Notiuni introductive. Componente mecanice standardi zate, normalizate si tipizate [603059]

Notiuni introductive. Componente mecanice standardi zate, normalizate si tipizate

Componentele mecanice utilizate in conceptia si ex ecutia diferitelor categorii de sisteme tehnice, di n
domeniul constructiei de masini, echipamente si uti laje pot fi clasificate in patru categorii majore:
– componente standardizate,
– componente normalizate,
– componente tipizate,
– componente de uz general / specifice pentru const ructia de masini
Dintre acestea, pentru primele trei categorii de c omponente exista presciptii tehnice specifice ce tr ebuie
respectate de catre personalul tehnic implicat in p roiectarea, executia, utilizarea acestor tipuri de componente si
/ sau a sistemelor tehnice ce le includ.
Pentru a se putea face o distinctie clara intre ce le patru categorii de componente in continuare sunt
precizate definitii specifice pentru acestea si res pectiv tipul documentatiei tehnice in care sunt spe cificate
caracteristicile lor.

1. Componentele standardizate:
– sunt componente ale caror caracteristici construc tiv – functionale si de material sunt reglemetate p rin
standarde nationale, zonale sau internationale
– standardele sunt norme tehnice elaborate de insti tutii specializate la nivel:
• national (exemple: STAS – RO, JIS – JP, ASA – USA, GOST – RU), in Romania organismul
national de standardizare fiind reprezentat de catr e "ASRO – Asocia ția de Standardizare din
România";
• zonal (exemple: standarde europene EN – UE), la ni velul Uniunii Europene functionand un
organism european de standardizare denumit "CEN – C omitetul European de Standardizare";
• international (exemple: standarde ISO), la nivel m ondial functionand un organism mondial de
standardizare denumit "ISO – Organiza ția Interna țional ă de Standardizare"
Prescriptiile standardelor au caracter de obligati vitate in a fi respectate pe intregul areal pentru care au
fost elaborate (de catre toate institutiile / agent ii economici / organizatiile tehnice si profesional e / tarile incluse in
arealele respective). Standardele nationale sunt as tfel obligatorii pentru toate institutiile / agenti i economici /
organizatiile tehnice de specialitate, etc. dintr-u n stat. Standardele zonale opereaza cu caracter de obligativitate
pentru toate tarile dintr-o anumita zone geografica , iar cele internationale la nivelul tuturor zonelo r geografice.
Ca urmare, in Romania opereaza / trebuie respectat e recomandarile standardelor nationale STAS,
recomandarile standardelor europeene SR-EN, si resp ectiv recomandarile standardelor internationale SR- ISO.

2. Componentele normalizate:
– sunt componente utilizate intr-o ramura industrial a precis definita sau utile in mai multe ramuri ind ustriale
apropiate. Caracteristicile constructiv – functiona le si de material ale acestor componente sunt
reglemetate prin norme tehnice de ramura industrial a;
– normele tehnice de ramura industriala sunt elabora te de catre institutii specializate (diferite de ce le care
elaboreaza standardele) asa cum sunt
– entitatile care elaboreaza astfel de norme pot fi:
• institutele nationale de proiectare/cercetare/dezv oltare si inginerie tehnologica;
• organismele nationale departamentale coordonatoare de activitati pentru anumite ramuri
industriale.

3. Componente mecanice tipizate:
– sunt componente fabricate in productie de serie de catre un anumit producator / mai multi producatori de
produse similare dintr-o anumita tara.
– fiecare producator executa familii produse de acel as tip intr-o anumita gama de tipo-dimensiuni de
produs. Tipo-dimensiunile de produse de un anumit t ip isi pastreaza aceleasi caracteristici de concept ie,
dar au dimeniuni si caracteristici functionale prog resiv crescatoare;
– familile de produse tipizate si tipo-dimensiunile acestora pot fi diferite de la un producator la alt ul in
functie de conceptia particulara a acestora ele put and avea si caracteristici constructiv – functional e / de
material diferite;
– caracteristicile constructiv-functionale si cele d e material fiecarei familiii de componente tipizate sunt
precizate in cataloagele de produse elaborate de ca tre producatorii respectivi.

