Arcuri și Ansamblari

VI.1.4.1. Arcuri. Definire. Rol functional

Arcurile sînt organe de maşini care prin forma lor şi prin calităţile de elasticitate ale materialelor din care sînt executate, sub acţiunea forţelor exterioare ajung la deformaţii relativ mari, revenind la forma iniţială după îndepărtarea acestor forţe. În timpul deformaţiei elastice, arcurile înmagazinează lucrul mecanic efectuat de forţa exterioară, cu posibilităţi de redare integrală sau parţială.

Scop: - amortizarea energiei de şoc şi a vibraţiilor (arcuri vehicule, arcuri montate sub fundaţii);

- acumularea unei energii ce trebuie cedată treptat sau în timp scurt (arcurile ceasurilor, supapelor motoarelor cu ardere internă);

- exercitarea unor forţe elastice permanente (arcurile unor ambreiaje);

- limitarea forţelor, reglare (la prese, ambreiaje automate, robinete de reglare);

- măsurarea forţelor şi momentelor prin utilizarea dependenţei dintre sarcină şi deformaţie – (dinamometrice).

- schimbarea frecvenţelor proprii ale unor organe de maşini.

Clasificare: - după forma constructivă (fig.VI.35): în foi, elicoidale, disc, inelare, spirale plane, bară de torsiune, speciale

- după direcţia şi sensul forţelor exterioare: compresiune, tracţiune, torsiune, încovoiere

- după forma secţiunii: circulară, dreptunghiulară, pătrată, profilată

Fig.VI.35

Materialele din care se execută arcurile trebuie sa prezinte următoarele cerinţe: rezistenţă ridicată la rupere, limită ridicată de elasticitate, rezistenţă la oboseală şi rezistenţe ridicate. La anumite construcţii materialele mai trebuie să prezinte: rezistenţă la coroziune, dilatare termică redusă, lipsa proprietăţilor magnetice, menţinerea proprietăţilor mecanice la temperatură ridicată.

În tabelul II.1 sunt prezentate câteva materiale cu caracteristicile lor

Tabelul II.1

VI.1.4.2. Caracteristicile funcţionale ale arcurilor

a) Caracteristica arcului – este curba care exprimă relaţia dintre sarcini şi deformaţiile provocate (fig.VI.36); F = F(f); M = g()

Fig.VI.36

b) Rigiditatea arcului – c – mărimea care caracterizează raportul dintre sarcina elementară şi deformaţia elementului corespunzător

; (VI.40)

Arcurile cu caracteristică liniară au rigiditatea constantă, numită şi constanta arcului :

sau:

Arcurile cu caracteristică neliniară au rigiditatea variabilă (crescătoare sau descrescătoare).

c) Lucrul mecanic de deformaţie A – este lucrul mecanic efectuat de sarcina exterioară şi înmagazinat de arc.

sau = (VI.41)

La arcurile cu caracteristică liniară şi d) Coeficientul de utilizare volumetrică K - reprezintă raportul dintre lucrul mecanic de deformaţie a arcului şi energia totală pe care o poate înmagazina volumul V de material al arcului

; (VI.42)

( )

VI.1.4.3. Arcuri cu foi

Arcurile cu foi sunt arcuri flexionale (solicitate în principal la încovoiere), constituite din una sau mai multe foi lucrînd împreună. Acestea pot fi: arcuri lamelare, arcuri cu foi multiple.