LAGARE DE ALUNECARE

GRUP SCOLAR INDUSTRIAL

NICOLAE TECLU

BUCURESTI

Profil: mecanic, utilaje si instalatii in industrie

                                           PROIECT

TEMA                                                        LAGARE DE ALUNECARE

CoordONATOR                                                           Elev                                                    

2010

CUPRINS

ARGUMENT

CAPITOLUL.I.GENERALITATI..2

1.1. Forme constructive si materiale..2

1.2. Functionarea lagarelor cu alunecare.4

1.2.1. Fazele functionarii unui lagar.....................5

1.2.1.1. Frecarea uscata............................5

1.2.1.2. Frecarea la limita...........................6

1.2.1.3. Frecarea fluida6

CAPITOLUL II. UZAREA LAGARELOR8

2.1. Definitia uzarii..............................8

2.2. Factorii care determina micsorarea uzarii................8

2.3. Clasificarea aditivilor............................8

CAPITOLUL III. LAGARE CILINDRICE..10

3.1 Avantaje si dezavantaje..10

3.2 Calculul lagarelor cilindrice radiale11

3.3. Lagare axiale verticale11

3.4. Forme constructive de  lagare cilindrice pentru fusuri..12

3.5. Ungerea lagarelor radiale..13

CAPITOLUL IV. MASURI DE TEHNICA SECURITATII MUNCII14

BIBLIOGRAFIE..15

ARGUMENT

Lagarele de alunecare se caracterizeaza prin faptul ca fusul se sprijina pe o suprafata cilindrica interioara direct sau prin intermediul unui lubrifiant.

Din punct de vedere constructiv, lagarele pot fi simple sau complexe.

Cele mai simple lagare sunt alezajele, care au dimensiuni corespunzatoare fusului si care sunt executate in corpul piesei. Prin norme si standarde sunt stabilite de cele mai multe ori forma construc­tiva si dimensiunile lagarelor.

Atunci cand este nece­sar, cand materialul pentru lagar este foarte scump, lagarul va avea forma unei bucse ce se monteaza in corpul masinii.

Aceasta solutie constructiva are avantajul unei constructii simple, dar ofera si posibilitatea inlocuirii bucselor atunci cand se uzeaza.

Lagarele complexe se compun din urmatoarele elemente principale:

- corpul lagarului;

- capacul;

- cuzinetii

            Lucrarea este structurata in 4 capitole si bibliografie, dupa cum urmeaza:

CAPITOLUL.I.GENERALITATI

CAPITOLUL II. UZAREA LAGARELOR

CAPITOLUL III. LAGARE CILINDRICE

CAPITOLUL IV. MASURI DE TEHNICA SECURITATII MUNCII

BIBLIOGRAFIE

            Prin structura si continut tematic proiectul cauta sa imbine scopul informativ cu cel formativ.

            Lucrarea se adreseaza elevilor cu profil mecanic utilaje si instalatii in industrie dar poate fi consultata si de elevii cu alte specializari din domeniul mecanic.

CAPITOLUL.I.

GENERALITATI

Lagarele de alunecare se caracterizeaza prin faptul ca fusul se sprijina pe o suprafata cilindrica interioara direct sau prin intermediul unui lubrifiant.

   1.1. Forme constructive si materiale

Din punct de vedere constructiv, lagarele pot fi simple sau complexe.

Cele mai simple lagare sunt alezajele, care au dimensiuni corespunzatoare fusului si care sunt executate in corpul piesei. Prin norme si standarde sunt stabilite de cele mai multe ori forma construc­tiva si dimensiunile lagarelor.

Atunci cand este nece­sar, cand materialul pentru lagar este foarte scump, lagarul va avea forma unei bucse ce se monteaza in corpul masinii.

Aceasta solutie constructiva are avantajul unei constructii simple, dar ofera si posibilitatea inlocuirii bucselor atunci cand se uzeaza.

Cateva dintre formele constructive de lagare cu bucse sunt prezentate in fig.1.

            Fig.1. Lagare cu bucse

Lagarele complexe se compun din urmatoarele elemente principale:

- corpul lagarului;

- capacul;

- cuzinetii.

In fig. 2 sunt prezentate doua variante de lagare complexe:

    a - lagar cu capac drept;

    b - lagar cu capac inclinat.

Fig. 2. Variante constructive de lagare complexe: a - lagar cu capac drept; b - lagar cu capac inclinat.

Elementul principal al unui lagar este cuzinetul. El se executa din materiale rezistente si ieftine si poate fi placat sau captusit cu materiale antifrictiune.