– metodica de calcul pentru proiectare (predimension are, alegerea preliminara si verificare) a
componentelor tipizate este cea prevazuta in catalo gul de produse al producatorului respectiv, aceasta
putand fi diferita de la producator la producator;
– din motivele susmentionate, in utilizarea / integr area in proiecte a acestor componente tipizate nu s e vor
utiliza decat caracteristicile constructiv-function ale si de material existente intr-un singur catalog de
produse precum si respectiv metodicile de calcul in dicate in acel catalog de catre respectivul produca tor.
(ATENTIE: Combinarea datelor pentru proiectarea com ponentelor mecanice tipizate din mai multe
cataloage conduce la erori grave de proiectare);
– chiar daca familiile de produse tipizate realizate de catre fiecare producator sunt fundamentate prin
datele tehnice prezentate in cataloage de produse e laborate de acestia, pentru compatibilizarea
reciproca a diferitelor categorii de componente mec anice tipizate, in realizarea acestor componente su nt
respectate prescriptiile tehnice generale ale stand ardelor nationale / zonale / internationale in vigo are.

Dintre categoriile de produse integrabile in categ oria componentelor mecanice tipizate cele mai
importante sunt urmatoarele:
– componente pentru materializarea lagarelor cu el emente intermediare:
– rulmenti de uz general in constructia de masini
– rulmenti speciali pentru masini, echipamente si utilaje tehnologice
– componente pentru materializarea ghidajelor cu e lemente intermediare;
– cu elemente intermediare nerecirculabile
– cu recirculare interna a elementelor intermedia re
– componente pentru materializarea sistemelor de tr ansformare a naturii miscarii de tip:
– surub conducator – piulita cu elemente intermedia re si casetelor lagar tipizate specifice
acestora
– pinion – cremaliera si sistemelor de lagaruire ti pizate specifice pentru arbori-pinion
– componente pentru materializarea transmisiilor i ntermediare prin
– curele dintate
– lanturi
– componente pentru materializarea angrenajelor
– cilindrice,
– conice
– melcate
– componente pentru materializarea reductoarelor t ipizate de tip:
– reductoare planetare,
– reductoare armonice,
– reductoare cicloidale
– componente pentru materializarea cuplajelor:
– rigide
– elastice, cu amortizare torsionala.

FAMILII DE
COMPONENTE
MECANICE TIPIZATE CATALOAGE SP ECIFICE
DE PRODUSE DE UN
ANUMIT TIP DIFERITI
PRODUCATORI
– caracteristici constructiv -functionale;
– caracteristici material
– metodica de calcul specifica unei familii
de componente tipizate

4. Componentele de uz general / specifice pentru co nstructia de masini:
– acest tip de componente nu au caracteristicile con structiv – functionale si de material slabilite pri n
standarde / norme tehnice de ramura. Metodicile de calcul de proiectare nu sunt nici ele reglementate
prin standarde / norme tehnice sau alte documente s imilare acestora.
– pentru proiectarea acestor categorii de componente se urmaresc prescriptiile tehnice specifice existe nte
in literatura tehnica de specialitate, dar si speci ficatiile tehnice ale standardelor nationale / zona le /
internationabile aplicabile fiecarei categorii de p roduse.
– astfel, in cadrul metodicilor de proiectare a aces tor componente se utilizeaza:
o prescriptiile tehnice specifice existente in liter atura tehnica de specialitate,
o algoritmi de calcul elaborati pe baza principiilor generale de calcul de rezistenta materialelor si
organe de masini;
o proprietatile de material si recomandarile tehnice generale precizate in normele tehnice si
standardele standardelor nationale / zonale / inter nationabile aplicabile fiecarei categorii de
produse.

CAPITOLUL 1
COMPONENTE TIPIZATE PENTRU REALIZAREA
LAGARELOR CU ELEMENTE INTERMEDIARE (RULMENTI)

1.1 Notiuni introductive, clasificari, terminologie generala si specifica pentru lagarele
cu elemente intermediare

1.1.1. Definitie: lagare cu elemente intermediare:
Un lagar cu elemente intermediare se compune din:
– dou ă inele, unul interior si unul exterior, pe care sun t prelucrate caile de rulare,
– un numar de elemente intermediare (denumite si co rpuri de rostogolire), identice ca forma si dimensi uni, toate
deplasabile sincron intr-o miscare de rotatie plane tara pe caile de rulare, in raport cu care se afla in contact de
rulare / rostogolire,
– o colivie, care are rolul de mentinere echidistan ta a elementelor intermediare / corpurilor de rosto golire si in
anumite cazuri, si de mentinere a unei anumite orie ntari spatiale a axei longitudinale a acestora
– eventual și din alte elemente cu rol de etan șare sau asamblare.

