Absolvent: Ivan Gabriel

Indrumator:Prof. Ing. Buta doina

Cuprins

1. Tipuri de lagare, definitie .................................................. 5

2. Caracteristici. Parti componente. Materiale ..................... 5

1. Caracteristici .................................................. 5

2. Parti componente ............................................ 6 39513ghx36ion9l

3. Materiale ......................................................... 7

3 .Clasificarea si simbolizarea rulmentilor …...................... 7

3.1. Rulmentii standardizati ................................... 7 ho513g9336ioon

3.2. Rulmentii nestandardizati ............................... 10

3.3. Rulmentii de joasa turatie ............................... 11

3.4. Rulmentii de inalta turatie .............................. 12

3.5. Simbolizarea rulmentilor ................................ 13

3.6. Alegerea rulmentilor ....................................... 13

4. Determinarea solicitarilor si deformatiilor ..................... 15

4.1. Consideratii generale ......................................15

5. Incarcarea si deformatiile elastice in rulmentul radial. Rigiditatea rulmentului radial ............................................. 15

5.1. Rulmentul neincarcat ....................................... 15

5.2. Rulmentul incarcat ........................................... 16

6. Rulmenti radiali-axialimontati pereche ........................... 16

6.1. Incarcare axiala .............................................. 16

6.2. Forte centrifuge ............................................... 17

7. Cinematica rumentilor ...................................................... 18

7.1. Rulmentii de joasa turatie ............................... 18

7.2. Rulmentii de inalta turatie ............................... 18

7.3. Alunecarea diferentiala .................................... 20

8. Frecarea in rulmenti ........................................................ 20

8.1. Rostogolirea in conditiile frecarii uscate sau mixte . ................................................................................... 20

8.2. Rostogolirea in conditiile frecarii fluide. Lubreficatia elasto-hidrodinamica ...................................... 22

9. Capacitatea de incarcare a rulmentilor ........................... 24

9.1. Capacitatea de incarcare statica ...................... 24

9.2. . Capacitatea de incarcare dinamica ................ 24

10. Probleme privind montajul, ungerea si etansarea rulmentilor ............................................................................ 26

11. Bibliografie ..................................................................... 30
1. Tipuri de lagare, definitie

Lagarele sunt organe de masini avand functia de sustinere si ghidare a arborilor si a osiilor cu miscare rotativa sub actiunea sarcinilor care actioneaza supra lor.

Dupa directia sarcinii principale fata de axa de rotatie, lagarele se grupeaza in:

- lagare radiale cu directia sarcinii principale perpendiculara pe axa de rotatie;

- lagare axiale si crapodine avand directia sarcinii principale paralela cu axa de rotatie;

- lagare radial-axiale a caror sarcina are componente dupa cele doua directii mentonate.

Dupa caracterul frecarii produse in functionare, lagarele se grupeaza in:

- lagare cu alunecare - intre suprafata exterioara a fusului si suprafata interioara a lagarului;

- lagare cu rostogolire - intre elementele rulmentilor;

- lagare combinate.

2. Caracteristici. Parti componente. Materiale

2.1. Caracteristici

Lagarul de rostogolire se obtine prin inlocuirea cuzinetului din lagarul cu alunecare printr-un rulment. De aceea lagarele se numesc si lagare cu rulmenti. Celelalte elemente componente ale lagarelor cu rostogolire difera foarte putin de elementele lagarelor cu alunecare. Ca urmare, studiul lagarelor cu rostogolire se reduce la studiul rulmentilor.

Datorita inlocuirii frecarii de alunecare prin frecare de rostogolire , randamentul lagarelor cu rostogolire este superior lagarelor cu alunecare avand valorile cuprinse intre 0,98 pana la 0,995.

2.2. Parti Componente

Elemente constructive caracteristice lagarelor cu rostogolire sunt:

- inelul interior si cel exterior- inelele rulmentilor pot prezenta una sau doua cai de rulare, pe care se rostogolesc corpurile de rulare, acestea sunt supuse la solicitarea de frecarea prin rostogolire;

- corpurile de rostogolire- sub forma de bile sau role;

-colivia- serveste la mentinerea unei distante constante intre corpurile de rostogolire si se executa din oteluiri carbon obisnuite, bronzuri, duraluminiu, materiale plastice etc.;

- diferite elemente pentru asamblare si etansare.

