Cuplaje intermitente automate
Cuplajele intermitente automate asigura cuplarea sau decuplarea automata, in functie de anumite conditii inmpuse lantului cinematic, din care fac parte: marimea turatiei, sensul de rotatie, valoarea momentului de torsiune maxim de transmis. Astfel, cuplajele automate pot fi limitatoare de sens (cuplajele directionale de cursa libera), limitatoare de turatie (cuplaje centrifugale), limitatoare de moment (cupla 343h77d je de siguranta).
Cuplaje unisens. Constructia si functionarea cuplajelor unisens reies din figura 7. Semicuplajul stea 6, impanat pe arbore, are forma astfel incat formeaza cu semicuplajul 4 niste spatii in forma de pana.
Fig 7. Cuplaj unisens : 1- rola, 2- arcuri , 3 – pistonas, 4- semicuplaj, 5- pastila dura, 6- semicuplaj.
In aceste spatii se afla rolele 1 actionate de
pistonasele 3, montate pe arcurile 2 in locasurile semicuplajului 6. La rotirea
semicuplajului 6 in sens orar (ca element motor), rolele se impaneaza in
portiunea ingusta a locasurilor dintre semicuplaje si asigura transmiterea
momentului catre semicuplajul 4. La rotirea lui in sens antiorar, se produce
decuplarea, rolele gasindu-se in portiunea largita a locasului. Contactul
rolelor cu semicuplajul 6 are loc pe pastilele dure 5, montate pentru
micsorarea uzurii. Pistonsele 3 mentin in contact permanent rolele cu piesele
conjugate si in perioada de repaus, astfel ca la pornire toate rolele vor lucra
simultan. In tabelul 8 [112] se dau dimensiunile unor cuplaje unisens , cu
notatiile din fig. 8. Pornind de la principiul de functionare indica si
observand ca in cadrul unui lant cinematic din care face parte cuplajul se pot
ivi situatii cand ambele semicuplaje sunt antrenate pe doua cai diferite, se
observa ca decuplarea sau cuplarea automata a acestuio cuplaj are loc in
functie de sensul de rotatie relative (sau a diferentei turatiilor
semicuplajelor). Situatia amintita se intalneste in constructia masinilor unelte
(de pilda la strunguri semiautomate, fig 8 a). Pentu realizarea avansului de
lucru, miscarea este primita prin roata dintata 3 (fig 8 b indica constructia
cuplajului 
din fig 8 a) care constituie in acelasi timp
unul din semicuplaje, in sens antiorar. In modul amintit anterior va fi
antrenat arborele 6. Daca se cupleaza motorul electric 
, arborele 1 antreneaza in sens antiorar bucsa
2 ale carei gheare se gasesc in locasurile cuplajului. Ghearele bucsei 2
antreneaza intr-o miscare rapida semicuplajul 4, asigurand avansul rapid
(rolele se afla in portiunea larga a locasurilor). Constructia din fig 8 b ar
permite transmiterea unei miscari rapide de la arborele 1 la arborele 6 si in
sens orar. In acest caz ghearele deplaseaza rolele pana la contactul lor cu
suprafetele plane ale semicuplajului 4, rotindu-l cu turatie mare.
Cuplajul din figura 8 1. reprezinta schematizarea celui din figura 8.
Cuplajul din fig 8.2 il schematizeaza pe cel din fig 7. Element conducator poate fi oricare din cele trei: carcasa 1, furca 4, steaua 2 cu conditia ca sensul lor de rotatie sa asigure impanarea rolei in partea ingusta a spatiului in forma de pana dintre 1si 2. De exemplu, daca 1 este element conducator iar 2 si 4 elemente conduse, atunci la rotirea carcasei 1in sens orar rolele se impaneaza si sunt antreanate in sens orar atat steaua 2 cat si furca 4. Daca momentul rezistent la furca este suficient de mare, se poate ajunge la deblocarea rolelor si la intreruperea, nedorita, a miscarii. Acest cuplj poate lega trei lanturi cinematice.
Cuplajul din fig. 8.3 se compune din acelasi tip de elemente, dar are un numar dublu de role, respectiv de suprafete de lucru. Cuplarea are loc la o rotatie in orce sens a carcasei sau a stelei.
Daca carcasa este elementul motor, atunci momentul se transmite atat stelei cat si furcii. Daca furca este elementul motor, ea nu poate antrena decat steaua. Acest cuplaj poate lega tei lanturi cinematice.
Cuplajul din fig 8 leaga doua lanturi cinematice. Poate transmite miscarea in ambele sensuri. Rolele 6 asigurea cuplarea intr-un sens, iar rolele 7 in sens opus. Rolele sunt distantate intre ele, doua cate doua, prin arcuri 11 gidate in suportii 10 legati de steaua 8. Ghearele comutatorului 5 se intoduc intre doua role vecine 6, 7 existand un contact permanent intre ele .
