Asamblari filetate

ELEMENTE FILETATE

Prof.Dr.Ing. Ionelia VOICULESCU

FILETUL

Filetul - o nervura elicoidala generata pe o suprafaa de revoluie cilindrica sau conica, la exteriorul sau interiorul componentei mecanice.

Elementele caracteristice ale filetului

Pasul elicei, ps distanta de avans de-a lungul axei corespunztoare unei rotaii complete pe elicea directoare;

Pasul filetului, p distanta intre laturile paralele a doua spire consecutive, msurata paralel cu axa filetului;

Unghiul de inclinare a spirei, format de linia elicoidala si un plan perpendicular pe axa filetului;

Unghiul flancurilor, msurat intr-un plan care trece prin axa filetului,intre flancurile filetului;

Profilul filetului: triunghiular, ptrat, trapezoidal, fierstru, rotund seciunea spirei intr-un plan care trece prin axa filetului;

Diametrul interior al filetului, d1 diametrul cilindrului circumscris fundurilor filetului exterior si vrfurilor filetului interior;

Diametrul exterior al filetului, d diametrul cilindrului circumscris vrfurilor filetului exterior si fundurilor filetului interior;

Diametrul mediu al filetului, d2 diametrul fictiv al cilindrului a crui suprafaa intersecteaz spirele filetului,astfel incat limea plinurilor sa fie egala cu limea golurilor;

Numrul de nceputuri: cu un nceput,cu mai multe nceputuri; Sensul de nfurare: spre stnga, spre dreapta

Clasificarea filetelor dup numrul de nceputuri

filete cu un nceput filete cu dou sau cu mai multe nceputuri

dup profilul filetului filete cu profil triunghiular

filete metrice filete msurate n inci (oli)

filete cu profil ptrat filete cu profil trapezoidal filete cu profil semi-rotund (Edison) filete cu profil ferstru

dup sensul de nfurare al elicei filete pe dreapta filete pe stnga

dup forma piesei filetate filete cilindrice filete conice filete plane

dup mrimea pasului filete cu pas normal filete cu pas fin

Tipuri de filete

FILETE DE FIXARE

Filetul metric (M) are la baza un triunghi echilateral cu latura egala cu pasul filetului, unghiul flancului este de 60ir nlimea teoretica H =0,866003p. Forma fundului nu este standardizata, astfel incat se poate executa drept sau rotunjit, cu raza r = 0,14434p. Poate si executat in variantele: normal, pentru construcii de maini; fin, pentru mecanica fina, aviaie. Prin micorarea pasului, la acelasi diametru exterior se mrete diametrul interior (deci si rezistenta componentei filetate) si se micoreaz unghiul de inclinare a spirei, ceea ce mbuntete condiia de auto-fixare. Este tipul de filet cel mai des utilizat, in special pentru organe de asamblare.

Filetul whitworth (W) are profilul de baza triunghi isoscel cu baza egala cu pasul filetului, cu unghi la vrf de 55 iar nlimea triunghiului t = 0,96049p; diametrul exterior al filetului se masoara in oli (1 = 25,4 mm) iar pasul se caracterizeaz prin numrul de spire raportat la un tol, p= 25,4/z. Se utilizeaz la piese de schimb, pentru locomotive;

Geometria filetului Metric

conform ISO

Tipuri de filete

FILETE PENTRU TEVI:

(G) se utilizeaz la mbinarea evilor, armaturilor, conductelor. In mod convenional, diametrul exterior se alege mai mare dect diametrul nominal cu dublul

grosimii pereilor: d = d1 + 2s.

Pentru a nu se micora rezistenta evii, filetul pentru evi este executat in varianta fina, sistemul de msurare fiind in oli.