In figura 11.13 este reprezentat un lagar cu rostogolire cu bile pe care se pot urmari principalele elemente componente.

Dimensiunile de baza ale rulmentului sunt:

- "d" - reprezinta diametrul nominal corespunzator diamentrului nominal al fusului;

- "D" - reprezinta diametrul exterior al inelului exterior corespunzator diametrului interior al corpului lagarului;

- "B" - reprezinta latimea rulmentului.

Lagarele cu rulmenti reprezinta urmatoarele avantaje principale fata de lagarele cu alunecare:

- pierderi mai mici de putere prin frecare;

- turatii mari de 20000 - 30000rotatii/minut;

- consum redus de lubrefiant in perioade de intretinere;

- eficienta economica superioara, datorita avantajelor standardizarii si posibilitatile centralizarii executiei lor prin intreprinderi specializate cu procese de productie automatizate.

Lagarele cu rostogolire au dimensiunea radiala mai mare decat lagarele cu alunecare, de aceea necesita o precizie mai mare de executie si montaj, acestea sunt mai rigide si mai putin rezistente la socuri. In figura 11.13 este prezentat un lagar cu rulment cu bile pe care se pot urmari principalele elemente componente de mai sus.

2.3 Materiale

Corpurile de rostogolire si elementele caii de rulare, adica inelul interior si inelul exterior, se executa din oteluri speciale pentru rulmenti, cunoscute sub denumirea de RUL 1, RUL 2 (STAS 1456/1-80).

Colivia rulmentului se executa din oteluri obisnuite, bronzuri, duraluminiu sau materiale plastice.

3. Clasificarea si simbolizarea rulmentilor

3.1. Rulmentii standardizati

Pentru tipurile de rulmenti utilizate in mod curent in practica a aparut ca o necesitate economica, pentru simplificarea utilizarii si aprovizionarii, stabilirea unui numar limitat de executii tipo-dimensionale. S-a ajuns astfel la standardizarea constructiilor si dimensiunilor tipurilor uzuale de rulmenti, reglementare facuta prin norme ISO, adoptate si la noi prin STAS.

Clasificarea rulmentilor se face dupa diferite criterii:

1. Dupa modul cum actioneaza forta din exploatare asupra lagarelor, acestea pot fi: - rulmenti radiali;

- rulmenti axiali;

- rulmenti radial-axiali;

- rulmenti radial-oscilante;

- rulmenti axial-oscilante;

2. Dupa forma corpurilor de rostogolire se deosebesc:

- rulmenti cu bile;

- rulmenti cu role;

Corpurile de rostogolire, in raport cu incarcarea in conditiile de functionare, pot fi dispuse pe un singur rand, pe doua randuri si rareori pe mai multe randuri .Exemple de rulmenti din aseste categorii sunt indicate schematic in figura 11.14. Dintre numeroasele variante constructive, cele mai utilizate lagare sunt cele cu rulmenti radiali (figura 11.15. a) si cele cu rulmenti axiali cu bile (figura 11.15. d). Lagarele radial-axiale sau axial-radiale se pot executa si din rulmenti radiali combinati cu rulmenti axiali (figura 11.15. c).

Rulmentii cu role cilindrice suporta sarcini de 1,7 ori mai mari decit cei cu bile si pot functiona la turatii sporite.

Rulmentii cu doua randuri de corpuri de rulare suporta sarcini de 1,5 ori mai mari.

Rulmentii cu role cilindrice lungi sau cei cu ace se folosesc cand sunt necesare diametre exterioare reduse sau foarte reduse.

Rulmentii cu role conice si cei cu role butoias dispuse pe doua randuri pot fi incarcati de 1,9 ori mai mult fata de cei cu role dispuse pe un singur rand.

Rulmentii oscilanti pot suporta inclinarea axei de rotatie a arborilor sau osiilor cu 2º-3º.

