SPECIALIZAREA:INGINERIE ECONOMICA IN DOMENIUL MECANIC [603492]
PLOIEȘTI
2019
UNIVERSITATEA PETROL -GAZE DIN PLOIESTI
FACULTATEA DE INGINERIE MECANICA SI ELECTRICA
SPECIALIZAREA:INGINERIE ECONOMICA IN DOMENIUL MECANIC
PROIECT DE DIPLOMĂ
TEMA :
PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE
A REPERELOR CEP ȘI MUFĂ
Conducator științific:
Prof. univers. dr. ing. Nae Ion
Absolvent: [anonimizat] 2
CUPRINS
1. ASPECTE GENERALE PRIVIND ÎMBINĂRILE CU UMĂR UTILIZATE LA ASAMBLAREA
MATERIALULUI TUBULAR ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 4
1.1. FORME CONSTRUCTIVE ȘI CONDIȚII TEHNICE ………………………….. ………………………….. …………………. 4
1.2. AVARII SEMNIFICATIVE ALE ELEMENTELOR ………………………….. ………………………….. …………………… 8
GARNITURII DE FORAJ ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 8
1.3. CONTROLUL ÎMBINĂRILOR CU UMĂR ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 9
2. PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE A REPERELOR CEP ȘI MUFĂ ………………………….. …… 11
2.1. PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE A REPERULUI CEP ………………………….. …………….. 11
2.1.1. ANALIZA DATELOR DE BAZĂ ȘI STABILIREA CARACTERULUI PRODUCȚIEI …………………. 11
2.1.2. CARACTERIZAREA MATERIALULUI ȘI ALEGEREA SEMIFABRICATULUI ………………………… 13
2.1.3. STABILIREA SUCCESIUNII OPERAȚIILOR TEHNOLOGICE, A ULTIMEI OPERAȚII DE
PRELUCRARE MECANICĂ PENTRU FIECARE SUPRAFAȚĂ ȘI SUCCESIUNEA AȘEZĂRILOR ȘI
FAZELOR ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 15
2.1.4. DETERMINAREA ADAOSURILOR DE PRELUCRARE MECANICĂ ………………………….. …………… 20
2.1.5. ALEGEREA UTILAJELOR ȘI S.D.V. -urilor ………………………….. ………………………….. …………………….. 24
2.1.6. DETERMINAREA PARAMETRILOR O PERAȚIILOR TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE
MECANICĂ ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 27
2.2. PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE A REPERULUI MUFĂ ………………………….. …………. 34
2.2.1. ANALIZA DATELOR DE BAZĂ ȘI STABILIREA CARACTERULUI PRODUCȚIEI …………………. 34
C. Stabilirea caracterului producției ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 35
2.2.2. CARACTERIZAREA MATE RIALULUI ȘI ALEGEREA SEMIFABRICATULUI ………………………… 35
2.2.3. STABILIREA SUCCESIUNII OPERAȚIILOR TEHNOLOGICE,A ULTIMEI OPERAȚII DE
PRELUCRARE MECAN ICĂ PENTRU FIECARE SUPRAFAȚĂ ȘI SUCCESIUNEA AȘEZĂRILOR ȘI
FAZELOR ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 36
2.2.4. DETERMINAREA ADAOSURILOR DE PRELUCRARE MECANICĂ ………………………….. …………… 37
OPERAȚIILOR TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE MECANICĂ ………………………….. ………………………… 44
3. EFICIENȚA TEHNICO – ECONOMICĂ A PROCESELOR TEHNOLOGICE ………………………….. ………….. 47
3.1. NORMAREA TEHNICĂ A OPER AȚIILOR TEHNOLOGICE ………………………….. ………………………….. ….. 47
3.2. COSTUL DE PRODUCȚIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 50
3.2.1. Calculul economic pentru repe rul “cep” ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 50
3.2.2. Calculul economic pentru repe rul “mufă” ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 50
3.3. INDICATORI TEHNICO -ECONOMICI ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 51
4. CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND DETERMINAREA MOMENTULUI DE ÎNȘURUBARE AL
ÎMBI NĂRILOR FILETATE CU UMĂR ALE GARNITURII DE FORAJ ………………………….. …………………………. 53
4.1. ASPECTE GENERALE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 53