Buna functionare a lagarului, randamentul si durata de functionare depind de caracteristicile fizico-mecanice ale materialelor suprafetelor in contact, dar si de raporturile de afinitate sau anta­gonice ale materialelor ce formeaza cupla fus-cuzinet. O alta conditie ce trebuie indeplinita este corectitudinea executiei si o buna lubrificatie.

Pentru alegerea materialelor lagarelor, trebuie sa se tina seama de urmatoarele conditii:

- spre a evita factorii care favorizeaza griparea, intre materialul fusului si materialul cuzinetului, tre­buie sa existe cat mai putina afinitate;

pentru a proteja fusul impotriva uzarii, rezis­tenta acestuia trebuie sa fie de 2-4 ori mai mare decat a cuzinetului;

- rezistenta la uzare, coroziune si oboseala a materialului antifrictiune trebuie sa fie cat mai mare, la fel ca si rezistenta la sarcinile mari;

coeficientul de frecare al materialelor care compun cupla trebuie sa fie cat mai mic;

- materialele suprafetelor cuplei trebuie sa aiba o buna adsorbtie a lubrifiantului, dar si posibilitatea de refacere rapida a peliculei; temperatura de inmuiere a materialelor tre­buie sa fie superioara temperaturii de functionare a cuplei lagar-fus;

- conductivitatea termica sa fie buna pentru a usura transferul de caldura, ceea ce asigura o buna racire a cuplei.

Materialele antifrictiune cel mai des utilizate sunt bronzurile cu plumb - Pb-Cu, Pb-Sn-Cu - sau bronzurile speciale: Cu-Pb-Sn-Ni; Cu-Pb-Sn-Ni-Zn.

O buna utilizare o au si aliajele de aluminiu cu Pb, Sn, Zn, Ni sau aliajele pe baza de staniu:

 Y-Sn 83; Y-Sn 80; Y-Sn 10.

Cu mult succes sunt folosite materialele antifrictiune obtinute prin sinterizarea pulberilor de Fe, Cu, Sn, Pb, C (grafit). Pentru obtinerea cuzine­tilor, amestecul este presat la temperaturi ridicate. Bucsele astfel obtinute nu mai necesita prelucrari. Ele au o structura spongioasa si pot absorbi o canti­tate importanta de ulei de ungere (25-40% din volumul lor). Dupa sinterizare, bucsele sunt tinute un timp in ulei fierbinte. Datorita acestui tratament de impregnare, aceste bucse pot lucra un anumit timp fara ungere.

O alta categorie de materiale antifrictiune sunt materialele nemetalice, printre care putem enumera materialele plastice, cauciucul, materialele ceramice si grafitul.

   1.2. Functionarea lagarelor cu alunecare

Functionarea lagarelor este asigurata de misca­rea de rotatie efectuata de fusurile arborilor. intre fusuri si cuzinet iau nastere forte de frecare datorita presiunii exercitate prin fortele de incarcare ale arborelui.

Forta de frecare este definita ca fiind rezistenta care franeaza sau impiedica miscarea relativa a doua corpuri.

Functionarea lagarului se produce atunci cand diametrul fusului este mai mic decat diametrul cu­zinetului. Spatiul ramas liber in interiorul cuzine­tului se numeste joc radial si el este umplut cu lubrifiant.

Lubrifiantul are rolul de a crea o pelicula intre fus si cuzinet, reducand astfel frecarea, care nu mai are loc intre doua metale, ci intre metal si o substanta in stare fluida.

   1.2.1. Fazele functionarii unui lagar

In cazul functionarii lagarelor se intalnesc urmatoarele faze ale frecarii:

Øfrecarea uscata;

Øfrecarea la limita;

Øfrecarea fluida.

   1.2.1.1. Frecarea uscata

Frecarea uscata ia nastere atunci cand are loc contactul direct intre doua suprafete metalice.

Exista doua teorii care explica frecarea uscata: teoria mecanica si teoria moleculara.

In teoria mecanica, frecarea este considerata ca o rezistenta la inaintare datorata asperitatilor suprafetelor in contact, care se rup la deplasarea relativa a suprafetelor (fig. 3.).

                      

                      Fig.3. Teoria mecanica a frecarii uscate

Teoria moleculara considera frecarea ca fiind rezultatul invingerii interactiunii atomo-moleculare, a adsorbtiei moleculare sau chiar a unor micropunti de sudura (fig. 4).

                      

                     Fig.4. Teoria moleculara asupra frecarii uscate

La acest tip de frecare se aplica legea enuntata de Coulomb:

F=N.