Dupa precizia de executie, care influenteaza precizia de functionare, corespund necesitatilor de utilizare sunt prescrise un numar de patru clase de precizie P0, P6, P5, P4 (STAS 4207-70) tolerantele cele mai stranse fiind cele ale clasei P4.

Numarul mare al caracteristicilor constructive si dimensionale care trebuie indicate pentru identificarea unui rulment au impus necesitatea unei simbolizari codificate. Dimensiunile rulmentilor au fost sistematizate in serii de diametre (notate cu una din cifrele 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4) si serii de latimi (notate cu una din cifrele 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6). Prin definitie rulmentii din aceeasi serie de diametre care au acelasi interior vor avea si acelasi diametru exterior. Combinatiile seriilor de diametre si latimi dau nastere seriilor de dimensiuni.

In constructia de aparate, se utilizeaza de cele mai multe ori rulmenti de dimensiuni reduse, care pentru un diametru de alezaj mai mic de 10 mm, uneori sunt denumiti „rulmenti miniaturali”. Ca tipuri constructive se utilizeaza in special rulmenti radiali si radiali-axiali cu bile.

3.2. Rulmenti nestandardizati

Pentru multe explicatii din domeniul constructiei de aparate, tipurile constructive si dimensionale ale rulmentilor standardizati nu pot fi utilizate datorita spatiului redus avut la dispozitie pentru lagar, sau a conditiilor tehnice speciale. S-au creat astfel tipuri noi de rulmenti cu o arie de utilizare mai restransa, rulmentii nestandardizati care sunt de asemenea supusi unui proces de tipizare si normalizare odata cu cresterea cantitativa a productiei. O clasificare a rulmentilor nestandardizati poate fi facuta in raport cu turatia de lucru si anume rulmentii de turatie joasa si rulmenti de turatie inalta. 

3.3. Rulmentii de turatie joasa

Rulmentii de turatie joasa cuprind o mare varietate de tipuri. In aceasta categorie se poate incadra rulmentii miniaturali de constructie speciala. Se intalnesc si rulmenti miniaturali de constructie simplificata, cu bile libere, sau la care lipseste inelul interior sau exterior, inlocuiti direct de arborele cilindric sau conic al aparatului sau de carcasa aparatului. Cercetarile experimentale nu arata ca rulmentii miniaturali, care in locul inelului interior lucreaza direct cu terminatia conica a arborelui aparatului, prezinta unele avantaje in comparatie cu lagarele pentru varfuri sau cu centrajele. Astfel, la un moment de frecare comparabil ca marime cu al lagarelor pentru varfuri, variatia acestuia in timpul unei rotatii este de peste doua ori mai mica decat in lagarele pentru varfuri si concentrajele conice. In plus, trebuie mentionat montajul simplu si un cost de fabricatie relativ scazut.

In constructia aparatelor optico-mecanice de precizie se cer uneori lagare cu diametru mare al cailor de rulare. Acestea nu sunt incarcate la capacitatea lor maxima, cerintele fiind axate mai ales de precizia deplasarii. S-au utilizat initial lagare prin rostogolire cu patru cai de rulare. Pentru a avea capacitatea de incarcare si durabilitatea corespunzatoare caile de rulare trebuie executate dintr-un material capabil sa fie durificat prin tratament termic. Din aceasta constructie s-au dezvoltat rulmentii cu caile de rulare din sarma, la care caile de rulare sunt realizate din sarma de otel avand o duritate HB= 4500 ... 5000 [N/mm²]. In aceasta constructie apare ca un avantaj deosebit faptul ca materialul corpului nu trebuie sa fie dur, deci nu este necesara calirea, eliminandu-se astfel si o sursa de deformatii, cea datorata tensiunilor termice. Solutia constructiva este destinata in special incarcarilor axiale, unghiului β fiind β = 45 … 60º. Din motive de montaj unul din corpuri se executa din doua bucati, placutele intermediare facand posibil reglajul jocului din lagar. Precizia functionarii este legata de executia cailor de rulare, care pot fi libere sau incastrate in corp, solutie mai avantajoasa pentru montaj si intretinere.

