ansamblu poate fi solicitat la trac�iune sau compresiune, dar spira, în principal, la
torsiune (fig.3.62).
F – dou� componente: F cos� , F sin�
� α=α=α=α= sinPNcosFTsinFRMcosFRM mimt
Deoarece 0sin96 0 ≈�≈ αα � �i deci se neglijeaz� încovoierea �i trac�iunea
α
d/4
e
d
t H
D Dm D1
α
F
Ft
Fn
De
Dm
Di
F
F F sinα
d
F cos α
α
F
Fig.3.62
Fig.3.61
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
102
atm
m
p
tt d
Fkid
DdFk
d
kD
F
WkM
maxτ≤
π=�
�
���
�
π=
π
⋅=⋅=τ
223
88
16
2
=−d
Di m indicele arcului = 4…16 pentru arcuri înf��urate la rece
4…10 pentru arcuri înf��urate la cald
→+=i6,1
1k coeficient ce �ine seama de faptul c� arcul nu este o grind� dreapt�, ci
una curb�.
- Deforma�ia arcului este comprimarea sau lungirea lui total� ca efect al for�ei
F (fig.3.63).
FGd
nD8
GI
nD2
DF
2D
GIlM
2D
Rf4
3m
p
mm
m
p
tmm ⋅
⋅=
⋅⋅===
πϕ (caracteristic� liniar�)
- Lucrul mecanic de deforma�ie Gd
nD8F
21
fF21
A4
3m2 ⋅=⋅=
- Rigiditatea nD
d8G
fF
fF
C3m
4
⋅⋅===
∆∆
- Coeficientul de utilizare volumetric 41
16
2
821
2
3
4
32
2max
=
⋅����
�
�
����
�
�
π
⋅=
⋅τ
=
GV
d
DF
Gd
nDF
VG
AK
m
m
tv
ϕ
f ≅ ϕDm/2
fl= πDmn
ϕ
Rm F
θ
Fig.3.63
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
103
- Elemente de calcul
Dimensionare –
-Diametrul sîrmei
a) cînd se impune prin gabarit ( )mD
-se alege dd
Di m �= �i se face verificarea
=≤= at2maxt dFKi8 τ
πτ - −minr5,0 τ pentru sîrm� trefilat� din OLC
- −minr35,0 τ pentru sîrm� din Bz
b)cînd nu se impune gabaritul
at
FKi8d
πτ=� ,
- Num�rul de spire:
Din condi�ia de deforma�ii (rigiditate):
- num�rul de spire active cD8
GdFf
D8Gd
n3m
4
3m
4
⋅=⋅=
∆∆
- num�rul de spire de reazem 5,1nr ≥ ; se recomand� 2nr =
- num�r total de spire rt nnn +=
- Lungimea liber� a arcului
- la arcuri de compresiune cu capete prelucrate ( )d5,0nntH r0 −+=
dnH t0 ⋅=
d5,0 - pentru în�l�imea de a�ezare a spirelor de reazem
- la arcurile de întindere ( ) Hc2d1nH0 ++= la arcuri cu
pretensionare
HcdtnH 20 ++= la arcuri f�r� pretensionare
unde ( ) mD25,0Hc �≈ - în�l�imea ochiului de prindere
- Lungimea desf��urat� a arcului α
πcos
nDl 1m=
- Verificarea la flambaj a arcurilor comprimate (fig.3.64)
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
104
Dac� punctul de coordonate ( )a,λ se
g�se�te sub curb� - nu flambeaz�
0
2
Hf
a = ; mD
H 0=λ ; 2f =s�geata de
exploatare….
dac� →λ 3� sigur nu flambeaz�
c) Arcuri elicoidale cilindrice multiple cu sec�iune circular� (fig.3.65)
Spa�iul disponibil este mai bine folosit dac� se întrebuin�eaz� arcuri elicoidale
multiple. Sistemul ar echivala cu un num�r de
arcuri cu rigiditate diferit�, a�ezate în paralel,
care sub ac�iunea for�ei exterioare F, se
deformeaz� cu aceea�i s�geat� f.