4.2. CONDIȚIILE DE ASAMBLARE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 56
4.3. UTILAJE ȘI ECHIPAMENTE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………… 59
4.4. PROGRAMUL DETERMINĂRILOR EXTERIMENTALE ………………………….. ………………………….. ………. 62
4.5. ANALIZA ȘI INTERPRETAREA REZULTATELOR ………………………….. ………………………….. ……………… 67
5. SĂNĂTATEA ȘI SECURITATEA MUNCII ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 69
5.1. ASPECTE GENERALE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 69
pg. 3 5.2. NORME DE SĂNĂTATEA ȘI SECURITATEA MUNCII ÎN CAZUL MAȘINILOR -UNELTE DE
STRUNJIT ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 70
6. CONCLUZII ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 72
7. BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 73
pg. 4 1. ASPECTE GENERALE PRIVIND ÎMBINĂRILE CU UMĂR UTILIZATE
LA ASAMBLAREA MATERIALULUI TUBULAR
Problema principală privind construcția elementelor garniturii de foraj o reprezintă
garantarea siguranței în exploatare , care se realizează pe baza unui complex de măsuri
constructive, tehnologice și de exploatare.
În scopul asigurării interschimbabilităț ii și al exploatării lor raționale, elementele garniturii
de foraj se execută în conformitate cu normele Institutului American al Petrolului (A.P.I.), ale
Organizației Internaționale de Standardizare (I.S.O.) și cu standardele naționale, care corespund
practic cu normele internaționale.
Asamblarea elementelor garniturii de foraj se realizează prin intermediul îmbinărilor
(filetate) cu umăr.
1.1. FORME CONSTRUCTIVE ȘI CONDIȚII TEHNICE
Îmbinarea cu umăr reprezintă un ansamblu de două elemente conice fileta te, cep și mufă ,
servind la asamblarea prin înșurubare a elementelor garniturii de foraj asigurând etanșeitatea,
transmiterea momentului de torsiune, a forței axiale și preluarea momentelor încovoietoare în
timpul operațiilor de foraj și de manevră (fig. 1 .1).
Ținând seama de frecvența operațiilor de manevră, îmbinările filetate trebuie să asigure și
o înșurubare și deșurubare rapidă și sigură. Din aceste considerente, la îmbinările garniturii de
foraj se folosesc filete conice cu umăr având pasul mare și bisectoarea unghiului profilului
perpendiculară pe axa filetului .
Filetele conice prezintă și avantajul recondiționării prin refiletare.
Construcția îmbinărilor cu umăr este reglementată în țara noastră de STAS 835/1 – 80
"Îmbinări cu umăr pentru garnitura de foraj", care corespunde cu API Spec. 7/1979, în Federația
Rusă de GOST 5286 -75, iar cu o recunoaștere internațională mai largă, de API Spec.7/revizuit
periodic.
Îmbinările cu umăr, prezentate în figura 1.2, se execută în următoarele tipodimensiuni:
– îmbinări cu umăr tip NC (Numbered Connection) :
– îmbinări cu umăr tip REG (Regular); la filetele spre stânga se adaugă simbolul LH;
– îmbinări cu umăr tip FH (Full -Hole);
– îmbinări cu umăr tip IF (Internal -Flush).
pg. 5
a
b
Fig. 1.1 . Desen de execuție:
a – mufă; b – cep.
Îmbinările tip NC s -au conceput cu scopul restrângerii gamei îmbinărilor folosite în practica
forajului și pentru a îmbunătăți caracteristicile de rezistență ale acestora, prin adoptarea razei de
fund a fil etului de 0,965 mm (mărită față de celelalte îmbinări) și a pasului de 6,35 mm.
pg. 6
Fig. 1.2 . Îmbinare cu umăr pentru garnitura de foraj [1].