1 (FAG) 2
1. Profile de cai de rulare pentru rulmenti cu bile / role cilindrice si role conice: a) suprafete (ca i de rulare) cu
frecare de rostogolire; b) suprafete (de ghidare la terala) cu frecare de alunecare
2. Forme uzuale de elemente intermediare / corpuri de rostogolire: bile, role cilindrice, ace, role co nice, role butoi
simetrice, role butoi asimetrice

1.1.2. Criterii de clasificare generala a lagarelor cu elemente intermediare:
– dup ă tipul solicitarilor aplicabile / incarcarilor prel uate de lagar:
/head2right – rulmen /uni021Bi radiali (au capacitate de preluare exclusiv / pre ponderent a sarcinilor radiale )
/head2right – rulmen /uni021Bi axiali (au capacitate de preluare exclusiv / prep onderent a sarcinilor axiale)
/head2right – rulmen /uni021Bi radial – axiali (au capacitate de preluare atata sarcinilor radiale, cat siaxiale)
– dup ă tipul / forma elementelor intermediare / corpurilo r de rostogolire:
– rulmen /uni021Bi cu bile
– rulmen /uni021Bi cu role cilindrice
– rulmen /uni021Bi cu ace
– rulmen /uni021Bi cu role conice
– rulmen /uni021Bi cu role butoi simetrice
– rulmen /uni021Bi cu role butoi asimetrice
– dupa destinatie:
-rulmenti de uz general in industrie – rulmenti cu dimensiuni standardidate – serii normale de execut ie
– rulmenti speciali pentru echipamente si sisteme i ndustriale cu precizii de lucru ridicate
– rulmenti de precizie:
– standardizati:
– rulmenti speciali pentru lagaruirea arborilor p rincipali ai masinilor unelte
– tipizati cu dimensiuni standardizate / compatibil e cu norme tehnice specifice:
– rulmenti speciali pentru lagaruirea meselor si platourilor rotative ale masinilor unelte
– rulmenti speciali pentru lagaruirea suruburilor cu bile / role
– rulmenti speciali cu sectiune ingusta pentru laga ruirea elementelor mobile ale robotilor
industriali / echipamentelor medicale, etc.

– rulmenti speciali din materiale ceramice (pentru operare l temeperaturi inalte in conditii
de stabilitate termca ridicata) hibrizi sau integra l din materiale ceramice
– rulmenti speciali pentru operare in vacuum (in ab senta lubrifiantilor).

1.1.3. Specificul constructiv functional si variant e constructive de rulmenti de uz general:
In ceea ce priveste principalele variante construc tive de rulmenti de uz general aceste sunt prezenta te in
figura de mai jos, denumirile particulare ale fieca rui tip de rulment fiind precizate in continuare:

Variante constructive de rulmenti de uz general (MI T)

A – Rulment radial cu bile pe un singur rand;
B – Rulment radial – axial cu bile pe un singur rand, c u contact unghiular simplu
C – Rulment radial oscilant cu bile pe doua randuri (au to-aliniant unghiular)
D – Rulment radial cu role cilindrice pe un singur ran d
E – Rulment radial cu ace pe un singur rand
F – Rulment radial – axial cu role conice
G – Rulment radial oscilant cu role butoi simetrice sc urte pe doua randuri (auto-aliniant unghiular)
H – Rulment radial oscilant cu role butoi simetrice lun gi pe un singur rand (auto-aliniant unghiular)
I – Rulment axial cu simplu efect cu bile pe un singur rand
J – Rulment axial cu simplu efect cu role cilindrice pe un singur rand
K – Rulment axial cu simplu efect cu ace pe un singur r and
L – Rulment axial cu simplu efect oscilant cu role buto i asimetrice pe un singur rand

Elementele componente ale diferitelor tipuri de rul menti de uz general

Elemente componenete ale rulmentilor de uz general: inel exterior, inel interior, colivie, elemente in termediare
(bile / role) pentru: A-rulment radial cu bile, B-rulment radial axial c u bile, C-rulment radial cu role cilindrice, D-
rulment radial cu ace, E-rulment radial-axial cu ro le conice, F-rulment radial oscilant cu role butoi, G-rulment
axial cu bile cu simplu efect, H-rulment axial cu r ole cu simplu efect

1.1.4. Specificul constructiv al coliviilor pentru elementele intermediare
Specificul contructiv al coliviilor pentru element ele intermediare este dependent de mai multi factor i: tipul
elemente intermediare, numarul de randuri de elemen te intermediare, materialul din care se realizeaza colivia,
proceul tehnologic prin care se realizeaza colivia etc.
Din acest punct de vedere, un prim criteriu de clasificare a coliviilor este materialul din care
acestea sunt executate : tabla de otel, alama, sau poliamida / rasini feno lice. Diferentierea tipologica a coliviilor
prin celelate caracteristici constructive este prez entata delaliat in continuare.