Fie un arc compus din z arcuri elicoidale
→z21 d,...,d,d diametrul sîrmelor
→zm2m1m D,...D,D diametrul mediu de
înf��urare
→z21 l,...l,l lungimea sîrmei
Condi�ia – aceea�i tensiune maxtτ �i acela�i
material (�i deci aceea�i s�geat�):
z321 f...fff ====
z4z
z3
zm24
2
23
2m14
1
13
1m FGd
nD8F
Gd
nD8F
Gd
nD8 ⋅==⋅=⋅ �
dar
z
z2
zm22
2m
1
12
1m
z3z
zm23
2
2m
31
1m1
1maxt
d
nDnD
d
nD
Fd
D8F
d
D8
d
DF8
===�
===⋅
=
�
�πππ
τ
Se poate admite în plus, f�r� nici o dificultate de realizare, c�:
zmz2m21m1 DnDnDn === � ( )z21 lll �==
Fig.3.64
a
0,7
7 λ
Dm1
Dm2 F
F
d 1
d 2
Fig.3.65
F1 C1 F2 C2
f
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
105
z
zm
2
2m
1
1m
d
D
d
D
d
D===� � , adic� existen�a
unei propor�ionalit��i între diametrul de înf��urare �i
diametrul sîrmelor.
For�a preluat� de arc :
�=�=�====
z
1i im
3i
maxtim
3i
z
1imaxt
z
2i Dd
8Dd
8FiF τπτπ
Sarcinile preluate de 2 arcuri consecutive :
2
i
1i3i
im
1mi
31i
i
1i
dd
d
D
Dd
FF
���
����
�=⋅= −
−
−− , deoarece 1i
1im
i
im
d
D
d
D
−
−=
5.1.7. Arcuri de cauciuc
La acela�i volum de material, arcul de cauciuc amortizeaz� o cantitate de
energie sensibil superioar� celei corespunz�toare arcului din o�el %40≈− din energia
de deforma�ie. Aceast� capacitate de amortizare se datore�te frec�rilor interne.
Categoriile principale de arcuri din cauciuc (fig.3.66)
Arc blocat solicitat la compresiune (fig.3.66.a)
hf
AF βεσ ==
Dm1
Dm2
Dm3
d1 d2 d3
f
D
F
F
h f
F γ
s F
h
Di
De F
�
Di
De
h
a b c d
Fig.3.66
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
106
→��
���
�=Dhββ nu se deformeaz� elastic decît pentru zone mici
2
3c
Dh
G38
f ⋅⋅=τ
Arc cilindric armat cu pl�ci metalice (fig.3.66.b) solicitat la forfecare
GAF
tg.sfGAF
f ⋅=ρ==τ
Arc cilindric armat cu tuburi metalice (fig.3.66.c), solicitat la torsiune
ii
maxf DD
lnGh
Ff
hDF ⋅
π=
π=τ
2
Arc cilindric armat cu tuburi metalice (fig.3.66.d), solicitat la forfecare
hDDM2
AF
hD
M2
ii
t
forfec
tmaxf2
i
tmaxt ⋅⋅
====π
τπ
τ
2D
h2
D2
Mh2M
ii
tmaxtti
πτρτπρ =�=
1nD1
D1
GhM
22i
t −���
����
�−=
πϕ
Rezisten�ele admisibile pentru arcurile de cauciuc
- solicitate static: �compresiune = 3…5 N/mm2
�forfecare = 1…2 N/mm2
�torsiune = 2…2,5 N/ mm2
- cu �oc trec�tor: �compresiune = 2,5…5 N/mm2
�forfecare = 1…2 N/mm2
�torsiune = 2…2,5 N/ mm2
-solicitate dinamic �compresiune = 1…1,5 N/mm2
�forfecare = 0.3…0.5 N/mm2
�torsiune = 0.3…1 N/ mm2
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
107
5.2. Amortizoare
5.2.1. Caracterizare. Elemente constructive
Au rolul de a disipa energia vibra�iilor �i �ocurilor.
Dup� principiul de func�ionare:
- amortizoare cu frecare uscat� (coulombian�)
- amortizoare cu frecare fluid�
- amortizoare cu pierderi prin curen�i turbionari
Exemple:
a) Amortizor cu frecare uscat�-unidirec�ional - pentru
disiparea energiei vibra�iilor rectilinii (fig.3.67)
pAFF nf µµ ==
µ fiind coeficientul de frecare dintre placi, p – presiunea
de contact, iar A- aria de contact dintre placi.
b) Amortizoare cu frecare fluid�
Amortizarea este determinat� de for�a de frecare creat� la forfecarea unui fluid vîscos
între dou� suprafe�e cu viteze ≠ sau de for�a rezistent�, realizat� la deplasarea for�at�
a fluidului vîscos printr-o conduct� sau un orificiu.