Filetele îmbinărilor cu umăr au forma prezentată în figura 1.2. Se observă că filetele pot
avea fundul spirei cu r ază de racordare de 0,508…0,965 mm (fig. 1.3, a) și fundul spirei teșit,
prevăzut cu două raze de racordare (fig. 1.3, b). Principalele caracteristici dimensionale ale
îmbinărilor cu umăr sunt:
– pasul: 5,08 sau 6,35 mm;
– conicitatea: 16,67% sau 25%;
– diametrul flancurilor în planul de măsurare (D în fig. 4.2): 59,817 mm (la NC 23)…196,
621 mm (la NC 77).
Îmbinările cu umăr pot fi executate cu degajări pentru reducerea tensiunilor așa cum este
arătat în figura 1.4, utilizate sub această formă la prăjinile grele de foraj și la reducțiile de legătură.
Condițiile tehnice pentru îmbinările cu umăr ale garniturii de foraj limitează abaterile
dimensionale, de poziție și rugozitatea conform valorilor prezentate în tabelul 1.1.
Elementele filetului neprev ăzute cu abateri se execută cu toleranțele pentru cote libere,
clasa fină. Îmbinările cu umăr se protejează împotriva gripării prin diferite procedee tehnologice,
uzual prin fosfatare.
pg. 7
Fig. 1.3. Elementele geometrice ale filetelor îmbinărilor cu umăr [2]:
a – filet cu fundul spirei rotunjit; b – filet cu fundul spirei teșit.
Fig. 1.4. Degajări pentru reducerea tensiunilor [2]
pg. 8 Tabelul 1.1. Abaterile admise la îmbinările cu umăr [2]
Denumi rea mărimii Abateri admise
Lungimea cepului, Lc 0
-3,175
Lungimea mufei, Lm +9,525
0
Diametrul degajării mufei, Dm +0,793
-0,396
Diametrul bazei cepului, Dbc ±0,396
Planitatea și perpendicularitatea umerilor de contact față de axa
filetului +0,050
Coaxialitatea îmbinării cu axa piesei 003'35''
Conicitate:
– la filetul cepului
– la filetul mufei
+0,25%
0
0
-0,25%
Pasul filetului:
– pe lungimea de 25,4 mm (1 inch)
– pe toata lungimea filetului sau multiplu de 0,025mm
pentru fiecare 25,4 mm din lungimea totală filetată,
nedepășindu -se valoarea mai mare a toleranței
±0,038
±0,114
Distanța de strângere S = 15,875 mm
– la asamblarea calibrelor pereche
– la asamblarea calibrului tampon cu mufă
– la asamblarea calibrului mufă cu cepul
±0,025
0
-0,254
+0,254
-0,127
1.2. AVARII SEMNIFICATIVE ALE ELEMENTELOR
GARNITURII DE FORAJ
În vederea eficientizării utilizării și măririi duratei de funcționare a garniturii de foraj s -au
analizat avariile semnificative ale elementelor garniturii de foraj care provoacă grave accidente în
exploatare.
pg. 9 1. Filet cep deteriorat prin lovire (fig. 1.5).
2. Fața umărului de etanșare (atât la cep, cât și la mufa) a racordului lovită, zgâriată sau
știrbită (fig. 1.6).
3. Ușoare deteriorări ale umerilor
4. Canal pe fața de etanșare, flan cat de două nervuri
5. Griparea filetelor
6. Necoaxialitate
Fig. 1.5. Racord special deteriorat prin lovire.
Fig. 1.6. Mufă cu suprafața umărului de etanșare a racordului deteriorată.