   1.2.1.2. Frecarea la limita

Frecarea la limita se defineste ca o stare de lubrifiere in care frecarea dintre cele doua suprafete este determinata de proprietatile suprafetei si de cele ale lubrifiantului. Ea se caracterizeaza prin interpu­nerea unuia sau a mai multor straturi subtiri, mole­culare, de lubrifiant, care de regula face sa fie evitat contactul dintre cele doua suprafete ale cuplei.

Se considera ca frecarea la limita se datoreaza proprietatilor straturilor monomoleculare de lubri­fiant adsorbit de suprafete (fig.5).

                  Fig.5. Frecarea la limita

Frecarea la limita este foarte greu de realizat deoarece stratul limita, avand o grosime de cateva molecule, nu este continuu. Acest strat va fi strapuns de microasperitatile rezultate la prelucrare (chiar si pe suprafete foarte fin prelucrate).

   1.2.1.3. Frecarea fluida

Frecarea fluida. La frecarea fluida, in afara de stratul adsorbit de cele doua suprafete, mai exista un strat de lubrifiant cu grosime mult mai mare decat cel adsorbit. in acest strat are loc curgerea lubrifi­antului. Conditia de existenta a acestui tip de frecare este ca asperitatile suprafetelor sa fie complet separate prin lubrifiant. Fortele de frecare care iau nastere in stratul de lubrifiant sunt datorate vascozitatii acestuia si se determina pe baza legilor de la curgerea fluidelor (fig.6.).

Fig.6. Frecarea fluida

Majoritatea lagarelor functioneaza in regim de ungere. Din momentul pornirii si pana ajung la turatia de regim, cupla trece prin toate fazele frecarii (fig.7).

     

                        

                     Fig.7. Fazele functionarii unui lagar

Daca asociem fiecarei faze de lucru tipul de frecare, vom avea urmatoarele zone:

Ø inainte de pornire si in momentul pornirii -frecare uscata;

Ø zona turatiei redusa inainte de atingerea turatiei de regim - frecare la limita;

Ø zona turatiei de regim - frecare fluida - in acest moment incepe antrenarea lubrifiantului in mis­carea de rotatie, ceea ce duce la modificarea coefici­entului de frecare.

CAPITOLUL II.

UZAREA LAGARELOR

   2.1. Definitia uzarii

Uzarea este definita ca procesul de distrugere a suprafetelor in contact, in timpul frecarii, care este urmat de o schimbare a calitatii suprafetelor, a geo­metriei si a proprietatilor stratului superficial al ma­terialului.

   2.2. Factorii care determina micsorarea uzarii

Factorii care determina micsorarea uzarii sunt:

Ø starea de ungere;

Ø natura lubrifiantului;

Ø cuplul de materiale fus-cuzinet;

    aspectul microasperitatilor suprafetelor in contact.

    2.3. Clasificarea aditivilor

Imbunatatirea calitatilor de ungere, pi cum si a proprietatilor fizico-chimice ale lubrifiantilor, se face prin adaugarea in uleiuri in cantitati mici, a aditivilor.

Acesti aditivi pot fi:

Ø de vascozitate - imbunatatesc variatia vascozitatii in functie de temperatura;

Øde onctuozitate - favorizeaza adsorbtia formand un strat aderent pe suprafetele solide;

Øantigripanti - au o activitate pronuntata de fixare a stratului superficial;

Ødepresanti - au rolul de a facilita curgerea fluidului la temperaturi coborate si de a micsorapunctul de congelare;

Øinhibitori - ofera stabilitate chimica si impie­dica oxidarea;

Øanticorozivi - impiedica actiunea de corozi­une a lubrifiantului.

    1. Unsorile consistente sunt amestecuri de uleiuri minerale cu un sapun sau un amestec de sapu­nuri metalice. Se folosesc sapunuri de calciu, sodiu, aluminiu, bariu sau litiu.

Ele au urmatoarele proprietati:

punct de picurare, adica temperatura la care unsoarea separa uleiul in faza lichida, mai mare decat a mediului ambiant;

stabilitate coloidala, adica nu se separa in componente;

stabilitate la oxidare;

rezistenta la apa.

2.   Lubrifiantii solizi sunt lubrifianti sub forma de pulberi fine. Ei trebuie sa indeplineasca urmatoa­rele conditii:

eforturile unitare de forfecare sa fie mici;

sa prezinte afinitate fata de suprafetele solide. Aceste conditii sunt satisfacute de grafit si de bisulfura de molibden. Lubrifiantii solizi se folosesc sub forma de pulberi fine sau adaugati in lubrifiantii obisnuiti.