Tipuri de filete - FILETE DE MISCARE

Sunt utilizate pentru transformarea micrii de rotaie in micare de translaie

(ex.:dispozitive micrometrice, transmisii la maini-unelte, cricuri etc.).

profil PATRAT (Pt)

Are profil de baza un ptrat cu latura egala cu jumtatea pasului, p. Nu este standardizat. Asigura un randament de micare bun (50%), fiind recomandat pentru transmiterea sarcinilor relativ

reduse, intr-un singur sens, fr ocuri sau vibraii. Nu asigur o centrare suficient a piuliei n raport cu urubul ca urmare a jocului radial existent la

exteriorul profilului, ceea ce duce, prin uzare, la pierderea preciziei cinematice de transmitere a

miscarii.

Sunt utilizate pentru viteze de deplasare mari dar sunt dificil de prelucrat. Poate fi executat cu pas

normal, mare, fin.


profil TRAPEZOIDAL (Tr, STAS 2114/1-75 )

Au profil de baza un triunghi isoscel a crui baza este egala cu pasul filetului p,unghiul la vrf este de 30 iar unghiul flancului, 15;

Este cel mai rspndit tip de filet, avnd rezisten i rigiditate crescute comparativ cu filetul ptrat ;

Poate fi executat cu pas normal, mare, fin. Se recomanda pentru sistemele mecanice care transmit sarcini mari, n ambele sensuri, cu direcie variabil a forei sau cu oc.


profil FIERASTRAU (S -STAS 2234/1-75 )

Se utilizeaz pentru transmiterea forelor mari, variabile si cu soc, intr-un singur sens (prese hidraulice, laminoare, prese cu Volant);

Are profilul trapezoidal dreptunghic nesimetric, flancul activ avnd o inclinare de 3 fata de planul perpendicular pe axa filetului.

Are rigiditate i rezisten mare, centrare bun, randamentul fiind apropiat de cel al filetului ptrat.

Poate fi executat cu pas normal, fin, mare.

Tipuri de filete cu destinaie speciala

filetul ROTUND (Rd) filetul este format din doua arce de cerc cu raze egale, racordate intre ele si

tangente la laturile triunghiului de baza;

diametrul exterior se msoar in milimetri iar pasul, de obicei, in toli; profilul de baza este un triunghi isoscel cu baza egala cu pasul, unghiul la vrf este

= 30, unghiul flancului este de 15; poseda rezistenta mare la sarcini dinamice; durabilitate mare la infasurari frecvente in condiii nefavorabile de exploatare (praf,

noroi, apa, zpada, nisip etc.); este folosit pentru organe ale mainilor unelte (urub cu bile); poate fi executat cu pas normal, fin, mare.

Organe de asamblare filetate - uruburi Dup forma capului uruburile se clasific astfel: uruburi cu cap cilindric

uruburi cu cap cilindric striat uruburi cu cap cilindric i loca hexagonal uruburi cu cap cilindric crestat uruburi cu cap cilindric i loca cruciform

uruburi cu cap ptrat uruburi cu cap ptrat mic uruburi cu cap ptrat excentric uruburi cu cap hexagonal uruburi cu cap necat

uruburi cu cap necat i loca hexagonal uruburi cu cap necat crestat uruburi cu cap necat i loca cruciform uruburi cu cap necat i nas

uruburi cu cap seminecat uruburi cu cap seminecat i cresttur uruburi cu cap seminecat i loca cruciform

uruburi cu ochi uruburi cu cap bombat

uruburi cu cap bombat i nas uruburi cu cap bombat i loca cruciform uruburi cu cap bombat i loca hexagonal uruburi cu cap bombat i cresttur

uruburi fr cap (tifturi filetate) uruburi fr cap cu cresttur uruburi fr cap cu loca hexagonal uruburi fr cap cu loca cruciform

uruburi cu dou capete filetate stnga - dreapta (tirani) Prezoane Tije filetate

Organe de asamblare filetate - uruburi

Dup rolul funcional uruburile se mpart n:

uruburi pentru realizarea mbinrilor demontabile

uruburi pentru transmiterea forelor i a micrii uruburi pentru reglare uruburi pentru msurare