1.3. CONTROLUL ÎMBINĂRILOR CU UMĂR
Controlul îmbinărilor cu umăr se efectuează prin măsurători directe ale elementelor
filetului (pasul, unghiul profilului, conicitatea, diametrul mediu în planul de măsurare) folosind
pg. 10 mijloace universale de măsurare și controlul cu calibre.
Măsurarea eleme ntelor filetului cu mijloace universale de măsurare este utilizată numai la
controlul calibrelor și, în caz de litigiu, la controlul produselor.
Controlul cu calibre se aplică în cazul producției industriale. Controlul cu calibre reprezintă
un control com plex, verificând încadrarea distanței de strângere S a îmbinărilor cu umăr în limitele
câmpului de toleranță. Această modalitate de control are la bază faptul că toate erorile elementelor
filetului influențează distanța de strângere S.
Verificarea perpend icularității feței frontale a mufei respectiv a umărului cepului pe axa
filetului se face măsurând distanța dintre fața calibrului corespunzător (tampon sau inel) și fața
frontală a mufei, respectiv umărul cepului în diferite puncte de pe circumferință. Ve rificarea
comportării la înșurubare cu momentul de strângere prescris se efectuează prin înșurubarea
perechii de piese pe un stand de probă, aplicând pe filete unsoare consistentă pentru elementele
garniturii de foraj (40…60% pulbere de zinc sau cu 15% g rafit și 15% pulbere de zinc). După
deșurubare se verifică aspectul și dimensiunile îmbinării, neadmițându -se deformații permanente
și urme de gripaj.
pg. 11 2. PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE A
REPERELOR CEP ȘI MUFĂ
2.1. PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE A
REPERULUI CEP
2.1.1. ANALIZA DATELOR DE BAZĂ ȘI STABILIREA
CARACTERULUI PRODUCȚIEI
Prin tema de proiect se cere elaborarea tehnologiei de fabricație a piesei denumită “cep”,
simbol NC 50 (4 IF) – figura 1.1, a. Reperul se fabrică într -o unitate productivă ce dispune de
dotările uzuale necesare, iar lotul de fabricație este de 50 bucăți.
Dimensiunile caracteristice ale reperului analizat sunt:
– diametrul dmax = 168,28 mm; – lungimea l = 396,95 mm;
– mărimea și tipul îmbinării filetate cu umăr pentru asamblarea cu racordul special este NC
50 (4 IF).
A. Analiza rolului funcțional al reperului
Reperul studiat face parte din categoria arborilor găuriți, cu trepte de ambele părți. De
asemenea, este prevăzut la extre mități cu filet pentru racordare.
Din punct de vedere a raportului lungimii ( l = 396,95 mm) și al diametrului ( dmax = 168,28
mm) arborelui
dl < 8…12, reperul analizat se încadrează în categoria arborilor rigizi, la
prelucrarea cărora nu se utilizează dispozitive de rigidizare (lunete fixe sau mobile).
B. Analiza desenului piesei și a condițiilor tehnice
Principalele aspecte rezultate din analiza desenului piesei sunt prezentate în tabelul 2.1.
Condițiile tehnice ale racordurilor speciale se referă la următoarele aspecte:
– planeitatea fețelor umerilor și perpendicularitatea pe axa filetului va fi de max. 0,05 mm;
– coaxialitatea supra fețelor exterioare și interioare nu va depăși 1 mm;
– cilindricitatea suprafețelor exterioare și interioare nu va depăși 1 mm;
– coaxialitatea filetelor reducției, măsurată radial în dreptul feței mufei sau cepului nu va
depăși 0,6 mm;
– filetul și suprafața cilindrică indicată se vor proteja prin fosfatare; suprafața nefosfatată va
fi protejată cu vaselină STAS 5917 -85 (o pelicula de unsoare) de către furnizorul de prăjini;
– pentru cotele libere se vor respecta recomandările conform ISO 27 68, clasa de execuție m.