3. Lubrifiantii gazosi au o viscozitate mica fata de uleiuri si se intrebuinteaza la lagarele cu turatii foarte mari si sarcini mici. in prezent, drept lubri­
fianti gazosi se folosesc: aerul, azotul si hidrogenul.

4. Masele plastice. Cand sunt depuse in straturi subtiri sunt considerate lubrifianti solizi. Trebuie sa se tina seama ca temperatura de functionare a
lagarului sa nu depaseasca temperatura de curgerea materialului si nici anumite limite de presiunespecifice.

La sarcini si viteze mari, datorita slabei con­ductivitati termice si rezistentei mecanice insufici­ente se recomanda introducerea unor ingrediente cum sunt: fibrele de sticla, grafitul, bronzul sau bi­sulfura de molibden.

Autolubrifiantii sunt materialele sinterizate poroase, impregnate cu lubrifiant. Se considera autolubrifianti si materialele plastice depuse in straturi
subtiri pe suprafete de frecare dure (teflon).

CAPITOLUL III.

LAGARE CILINDRICE

    3.1 Avantaje si dezavantaje

Din punct de vedere functional, lagarele alca­tuiesc impreuna cu fusul un ansamblu cu rol functio­nal bine determinat. De aceea, lagarul si fusul se calculeaza si se proiecteaza impreuna.

Forma lagarului (fig. 8.) este simpla si asi­gura o capacitate portanta mare.

Fig.8. Lagar cilindric

Acest tip de lagar are urmatoarele avantaje:

Ø rezistenta mare la uzura;

Ø asigura ungerea prin mijloace si metode simple;

Ø executie usoara;

Ø comportare buna la regimuri vibratorii;

Ø poate fi executat la orice dimensiuni;

Ø functionare silentioasa.

Dintre dezavantaje, putem enumera:

Ø precizie mica la centrare;

Ø ghidare imprecisa datorita jocului relativ mare dintre fus si cuzinet;

Ø in cazul frecarii uscate, exista un moment de frecare ridicat.

Fusul se poate executa din otel tratat termic, iar pentru cuzinet, respectiv bucsa se poate folosi:

Ø bronz, pentru sarcini mari si viteze medii;

Ø fonta antifrictiune, pentru presiuni si viteze mici;

Ø materiale sinterizate pentru presiuni foarte mici;

Ø mase plastice (poliamide);

Ø mase plastice cu fibre textile (textolit);

Ø mase plastice cu lemn (lignofol).

   3.2 Calculul lagarelor cilindrice radiale

Calculul la incovoiere considera fusul (fig. 8.) ca o grinda incastrata in arbore cu o sarcina concentrata la mijloc; se obtine tensiunea de incovoiere:

                                  

                                   .

Raportul  este un parametru geometric ce se alege constructiv, =(0,5.1,5).

Capacitatea de alunecare a lagarului este limitata de presiunea de contact p.

Presiunea medie specifica este data de relatia:

                                  

Pentru presiunea admisibila se considera urmatoarele valori:

Ø pentru o ungere saraca, p_a = (3 6) daN/cm²;

Øpentru o ungere bogata,p_a - (8 10) daN/cm².

Verificarea la incalzire se face la fel ca si la fusuri, considerand produsul pv.

    3.3. Lagare axiale verticale

Acest tip de lagare este folosit la transmisiile care lucreaza vertical. Ele se mai numesc crapodine sau pivoti.

Calculul lor se rezuma la verificarea rezistentei la compresiune, pentru fus, si a presiunii de contact, pentru cuzinet (fig. 9).

Pentru presiunea de contact folosim formula:

                                  

Pentru a reduce presiunea in centrul fusului, aceste lagare se executa sub forma inelara.

                          Fig.10. Lagare axiale verticale

   3.4. Forme constructive de  lagare cilindrice pentru fusuri

Formele constructive ale fusurilor depind de marimea diametrului lor, de solicitari si cerintele locului de utilizare.

Pentru fusurile radiale, cel mai simplu lagar este alezajul realizat in carcasa sau piesa de susti­nere, avand eventual un orificiu pentru ungere (fig. 11 a). El poate fi utilizat la solicitari mari daca in lagar se introduce o bucsa metalica confectionata din una sau mai multe bucati (fig. 11 b). Cuzinetul poate fi sub forma de flansa (fig. 11 c) sau, in cazul aparatelor de precizie, cuzinetul este din piatra si este nedemontabil (fig- 11 e).

Fig. 11. Solutii constructive pentru lagare radiale

Acest tip de lagare are dezavantajul ca dupa ovalizare lagarele nu mai pot fi schimbate. Pentru a se putea demonta fara deplasarea intregului arbore, se utilizeaza lagarele sectionate (fig. 12).