Elemente filetate pentru zidarie

uruburi pentru mobila

Suruburi si prezoane

Bolturi

Materiale: 904L, 1.4539, 317l, 1.4439, 254SMO, 1.4547, 654SMO,

1.4652, AL-6XN, 1.4529, Duplex S.S. Zeron 100, F55, 2507, 2205, F51,

1.4462,A240, S32760, 1.4410,hastelloy 309S/ DIN 931

Organe de asamblare filetate - piulie

Piulia este un organ de main utilizat la realizarea mbinrilor demontabile. Se folosete mpreun cu organul de main pereche, numit surub. Este o pies, n general metalic, avnd o gaur filetata i o parte exterioar cu o form potrivit pentru strngere - desfacere direct cu mna sau prin intermediul unei chei.

Clasificare dup forma exterioar

acionate cu mna liber piulie cilindrice striate piulie cilindrice cu mner piulie fluture

acionate prin intermediul unei chei piulie cilindrice cu guri frontale piulie cilindrice cu guri radiale piulie cilindrice cu caneluri (pentru rulmeni) piulie hexagonale

piulie hexagonale joase piulie hexagonale nalte

piulie ptrate piulie hexagonale crenelate piulite crenelate

Piulite speciale

Organe de asamblare - aibe

Clasificarea aibelor aibe pentru protecia zonei de strngere

aibe de protecie (plate, rotunde) aibe pentru profil I i U

aibe de siguran mpotriva deurubrii aibe elastice dinate aibe elastice bombate aibe elastice ondulate aibe elastice Grower

Accesorii de asamblare - Garnituri

Garnituri plate din cauciuc Garnituri din clingherit

Garnituri din pluta

Garnituri inelare din cauciuc

simple sau cu insertii metalice Garnituri profilate din cauciuc

Garnituri din

plastic


Garnitura din Waltsonite rezistenta pana la 1100oC pentru protectie impotriva

arcurilor elctrice. Alte utilizari:Arzatoare, boilere, uscatoare, obturatoare.

Pentru prelucrarea acestiui material se folosesc aceleasi scule ca in industria lemnului.

Inainte de profilare se umezesc, se pot lipi cu adezivi adecvati temperaturii de utilizare.


Garnituri din cauciuc siliconic pentru industria alimentara

Inele O din cauciuc


Garnituri hidraulice

Garnituri compozite pentru piston si tija

(poliuretan, Durathan)

Inele O (NBR 70-90, VITON etc); Simeringuri.

Racloare Etansare rotativa

Garnituri pentru piston cu dubla actiune

Garnituri semimetalice si metalice



Garnituri pentru etansare la presiune impotriva apei infiltrate


Garnituri, mansete, inele O (materiale plastice)

Garnitura din silicon pentru

gaz

Garnitura din teflon pentru

ambalaje

Accesorii de asamblare Pasta etansare

Aplicaie: lagr auto

Factori care influenteaza calitatea asamblarii

Calitatea suprafetelor prelucrate ale filetului Rugozitatea suprafetei filetate influenteaza coeficientul de frecare, .

In portiunea filetata apare o solicitare unitara care este de 70 - 100 ori mai

mare decat forta de strangere. Uneori, datorita fortei de strangere prea

mari, eforturile unitare depasesc limita de curgere si de rupere a

materialului. Mod de acoperire Mod de ungere 1 - la prima

strangere 2 - la strangerile

ulterioare

Fara acoperire Fara ungere 0,16 0,22

Cadmiere Fara ungere 0,05 0,14

Cuprare Fara ungere 0,12 0,18

Zincare Fara ungere 0,10 0,26

Fara acoperire Cu ungere 0,13 0,11

Cuprare Cu ungere 0,08 0,09

Cadmiere Cu ungere 0,16 0,05


Calitatea materialului

Materialele cu limita de curgere mare sunt preferate in cazul solicitarilor de oboseala iar cele cu rezistenta de rupere mare la solicitari cu prestrangere ridicata.

Materialele cu modul de elasticitate redus prezinta o distributie mai uniforma a sarcinilor.