– verificările, încercările, execuția și marcarea se vor efectua conform API, spec. 7/2005 și
caietului de sarcini CS GEF.OO -API.
pg. 12 Tabelul 2.1. Analiza desenului piesei și a condițiilor tehnice – reper cep
Nr.c
rt. Elementul
analizat Cine reglementează
elementul analizat Daca elem. Analizat
respectă prescripțiile Modificări
și completări
0 1 2 3 4
1. Scara desenului STAS 2 -82 da –
2. Reprezentarea și notarea
vederilor, secțiunilor STAS 105 -76
STAS 614 -76 da –
3. Cotarea desenului 188-76 da –
4. Prescripții de precizie
dimensională STAS 6265 -82 da –
5. Cote libere SREN 22768/1,2 -97 da –
6. Abateri de forma si poziție STAS 7385/1 -85
STAS 7385/2 -85 da –
7. Notarea stării suprafețelor STAS 612 -83 da Nu se precizează mărimea rugozității
generale la prelucrarea mecanică
8. Notarea TT STAS 7650 -78 nu Se prevede tratament termic de
îmbunătățire (călire și revenire înaltă).
9. Materiale STAS 791 -88
nu 34MoCrNi16X STAS 791 –
88
10. Condiții tehnice – da –
– caracteristicile fizico -mecanice ale racordului după tratamentul termic de îmbunătățitre
vor fi următoarele (conform STAS 7570 -86, API spec. 7/2005):
– rezistenta de rupere la tracțiune, Rm = 967…1090 N/mm2;
– limita de curgere Rp0,2 = min. 830 N/mm2;
– alungirea A4 = min. 13%;
– gâtuirea la rupere, Z = min. 50%;
– reziliența la epruvetele longitudinale, KCU 300/2:
– la -30°C: – minim 55 J/cm2;
– media 65 J/cm2;
– reziliența la epruvetele transversale, KCU 300/2:
– la -30°C: – minim 30 J/cm2;
– media 35 J/cm2;
– duritatea Brinell: HB = 285… 320 HB.
C. Stabilirea caracterului producției
Caracterul producției se determină în funcție de numărul de bucăți executate și de masa
piesei.
În urma analizei datelor inițiale ale proiectului prin care se precizează că lotul de fabricație
este de 50 bucăți, iar masa unei piese este de 35,9 kg, rezult ă că fabricația reperului se încadrează
în producție de serie mică (tabelul 2.2).
pg. 13 Tabelul 2.2. Stabilirea caracterului producției
Caracterul producției Piese
Grele
buc/an Mijlocii
buc/an Ușoare
buc/an
Individuală Până la 5 Până la 10 Până la 100
De serie mică 5…100 10…200 100…500
De serie mijlocie 100…300 200…500 500…1000
De serie mare 300…1000 500…5000 1000…5000
De masă Peste 1000 Peste 5000 Peste 50000
2.1.2. CARACTERIZAREA MATERIALULUI ȘI
ALEGEREA SEMIFABRICATULUI
A. Caracterizarea materialului
Reducțiile de legătură se execută din oțelurile 34MoCrNi16X, 40CrNi12 sau
46MoMnCr10 STAS 791 -88, elaborate în condiții speciale (materialul lipsit de fulgi, fisuri,
retasuri, sufluri, crăpături, suprapuneri, limitar ea incluziunilor nemetalice). Reducțiile se execută
din semifabri cat forjat, aplicîndu -se după forjare tratamentul termic de normalizare.
Materialul prescris de proiectant pentru confecționarea reperului este 34MoCrNi16X STAS
791-88 care face parte din ca tegoria oțelurilor aliate destinate construcției de mașini. Tratamentul
termic care se aplică este tratamentul de îmbunătățire. Compoziția chimică și caracteristicile
mecanice ale oțelului 34MoCrNi16X STAS 791 -88 sunt prezentate în tabelele 2.3 (conform [1 2],
tab. 9.17, pag. 279), respectiv tabelul 2.4 (conform [14], tab. 3.14, pag. 117).