In conditiile unor incarcari mari si a unei precizii de functionare ridicate, este necesara rodarea lagarului. In cazul cailor de rulare incastrate se poate executa inainte de rodaj o rectificare preliminara care scurteaza mult timpul necesar rodajului.

Pentru unele aplicatii speciale, cum ar fi lagarele suspensiei cardanice a giroscoapelor, a aparut necesara creerea unor lagare de o sensibilitale deosebita, la care momentul de frecare care actioneaza asupra arborelui mobil este redus prin aplicarea unui moment oscilant asupra corpurilor de rostogolire cu o frecventa mai mare decat frecventa de rotatie a arborelui. Aceasta se obtine printr-o constructie deosebita a rulmentului, la care exista trei inele si doua randuri de bile.

Inelul intermediar antrenat din exterior executa miscarea de oscilatie care se transmite bilelor. Daca deplasarile axiale datorate dilatarilor termice sunt insemnate se utilizeaza constructia cu inelul intermediar neted. Pentru simplificarea constructiei si micsorarea gabaritului, inelul interior poate fi eliminat, calea de rulare fiind realizata direct de arborele aparatului.

3.4. Rulmenti de turatie inalta

Se considera ca rulmentii la care produsul · n≥300 000 unde este diametrul mediu al rulmentului [mm]; n- turatia in rot/min, sunt de turatie inalta. Ca tipuri constructive se folosesc rulmentii radiali si radiali-axiali cu un singur rand de bile. Marimea unghiului de contact β (inchis la dreapta care uneste punctele de contact dintre bile si inele si urma planului perpendicular pe axa rulmentului), se alege in infuctie de raportul dintre incarcarea axiala si incarcarea radiala din rulment.

Unele recomandari in aceasta privinta sunt prezentate in tabelul 1.1.

3.4. Simbolizarea rulmentiilor

Simbolizarea rulmentiilor este necesara: la marcarea pe fiecare rulment, la notarea pe desene tehnice si in listele de schimb, la precizarea comenzilor si livrarilor, pentru catalogarea tuturor tipodimensiunilor si identificarea interschimbabilitatii lor din cataloage.

Simbolizarea se face prin cifre sau prin grupe de cifre ce caracterizeaza rulmentul ca marime – serie de latimi pentru acelasi diametru interior d – tip – caracteristici speciale.

Gradul preciziei al rulmentilor se simbolizeaza prin litere.

Simbolul rulmentilor se compune din simbolul de baza, sub forma de cifre, litere, sau alfanumeric si din simbolurile suplimentare.

Semnificativa este grupa ultimelor doua cifre caracteristice marimii rulmentului. Pentru diametre interioare d cuprinse intre 20 si 495 mm, numarul constituit din ultimele doua cifre ale simbolului unui rulment prin inmultire cu numarul 5 indica diametrul d. De exemplu, diametrul d al unui rulment reprezinta simbolul 92218 este: d = 18 · 5 = 90 mm, care este si diametrul nominal al fusului.Corespunzator acestei marimi, celelalte dimensiuni ale rulmentului se extrag din catalog sau din tabele cuprinse in standarde.

Citirea simbolurilor se face astfel : -prima cifra reprezinta seria de latimi, a doua cifra seria diametrelor exterioare pentru acelasi diametru interior.

3.6. Alegerea rulmentilor

Alegera rulmentilor standardizati comporta doua faze – alegera orientativa si alegera definitiva.

Alegerea preliminara sau orientativa stabileste tipul rulmentului pornind de la directia fortei principale (reactiunii) din lagar, avandu-se in vedere caracteristicile de baza ale diferitelor tipuri de rulmenti.

Alegera definitiva a seriei si a dimensiunilor tipului de rulment ales in prima faza se face pe baza calculelor, in functie de marimea sarcinii, a turatiei, de durata de functionare si de alte conditii de functionare cand acestea se impun.

Datorita avantajelor standardizarii, rulmentii se supun numai calculelor pentru determinarea sau verificarea capacitatii de incarcare dinamica si a durabilitatii, pe baza sarcinii dinamice echivalente, care-i solicita.

In tabelul 1.2 de mai jos sunt prezentate diferite variante constructive de rulmenti ti recomandari de utilizare.