Efectul de concentrator de tensiune face ca, local, sa fie amplificat nivelul tensiunilor mecanice de pana la 100 de ori valoarea din solicitarea efectiva.

Suruburi: OL37 pentru solicitari moderate,OL 42, OL60, -pentru solicitari mecanice ridicate, OLC 25, OLC 35 pentru piese tratate termic mediu solicitate, oteluri slab aliate cu Mn, Cr sau Mo -40Mn10, 17MnCr10, 14MoCr10 (in industria chimica si petrochimica), 40BCr10 (pentru piese de autoturisme).

Piulite: OL32, OL37 si oteluri slab aliate cu Mn, Cr, Mo pentru

aplicatii speciale, bronzuri grafitate, alame, fonte.


Mediul de lucru

Efectul mediului de lucru se manifesta prin nivelul si caracterul solicitarilor din exploatare.

Rezistenta necesara la coroziune in mediul de lucru se poate obtine prin protejarea suprafetelor

(acoperiri metalice, utilizarea unor lubrifianti sau

pulberi, utilizarea unor fluide de protectie sau gaze

inerte).

Capacitatea de dispersare a tensiunilor depinde de numarul total de spire active (care preiau 80% din

solicitare) corespunzator sarcinilor aplicate.


Calitatea si precizia de executie a filetului

Prelucrarea defectuoasa a filetelor duce la aparitia

griparilor (blocarilor elementelor filetate), crapaturilor,

ciupiturilor, deformarilor spirelor.

Precizia prelucrarii si asamblarii suprafetelor filetate

determina distributia uniforma a fortei axiale pe spirele

filetului.

Prin precizia de prelucrare se influenteaza mai ales

geometria filetului iar prin utilizarea razelor de racordare

se micsoreaza efectul concentratorilor de tensiune.

Filetele fierastrau si patrat prezinta o distributie

nefavorabila a sarcinii pe spira.


Modul de asigurare contra desfacerii

Pentru asigurarea impotriva desfacerii in timpul exploatarii se recomanda utilizarea unor elemente

suplimentare de tip saibe (simple, plate, cu guler,

elastice, etc.), contrapiulite (piulita suplimentara),

piulite crenate cu saibe elastice, sarme etc.

De asemenea, pot fi utilizate metode de fixare semipermanenta prin aplicarea unor puncte de

sudura, utilizarea unor materiale adezive sau

deformarea prin poansonare a capului surubului.


Modul de solicitare

Organele de asamblare filetate pot fi supuse in exploatare

la diferite solicitari care dezvolta tensiuni sau uzura:

intindere (pe axa elementului); compresiune sau strivire (pe spira profilului elicoidal);

incovoiere, datorata absentei coaxialitatii sau a neparalelismului suprafetelor asamblate;

torsiune, datorata fortelor de strangere prea mari; forfecarea filetului in sectiunea minima (la filetele de

miscare) atunci cand fortele de prestrangere sunt

foarte mari;

uzura spirei si oboseala mai ales la suruburile de miscare.

Aspectul filetelor prelucrate prin

rulare.

Procedeul de prelucrare

In principiu, procedeele de prelucrare ale suruburilor pot

fi impartite in doua grupe: prin aschiere si prin presare.

La prelucrarea prin rulare filetul se formeaza prin

deformarea plastica a materialului (piesa de filetat se

roteste intre role din otel, care au prelucrate formele

negative ale filetului ce urmeaza a fi realizat);


Prelucrarea cu masini automate a filetelor

Prelucrarea prin aschiere a filetelor


Tratamentul termic

Efectele tratamentelor termice aplicate componentelor filetate sunt date de aparitia

urmatoarelor fenomene:

Formarea straturilor superficiale de material fragil (saturate cu carbon si azot la decarburare) sau calire

incomplete (adancimea de calire incomplete sau

temperature de mentinere aleasa gresit);

Oxidarea limitelor de graunti:

Deshidrogenarea incompleta dupa galvanizarea si decaparea chimica.