                  

                     Fig.12. Lagar sectionat

      Capacul acestui lagar este prins cu suruburi, iar cuzinetul este confectionat cel putin din doua bucati. Cand cuzinetul se ovalizeaza, este posibila reglarea jocului prin strangerea suruburilor sau eli­minarea foitelor distantiere care se gasesc la supra­fata de separatie a capacului de corp.

   3.5. Ungerea lagarelor radiale

Ungerea lagarelor radiale se poate face (fig. 13):

Ø printr-o degajare in partea lagarului mai putin solicitata;

prin orificii de ungere;

Øprin intretinere continua folosind inele de pasla sau bucse din material sinterizat. Lagarele expuse mediilor cu impuritati se inchid.

Fig. 13. Solutii constructive pentru ungerea lagarelor radiale

    CAPITOLUL IV. MASURI DE TEHNICA SECURITATII  MUNCII

Pentru imbunatatirea conditiilor de munca si inla­turarea cauzelor care pot provoca accidente de munca si imbolnaviri profesionale trebuie luate o serie de ma­suri, sarcini ce revin atat conducatorului locului de munca dar si lucratorilor.

Acestea sunt:                   

- asigurarea iluminatului, incalzirii si ventila­tiei in atelier;

- masinile si instalatiile sa fie echipate cu instructiuni de folosire;

- sa fie asigurata legarea la pamant si la nul a tuturor masinilor actionate electric;

- masinile sa fie echipate cu ecrane de pro­tectie conform normelor de protectie a muncii;

- atelierele sa fie echipate in locuri vizibile cu mijloace de combatere a incendiilor;

- atelierul sa fie dotat cu mijloace de ridicat pentru manipularea pieselor mai mari de 20 kg;

- muncitorii sa poarte echipament bine ajus­tat pe corp cu manecile incheiate iar parul sa fie acoperit sau legat;

- inainte de inceperea lucrului va fi controlata starea masinilor, a dispozitivelor de pornire-oprire si inversare a sensului de miscare;

- se va verifica inaintea lucrului daca atmos­fera nu este incarcata cu vapori de benzina sau alte gaze inflamabile sau toxice;

- la terminarea lucrului se deconecteaza legaturile electrice de la prize, masinile vor fi oprite, sculele se vor aseza la locul lor iar materialele si
piesele vor fi stivuite in locuri indicate;

- muncitorii nu se vor spala pe maini cu emul­sie de racire si nu se vor sterge pe maini cu bumbacul utilizat la curatirea masinii. Daca pentru spalarea mai­
nilor a fost necesara utilizarea produselor usor infla­mabile se va folosi imediat apa si sapun;

- ciocanele trebuie sa aiba cozi din lemn de esenta tare, fara noduri sau crapaturi; este interzis lucrul cu ciocane, nicovale care au fisuri, stirbituri,
sparturi sau deformari in forma de floare;

- la folosirea trasatoarelor se cere atentie pentru a nu produce intepaturi iar dupa utilizare vor fi asezate in truse speciale;

- daca in timpul realizarii unei operatii meca­nice sar aschii vor fi purtati ochelari de protectie;

    -in cazul polizarii cu ajutorul masinii vor fi verificate cu atentie pietrele de polizat sa nu prezinte fisuri sau sparturi precum si prinderea piesei pe ma­
sina. Polizorul trebuie sa aiba prevazut ecran de pro­tectie.

BIBLIOGRAFIE

1. BADESCU, Gheorghe, STURZU, A, MILITARI,C., POPESCU,1., Tolerante si masuratori tehnice, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982

2. CIOCARLEA-VASILESCU, Aurel, CONSTANTIN, Mariana, Asamblarea, Intretinerea si repararea masinilor si instalatiilor. Editura All Educational,Bucuresti, 2002

3. CIOCARLEA-VASILESCU, Aurel, CONSTANTIN, Mariana, Organe de masini si mecanisme. Editura All Educational,Bucuresti, 2002

4. GHEORGHE, Ion, VOICU, Mihai, PARASCHIV, Ion, HUZUM, Neculai, RANTZ, Gabriel, Utilajul si tehnologia meseriei- tehnologia asaamblarii si montajului, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1990

5. TANASESCU, Mariana, GHEORGHIU, Tatiana, GHETU, Camelia, CEPISCA, Cornelia, Masurari tehnice, Editura Aramis, Bucuresti, 2005

6. ZGURA, Gh.,ARIESANU,E., PEPTEA,Gh., Utilajul si tehnologia meseriei-lacatuserie, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1991