1 2
1 (SKF) 2
Colivii din tabla de otel (1 a,b,c,d), colivii din alama (2 a,b,c,d), colivii din poliamida / rasini f enolice 2 e,f)

A.
A. Colivii din tabla de otel (INA):
1, 2 colivii pentru rulmenti radiali cu bile, 3. co livie pentru rulmenti oscilanti cu role butoi
1 – din table de otel ambutisata, 2 – din table de otel nituite , 3- ranforsate din tabla ambutisata

B.
B. Colivii din alama (INA):
1, 2 colivii pentru rulmenti cu bile, 3. colivie pe ntru rulmenti cu role cilindrice
1 – nituite pentru rulmenti radiali cu bile, 2 – mo nobloc cu locase circulare pentru rulmenti radial-a xiali cu bile cu
contact unghiular, 3 – ranforsate cu elemente trans versal fixate prin nituri pentru rulmenti cu role c ilindrice

C.
C. Colivii din poliamide ranforsate cu fibre de str icla (INA):
1, colivie pentru rulmenti cu bile, 2. colivie pent ru rulmenti cu role cilindrice
1- monobloc pentru rulmenti radial-axiali cu bile c u contact unghiular, 2 – monobloc pentru rulmenti c u role
cilindrice

1.1.5. Terminologia specifica pentru elementele con structiv-functionale de detaliu caracteristice
diferitelor tipuri de lagare cu elemente intermedia re / rulmenti

Principalele elementele constructiv-functionale de detaliu caracteristice diferitelor tipuri de lagar e cu
elemente intermediare / rulmenti sunt prezentate in figurile de mai sus. Semnificatia notatiilor din c ele doua figuri
este urmatoarea:

Pentru rulmenti radiali sau radial axiali – fig. 2 si fig.3
1- inel interior
2 – inel exterior
3 – elementele intermediare de rulare – bile (alter nativ acestea pot fi de tip role cilindrice, ace, r ole conice, role
butoi simetrice sau asimetrice)
4 – colivia
5 – elemete de etansare (cu contact, din mase plast ice speciale – elastomeri, sau fara contact – din o tel)
6 – diametrul exterior al rulmentului
7 – diametrul interior al rulmentului

8 – diametrul umarului de pe inelul interior
9 – diametrul umarului de pe inelul exterior
10 – canal pentru montarea unui inel elastic pe ine lul exterior al rulmentului
11 – inel elastic pentru arbore, montat pe inelul e xterior al rulmentului
12 – suprafata frontala a inelului exterior
13 – canal de fixare a sistemului de etansare a rul mentului
14 – calea de rulare pentru elementele intermediare prelucrata pe inelul exterior
15 – calea de rulare pentru elementele intermediare prelucrata pe inelul interior
16 – canal de montaj al sistemului de etansare a ru lmentului
17 – suprafata frontala a inelului interior
18 – tesitura pentru alezajul inelului interior
19 -diametrul cercului purtator al elementelor inte rmediare
20 – latimea ttala a rulmentului
21 – suprafata de ghidare a elementelor intermediar e de tip role
22 – suprafata de retinere a elementelor intermedia re de tip role
23 – unghiul de contact (masurat intre verticala si normala pe directia de contact dintre elementele i ntermediare
si caile de rulare)

Pentru rulmenti axiali – fig.4
24 – inelul prin care rulmentul se monteaza pe arbo re
25 – elementele intermediare si colivia
26 – inelul prin care rulmentul se monteaza in carc asa
27 – inelul cu cale de rulare sferica prin care rul mentul se monteaza in carcasa
28 – inele de sprijin cu suprafete de asezare sferi ce prin care rulmentul se monteaza in carcasa

Pentru exemplificarea aceleiasi terminologii speci fice (valabile pentru orice tip de rulment de uz ge neral),
in figurile urmatoare sunt prezentate denumirile ac estora in limba engleza, in corespondenta cu princi palele
tipuri de rulmenti de uz general prezentati anterio r.