Vîscozitatea dinamic� (η) este caracteristica principal� a fluidelor ce determin�
caracteristicile amortizoarelor cu frecare fluid�:
mf cvF =
în care c este coeficientul de amortizare; v = viteza relativ� a elementelor rigide ale
amortizoarelor, legate de masa care vibreaz� �i batiu; m = exponent:
- m = 1 � caracteristic� liniar�
- m< 1 � caracteristic� progresiv�
- m> 1 � caracteristic� progresiv�
Exemple:
Corp superior Pl�ci de fixare Arc elicoidal Corp inferior
Fig.3.67
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
108
1). Amortizor cu piston (fig.3.68)
3c
2p
A
A8c ηπ=�
2). Amortizor hidraulic telescopic
For�a de amortizare se datore�te rezisten�ei fluidului la trecerea prin orificii mici, în
func�ie de raportul dintre coeficientul de rezisten�� pentru cursa de compresiune vc �i
coeficientul de rezisten�� pentru cursa de destindere �dc
- amortizoare cu simplu efect 0c;0c dc ≠=
- amortizoare cu dublu efect �≠≠ 0c;0c dc caracteristic� simetric� dc cc =
caracteristic� asimetric� dc cc ≠
Constructiv �amortizoare telescopice – monotubulare
- bitubulare
Schematic � amortizor telescopic bitubular (fig.3.69)
Elementele componente:
- Supapele sînt realizate sub forma de rondele ap�sate pe orificii calibrate
prin intermediul unor elemente elastice
Ac Ap
Fig.3.68
piston camer� compensare (aer) cilindru rezervor supape de comunicare tub principal supape de destindere
lichid axa ro�ilor
Fig.3.69
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
109
În cazul supapelor de destindere �i comprimare
rondele obturatoare, din tabl� de o�el de arc cu
grosimea 0,2…0,25 mm au realizate pe
periferie, prin frezare, un num�r de fante
calibrate,.prin care se creeaz� rezisten�a
vîscoas� a lichidului.
- Pistoanele sînt confec�ionate din font� sau materiale ceramice
- Tuburi exterioare-din �evi de o�el
- Sistemul de etan�are-inel de cauciuc cu zim�i interiori sau man�et� de
etan�are (simmering)
- Lichidul de amortizare – trebuie s� aib� un indice de viscozitate (I V)
ridicat: 3,6,…3,9 cSt la 100°C, minimum 12 cSt la 50°C �i 6500 cSt la 40°C.
Înc�lzirea amortizoarelor implic� sc�derea vîscozit��ii → sc�derea performan�elor
De exemplu: înc�lzirea amortizorului de la 20 la 12o°C conduce la reducerea
cantit��ii de energie disipate cu 35%.
5.2.2. Elemente de calcul �i proiectare
Calculul se efectueaz� în strîns� corela�ie cu celelalte elemente ale suspensiei
(masa suspendat�, elemente elastice etc.).
Pentru un amortizor hidraulic telescopic se parcurg urm�toarele etape:
- Stabilirea caracteristicii externe de amortizare
Pentru viteze ale pistonului de pîn� la 0,5m/s → domeniul I de func�ionare
>0,7m/s → domeniul II de func�ionare
Caracteristica de amortizare (curba A) conduce în domeniul vitezelor mari la for�e de
amortizare exagerate, cu implica�ii negative asupra confortului → introducerea unei
supape de desc�rcare care intr� în func�iune numai la o anumit� vitez� – numit�
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
110
vitez� critic�. Se asigur� pentru viteze mari o caracteristic� de amortizare regresiv�
(curba B). Pentru suspensii auto s/m4,02,0Vcr �= .
- Dimensiuni constructive de baz�
•) Lungimea l – impus� de valorile extreme ale elementului elastic
••) Diametrul exterior eD - din condi�ia termic� W forfecare = W evacuat
convec�ie
W forfecare = 2mkv - viteza medie a vibra�iilor k – constant� dependent� de
amortizare (orificiu, etc.);
W evacuare convec�ie = T.lDe ∆απ
••) Orificiile calibrate
Condi�ia de debit ( debitul prin orificiul calibrat identic cu cel realizat de
piston)
Qcal= ppSF/pgSSVQQ acalcalppistoncal �=γµ== 2
=calµ coeficientul de pierdere la scurgerea prin orificii calibrate.
De exemplu, pentru o curgere caracterizat� prin num�rul Reynolds Re :
750720320 ,,,Re cal �� ≈µ .
