Arcuri elicoidale

ARCURI  ELICOIDALE

Arcurile elicoidale se obtin din sarme sau bare de diverse profile,infasurate pe o suprafata directoare.

Arcurile elicoidale se clasifica dupa o serie de criterii,prezentate in continuare.

Dupa forma sectiunii spirei ,arcurile elicoidale pot fi cu sectiune rotunda,cu sectiune patrata sau dreptunghiulara,cu sectiune profilata;

Dupa forma suprafetei directoare ,arcurile elicoidale se impart in arcuri cilindrice,arcuri conice,arcuri dublu conice,paraboloidale, hiperboloidale, prismatice.

Dupa modul de actionare a sarcinii ,se deosebesc arcuri elicoidale de compresiune,de tractiune si de torsiune.

Fig.1 Arcuri elicoidale

Standardele reglementeaza,pentru arcuri elicoidale,clasificarea, terminologia si reprezentarea in desenul tehnic.

Arcuri elicoidale cilindrice de compresiune

In fig. 1 sunt prezentate cateva solutii de arcuri elicoidale de compresiune,iar in fig.2 sunt prezentate elementele geometrice ale arcurilor cilindrice elicoidale de compresiune cu sectiunea spirei rotunda (fig. 2, a )si dreptunghiulara (fig. 2, b).

Fig.2 Arcuri elicoidale cilindrice de compresiune.Elemente geometrice

Terminologia utilizata pentru arcurile elicoidale cilindrice de compresiune cu sectiunea spirei rotunda (aplicabila si la sectiune dreptunghiulara a spirei) este:

d - diametrul spirei;

Di - diametrul interior de infasurare;

Dm - diametrul mediu de infasurare;

D - diametrul exterior de infasurare;

t - pasul spirei;

Ho - lungimea arcului in stare libera;

o - unghiul de inclinare al spirei in stare libera.      plan,perpendicular pe axa arcului. Spirele de capat,prelucrate astfel,nu se deformeaza elastic.

Eseu: CAIET DE SARCINI pentru executia infrastructurii din beton armat Referat: Manual de reabilitare termica a cladirilor prin imbunatatirea protectiei termice a peretilor exteriori

Numarul total de spire, n_t,ale unui arc elicoidal de compresiune se determina cu relatia n_t = n + n_r ,in care n reprezinta numarul de spire active (care participa la deformatia elastica a arcului),iar n_r este numarul de spire de reazem (de capat),reglementat in standarde in functie de numarul de spire active: n_r=1,5 ,daca n≤7; n_r = 1,5 . 3,5 ,daca n>7.

In fig.3 este prezentata caracteristica elastica a unui arc elicoidal cilindric de compresiune. Notatiile folosite in definirea acestuia sunt:

* H_o - lungimea arcului in stare libera;

* F₁ - sarcina initiala ,de precomprimare(de montaj);

H₁ - sageata ,respectiv lungimea arcului montat,pretensionat cu forta F₁;

* F­_max - sarcina maxima de functionare;

* δ_max , H_max - sageata ,respectiv lungimea arcului sub actiunea fortei F_max;

h-cursa de lucru a arcului;

* F_b - sarcina limita de blocare a arcului;

* δ_b , H_b - sageata,respective lungimea arcului blocat (comprimat spira pe spira).

Fig. 3 Caracteristica elastica a arcului elicoidal

cilindric de compresiune

Datorita neuniformitatii pasului spirelor,la incarcare, unele spire intra in contact mai repede decat altele si,in consecinta,portiunea finala a caracteristicii devine progresiva.Pentru evitarea functionarii pe aceasta portiune neliniara a caracteristicii se recomanda limitarea sarcinii maxime de functionare F_max≤ (0,8 . 0,9) F_b.

Arcuri elicoidale cilindrice de tractiune

Arcul elicoidal de tractiune preia o sarcina axiala care tinde s ail intinda. Sarcina se aplica prin intermediul unor ochiuri de prindere, de forma unor carlige realizate prin deformarea spirelor de capat ale arcului (fig.4,a, b, c si d) sau prin intermediul unor piese separate (fig.4, e si f).

Spira arcului elicoidal de tractiune este solicitata, in principal, la torsiune la fel ca spira arcului elicoidal de compresiune.

Fig. 4 Sisteme de prindere a arcurilor cilindrice elicoidale de tractiune

Teoretic, arcurile elicoidale cilindrice de tractiune au caracteristica elastica liniara, identica cu a arcurilor elicoidale cilindrice de compresiune. Practic, arcurile elicoidale de tractiune se realizeaza,de regula, cu spirele infasurate strans. Prin aceasta, spirele nu numai ca sunt in contact in stare libera, dar sunt si apasate reciproc, datorita unei forte initiale de pretensionare.

Caracteristica elastica a acestor arcuri si parametrii care o definesc sunt prezentate in fig.5 . Notatiile utilizate sunt:

H_C - inaltimile ochiurilor de

prindere

H - lungimea activa a arcului

in stare libera;

H_O - lungimea arcului in

stare libera;

F₁ - forta de montaj;

δ₁, H₁ - sageata,respectiv

lungimea arcului montat,

incarcat cu forta F₁;

F_max - sarcina maxima de

funcionare;

δ_max, H_max - sageata,respectiv

lungimea arcului sub actiunea

fortei F_max;

h - cursa de lucru a arcului;

F_lim - sarcina limita de incarcare,             Fig. 5 Caracteristica elastica a arcului

sub actiunea careia tensiunile din arc elicoidal cilindric de tractiune

se apropie de limita de curgere a

materialului;

H_lim - lungimea arcului sub actiunea fortei F_lim, deformatiile ulterioare

impunandu-se a fi limitate prin limitatoare speciale.

Datorita imperfectiunilor de montaj, apasarea initiala dintre spire nu este uniforma. Ca urmare, la inceputul incarcarii, caracteristica elastica nu este liniara (urmareste linia intrerupta din fig.5).

Arcuri elicoidale cilindrice de torsiune.

Arcurile elicoidale cilindrice de torsiune preiau un moment de torsiune aplicat pe directia axei arcului. Forma acestor arcuri este asemanatoare cu a arcurilor elicoidale cilindrice de compresiune, diferenta fiind data de constructia spirelor de capat, indoite astfel incat sa permita fixarea la un capat si aplicarea momentului de torsiune la celalalt capat.

In fig.6 este prezentata o schema a arcului elicoidal cilindric de torsiune, din care se observa incarcarea realizata prin aplicarea unei forte F cu bratul R. In urma incarcarii cu momentul de torsiune M_t=FR, capatul activ al arcului se roteste cu unghiul θ.

Fig.6 Arc elicoidal cilindric de torsiune