Imbogatirea cu H2 (zincare, nichelare) care produce fragilizarea / ruperea prematura a componentelor.

Factori care influenteaza calitatea

asamblarii

Calitatea montajului

Coaxialitatea componentelor la montaj

ncovoierea elementului filetat;

Strivirea profilului;

Blocarea componentelor;

Imposibilitatea montrii complete;

Ruperea componentelor asamblate.

Evitarea deteriorrii suprafeelor profilate

Ungerea flancurilor;

Acoperirea cu straturi metalice;

Acoperirea cu straturi nemetalice;

Durificarea flancurilor prin tratament termic.

Controlul calitatii

Ruperi ale componentelor filetate

In 370 de cazuri de rupere ale uruburilor de mare rezistenta, 53% au fost ruperi lente, 44% ruperi la montaj,

3% ruperi in exploatare. Dintre acestea:

60,5% ruperi au aprut pe filet, 28,5% ruperi in zona de racordare iar restul in

alte zone ale componentelor.

Cauze ale ruperii

TEHNOLOGIA ASAMBLRII CU URUBURI

Asamblri cu elemente filetate cu strngere

Probleme care apar n cazul asamblrilor cu

urub i joc

Soluii constructive pentru evitarea alunecrii

Metode pentru evitarea apariiei solicitrilor

de ncovoiere n uruburi

uruburi de micare

- constructie i execuie relativ simpla

- posibilitatea transmiterii unor forte mari

- raport de transmitere mare

- deplasri precise i uniforme (cu precizii de miimi de milimetru)

- posibilitatea de asigurare prin autofrnare simpl

- modul de functionare lin i fr zgomot

- simplitatea transformrii micrii de rotaie n micare de translaie

Aplicatii

urub cu bile

Msuri pentru mbuntirea

comportrii la auto-desfacere utilizarea unor contrapiulie;

pastile de Cu sau Pb care se deformeaz;

piulia crestat, deformat suplimentar cu urub secundar;

inele de presiune din material plastic mandrinate;

aibe Grower; aibe elastice;

cuie spintecate;

aibe speciale (cu nas );

aibe cu margine rsfrnt;

plci crestate care mbrac piulia total sau parial;

puncte de sudur;

deformarea plastic,

nituirea sau lipirea cu adezivi

Msuri pentru mbuntirea comportrii la auto-desfacere

Alegerea forei de pre-strngere iniial (Po)

Po condiioneaz rezistena la oboseal i etaneitatea, asigurarea contra desfacerii i ruperea la montaj.

Po depinde de: Calitatea montajului ( 70%);

Metoda de prelucrare mecanic (10% );

Configuraia construciei (10% );

Materialul urubului (10%).

Recomandri privind executarea

montajului

Piulia trebuie manevrat (poziionat) cu mna, n prima etap, pn se asigur nurubarea liber (datorit impreciziei diametrului, a profilului, a erorilor privind pasul sau nclinarea

profilului);

Suprafeele laterale ale piuliei trebuie s fie curate;

ntre filete nu trebuie s existe pan sau corpuri solide;

Recomandri privind executarea montajului

Strngerea uruburilor pe o plac trebuie s se fac alternativ, din zona central spre margini (median, stnga, dreapta); Strngerea s se fac treptat, la nceput cu 1/3 din valoarea Po; uruburile plasate pe cerc se strng 2 cte 2, diametral opus

APLICAII SPECIALE ALE ASAMBLRILOR

CU FILET

Inserii filetate de tip HELICOIL

APLICAII SPECIALE ALE ASAMBLRILOR CU FILET Inserii HELICOIL

APLICAII SPECIALE ALE ASAMBLRILOR CU FILET

Piese cu filet inserate

Manon filetat pentru materiale de construcie

APLICAII SPECIALE ALE ASAMBLRILOR CU FILET

Piulie cu nituri oarbe

Scule pentru manevrare

Cheie reglabila

Surubelnite

Chei tubulare

Documents

Asamblari filetate