••) Dimensionarea canalelor circulare din piston
II
2000 1000
Fa [N]
va [m/s]
I
Curba de amortizare p�tratic�
Curba de amortizare regresiv�
Complet înc�rcat F�r� sarcin� util�
0,5 1,0 1,5
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
111
5.3. Suspensii mecanice
Rol - mic�orarea amplitudinii mi�c�rii transmis� de la ma�in� la funda�ie ;
- mic�orarea for�ei transmis� de la ma�in� la funda�ie.
a) pentru reducerea amplitudinii mi�c�rii b) pentru reducerea for�ei
P�r�ile principale ale unei suspensii:
- elemente elastice (arcuri) cu rol de sus�inere a sarcinii;
- elemente de disipare a energiei vibra�iilor (amortizori).
M�rimile prin care se poate caracteriza o suspensie:
- transmisibilitatea absolut� AT
•)pentru cazul din fig.a == mf
mA A,
AA
T amplitudinea vibra�iei ma�inii,
=fA amplitudinea vibra�iei funda�iei
••) pentru cazul din fig.b ;A
AT
Fe
FfA =
=FfA amplitudinea for�ei transmis� funda�iei
=FeA amplitudinea for�ei transmis� excita�iei
- transmisibilitatea relativ� RT :
vf
sR A
AT = ; =sA amplitudinea deforma�iei suspensiei
=rfA amplitudinea vibra�iei funda�iei
Excita�ie
t
t
x(t)
m m
u=uo sin�t
Ma�in� Suspensie Funda�ie
F=Fo sin�t
Fr(t)
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
112
- r�spunsul mi�c�rii 1A , numit factor de amplificare;
stA
AdA1 = , −Ad amplitudinea deplas�rii sistemului elastic – sub ac�iunea
amplitudinii for�ei de excita�ie
−stA deforma�ie static�
Exemple ale m�rimilor 1RA AsiT,T pentru un sistem cu un grad de libertate
20 12 ξ−⋅=ω==ξ m/kkmc;c/c crcr
Suspensia cu amortizor vîscos cuplat rigid:
- cre�terea amortiz�rii realizeaz� mic�orarea transmisibilit��ii la rezonan��,
dar conduce la ob�inerea unor valori mari ale transmisibilit��ii absolute pentru valori
ridicate ale pulsa�iei 1/ 0 �ωω .
Amorti
zorul
este
eficace
numai
în zona
rezona
n�ei
(fig.a). Factorul de amplificare 1A este mic�orat, pentru o valoare a pulsa�iei, de
cre�tere a amortiz�rii (fig.b).
Suspensia cu amortizor coulombian legat rigid:
- realizeaz� o leg�tur� rigid� prin blocarea amortizorului atunci cînd for�a de
frecare este mare �i excita�ia se face cu pulsa�ii foarte mici ( )0ωω �� . În aceste
condi�ii 1=AT . Cre�terea coeficientului de amortizare coulombian� mic�oreaz�
transmisibilitatea absolut� la rezonan�� �i m�re�te pulsa�iile la care aceasta se
realizeaz�.
0,2 1 10 �/�0 0,2 1 10 �/�0
TA
100 10 1
m
A1
10 1
=0,01 =0,5
=0,1 =1
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
113
?? Intreb�ri recapitulative
1) Care dintre urm�toarele afirm�ii este adev�rat�: arcul este un organ de ma�in�
care realizeaz� o leg�tur�
a) elastic�;
b) rigid�.
între p�r�ile sau piesele unei ma�ini, mecanism sau dispozitiv?
2) Caracteristica arcului este curba care exprim� dependen�a dintre:
a) for�a �i deforma�ia elastic� liniar�;
b) moment �i deforma�ia elastic� unghiular�;
c) între for�� �i moment;
d) între for�� �i unghiul de înf��urare al elicei.
3) Rigitatea arcului este o m�rime:
a) adimensional�
b) care se exprim� în N/mm.
4) Care dintre sec�iunile arcurilor lamelare au cel mai bun coeficient de utilizare
volumetric?
a) dreptunghiular�;
b) triunghiular�;
c) trapezoidal�.
5) Solicitarea principal� a arcurilor de torsiune este:
a) torsiunea;
b) trac�iunea.
6) Arcurile elicoidale cilindrice în ansamblu sunt solicitate la:
a) torsiune;
b) trac�iune;
c) compresiune.
7) La acela�i volum de material, arcul de cauciuc amortizeaz� o cantitate de energie:
a) superioar� celei corespunz�toare arcului din o�el;
b) inferioar� celei corespunz�toare arcului din o�el.
Note de curs. Capitolul 5. Asambl�ri elastice
114
8) Caracteristicile mecanice ale arcului depind de:
a) compozi�ia �i propriet��ile materialului din care se realizeaz�;
b) for�a sau momentul la care sunt solicitate arcurile.