Terminologia de baza (in limba engleza) pentru rulm entii de uz general

1.1.6. Terminologia specifica pentru lagare cu elem ente intermediare
1 – Rulment radial cu role cilindrice
2 – Rulment radial axial cu bile cu contact in patru pu ncte
3 – Carcasa lagarului
4 – Arborele lagaruit
5 – Umar de sprijin axial al rulmentilor montati pe arbore
6 – Diametrul tolerat de montare a rulmentilor pe c apatul de arbore lagaruit
7 – Piesa pentru fixarea axiala pe arbore a pachetu lui de rulmenti de lagaruire
8 – Sistem de etansare a lagarului cu manseta de ro tatie (de tip simering)
9 – Inel distantier, cu suprafata exterioara preluc rata pentru etansare cu manseta de rotatie
10 – Diametrul tolerat al alezajului carcasei lagar ului in care se monteaza rulmentii
11 – Alezajul carcasei lagarului in care se monteaz a rulmentii
12 – Capacul lagarului (cu sistemul de etansare mon tat in el)
13 – Inel elastic pentru alezaj utilizat pentru fix area axiala a rulmetului in carcasa lagarului

1.1.7. Materiale pentru componentele rulmentilor
Materiale Componentele rulmentilor
Otel aliat pentru cai de rulare din rulmenti pentru calire
adanca
Otel aliat pentru cai de rulare din rulmenti, de ni trurare
Otel rezistent la coroziune pentru cai de rulare di n rulmenti
ISO 683-17 Inelul exterior si inelul interior la
rulmenti radiali / radial – axiali
Inelele rulmentilor axiali
Otel aliat pentru elemente intermediare de rulmenti , (pentru
calire cu flacara sau prin inductie) Bile, role, ace etc.
Recomandari privind presiunea de contact hertziana pentru caile de rulare si elementele
intermediare de rulare:
4600 N/mm 2 pentru rulmentii oscilanti cu bile,
4400 N/mm 2 pentru rulmentii oscilanti cu role butoi,
4200 N/mm 2 pentru toate celelalte tipuri de rulmentii cu bile ,
4000 N/mm 2 pentru toate celelalte tipuri de rulmentii cu role
Nitrura de siliciu Bile din materiale ceramice
Aliaje de alama Colivii
Aliaje de aluminiu Colivii
Poliamide (termoplastice) Colivii
Fluoro-cauciuc (NBR, FPM, PUR FKM, Viton®) Inele de etansare

1.1.8. Dimensiunile principale – cotele tolerate – ale lagarelor cu elemente intermediare

Dimensiuni principale (cote tolerate pentru rulment i): d, d 2 – diametrul interior D – diametrul exterior, B, C, T,
T1 T2 T3 – latimea inelor interioare / exterioare

1.1.9. Campuri de tolerante pentru dimesiunile de m ontaj ale rulmentilor

Campuri de toleranta pentru montarea inelelor inter ioare / exterioare ale rulmentilor
Cu majuscule – campuri de toleranta pentru executia alezajelor din carcasele in care se monteaza inele le
exterioare ale rulmentilor (notatii in sistem arbor e unitar)
Cu cursive – campuri de toleranta pentru executia a rborilor pe care se monteaza inelele interioare ale rulmentilor
(notatii in sistem alezaj unitar)

Recomandari (SKF) privind ajustajele recomandate pe ntru montarea diferitelor categorii de rulmenti

Recomandari privind clasele de precizie de executie uzuale pentru componentele mecanice
(arbori si carcase) utilizate in realizarea lagarel or rulmenti:
– Clasa 6 de precizie -> masini unelte, roboti industriali, sisteme tehnice de uz general in aplicatii logistice,
echipamente tehnologice de uz general in constructi a de masini;
– Clasa 5 de precizie -> ansambluri de precizie pentru mecanica fina, echip amente si sisteme tehnice
pentru aplicatii medicale, sisteme tehnice pentru f abricatie in industria microelectronica;
– Clasa 4 de precizie -> dispozitive si echipamente pentru masurare si cont rol dimensional, aparate,
masini si roboti industriali pentru masurare si con trol dimensional.

1.1.10. Clasificarea multicriteriala si caracteriza rea in exploatare a rulmentilor pe baza elementelor constructiv-functionale specifice acestora
Criterii de clasificare:
– dupa tipul elementelor intermediare din rulment: cu bile, cu role cilindrice, cu ace, cu role conice , cu role butoi simetrice / asimetrice
– dupa tipul sarcinilor preluate de rulment: rulmenti radiali, rulmenti radial axiali cu simplu efect / cu dublu efect, rulmenti axiali cu simplu efect
/ cu dublu efect, – corelativ cu elementele constructive particulare ale diferitelor variante de rulmenti: numar de randuri elemente intermediare, numar
puncte / suprafete de contact, unghiul de contact, posibilitate de pretensionare interna (din fabricat ie) / externa (la montaj), etc.
Clasificari sintetice de rulmenti de uz general:

Clasificare sintetica a rulmentilor de uz general ( NTN)

Clasificare sintetica a rulmentilor de uz general ( NSK)