Fig 8. Cuplaj unisens
stift; 2- stift; 3- arbore; 4- bucsa; 5- comutator; 6-rola; 7- tola; 8-stea; 9- carcasa; 10- suport; 11-arc.
Miscarea poate fi transmisa atat de la steaua 8 la carcasa 9 cat si invers.
Daca, de pilda, steaua se roteste in sens orar atunci rolele 6 se impaneaza si antreneaza carcasa. Stiftul 2 montat in arborele 3 al stelei va roti bucsa 4 si comutatorul 5, astfel ca ghearele acestuia se vor roti odata cu celelalte piese. Daca dorim sa intrerupem miscarea stelei, se deplaseaza axial bucsa 4(care are un ajustaj alunecator fata de arbore). Ea este ghidata de stiftu 2 care aluneca in canalul den bucasa executat paralel cu axa bucsei.
Stiftul 1 montat in bucsa se deplaseaza intr-un canal elicoidal practicat in butucul comutatorului astfel ca la decuplarea axiala a bucsei 4 va avea loc o rotatie a comutatorului, deci o rotatie relativa a ghearelor acestuia in raport cu steaua. Daca sensul rotirii este, pentru situatia descrisa mai sus, anterior, atunci ghearele actioneaza rolele si le deplaseaza in partea larga a spatiului in forma de pana, realizand decuplarea miscarii.
In fig 8 (a,b) este prezentat un variator de turatie cu impusuri in constructia caruia se utilizeaza un cuplaj unisens (notat cu Cu).
Calculul de rezistenta al acestor cuplaje se refera, in principal, la calculul la presiune de contact a cuplului rola-semicuplaj. Momentul de torsiune la care se calculeaza organele cuplei este momentul de torsiune de calcul
unde: Cs = (Cs2+Cs2)Cs3 este coeficientul de serviciu; Cs2 este un coeficient dinamic ce tine seama de tipul masinii motoare;
Cs2- coeficient dinamic ce tine seama de tipul masinii de lucru;
Cs3 – coeficient care tine seama de repartizarea neuniforma a sarcinii pe role.
Fig. 10. Utilizarea cuplajului unisens la un variator cu impulsuri.
schema cinematica: Cu- cuplaj unisens; b – constructie.
Fortele care actioneaza asupra unei role sunt indicate in fig 11 Pentru ca rola sa ramana impanata si in echilibru, rezultatele R1 si R2 trebuie sa aiba acelasi suport si acelasi modul (sens contrar). Daca se considera coeficientii de frecare (respectiv unghiurile de frecare) dintre rola si cele doua semicuplaje ca fiind egali (Q1=Q2=Q), se observa ca
deoarece 
este unghi
exterior la triunghiul O2BC. Din relatia rezulta conditia de autofranare:
< 2q.
In practica se ia = 4 10°.
Din triunghiul O1AO2 rezulta relatia din care , adoptand D, a si , rezulta d.
Constructiv, se recomanda pentru lungimea rolei valoarea l ≈ 1,5 d. Numarul de role se ia de obicei z = 36.
Pentru otel calit cu duritate mai mare de 60 HRC se ia pa=1500N/mm2.
In afara utilizarilor mentionate mai sus (la masini-unelte), cuplajele unisens se intalnesc in constructia unor vehicule (de exemplu, biciclete) a masinilor agricole actionate de la priza de putere, in mecanica fina (de exemplu la aparatele de fotogrfitat) etc.
Fig 11. Fortele in cuplajul unisens
Cuplaje centrifugale.
a) Cuplaje centrifugale cu saboti. Aceste cuplaje realizeaza cuplarea sau decuplarea arborilor la o anumita turatie.
Se evita astfel cuplarea in sarcina inainte ca arborele motor sa fi inmagazinat o energie cinetica suficienta.A mbreiajul centrifugal consta, in principiu, dintr-un disc 3 montat pe arborele motor si un tambur 2 montat pe arborele condus. Pe discul 3 sunt articulati sabotii 1, legati intre ei prin arcurile 5. Sabotii sunt captusiti cu materiale de frictiune 6. In figura 11 s-au luat in considerae fortele care actioneaza asupra unui sabot in timpul functionarii. Considerand echilibrul unui sabot, in timpul functionarii la turatia nominala, se scriu momentele fata de articulatia A:
Fig 11. Cuplaj centrifugal cu saboti: 1- sabot; 2- tambur; 3- disc; 4- bolt; 5- arec; 6- garnitura.
|