B. Alegerea semifabricatului
Procedeul de obținere a semifabricatului este determinat de o serie de factori ca: tipul și
proprietățile mărcii materialului; forma și dimensiunile piesei finite; volumul producției.
Ținînd seama de ansamblul condițiilor prezentat e și de seria de fabricație, se adoptă semifabricat
forjat STAS 2171/2 -84. Forma și dimensiunile semifabricatului adoptat sunt prezentate în figura
2.1 (conform [17], tab. 4, pag. 13).
Tabelul 2.3. Compoziția chimică
Marca
oțelului Compoziția chimică (%)
C Mn Mo Cr Ni Si S P
34MoCrNi16X
STAS 791 -88 0,30…
0,38 0,40…
0,70 0,15…
0,30 1,40…
1,70 1,40…
1,70 0,17…
0,37 max.
0,025 max.
0,025
pg. 14
Tabelul 2.4. Caracteristicile mecanice
Caracteristici mecanice
Marca
material Tipul
TT Limita de
curgere
Rp0,2 Rezist. la
rupere R m
Alungirea
la rupere
A4 Gâtuirea la
rupere Z Reziliența pe
epruvete
prelevate
longitudinalKC
U 300/2 la –
30°C Reziliența pe
epruvete
prelevate
transversal
KCU 300/2
la -30°C Duritatea
Brinell
după TT de
îmb.
HB (N/mm2) (N/mm2) (%) (%)
34MoC
rNi16X
STAS
791-88 CR* min. 830 967…
1090 min. 13 50 min. 55 J/cm2
media 65 J/cm2 min. 30
J/cm2
media 35
J/cm2 285… 320
* CR – călire și revenire înaltă
Indicatorul de utilizare a materialului km se determină cu relația:
584,04,619,35
sfp
mmm
k (2.1)
în care: mp reprezintă masa piesei; msf – masa semifabricatului.
Masa piesei se determină cu relația:
kgπ π πld dπ
ld dπ
ld dπ
ρ mpi pe pi pe pi pe
m p
9,35113,04) 095,0 134,0(177,04) 095,0 168,0(106,04) 095,0 13,0(78504) (
4) (
4) (
2 2 2 2 2 232
,2
,3
22
,2
,2
12
,2
,1
(2.2)
în care: de,p reprezintă diametrul exterior al piesei; di,p – diametrul interior al piesei; li –
lungimea piesei; m – densitatea materialului din care se execută piesa.
Masa semifabricatului se determină cu relația:
kgπld dπ
ρ m sfsfi sfe
m sf 4,61 418,04) 069,0 19,0(78504) (2 2 2
,2
,
(2.3)
în care: de,sf reprezintă diametrul exterior al semifabricatului; di,sf – diametrul interior al
semifabricatului; lp – lungimea semifabricatului; m – densitatea materialului din care se
execută piesa.
pg. 15
2.1.3. STABILIREA SUCCESIUNII OPERAȚIILOR
TEHNOLOGICE, A ULTIM EI OPERAȚII DE
PRELUCRARE MECANICĂ PENTRU FIECARE
SUPRAFAȚĂ ȘI SUCCESIUNEA AȘEZĂRILOR ȘI
FAZELOR
A. Stabilirea succesiunii operațiilor tehnologice
Cu ajutorul datelor și analizelor efectuate la paragrafele 2.1.1 și 2.1.2, structura generală a
procesului tehnologic de prelucrare a reperului studiat se prezintă în ta belul 2.5
Tabelul 2.5. Stabilirea succesiunii operațiilor tehnologice – reper cep.
B. Stabilirea ultimei operații de prelucrare mecanică pentru fiecare suprafață
Ultima operație de prelucrare mecanică se stabilește în funcție de precizia și rugozitatea
economică prescrisă suprafețelor (tabelul 2.6).
Nr.
crt. Cod
operație
tehnolog
ică Denumirea operației
1 I Forjare
2 II Strunjire de degroșare
3 III Tratament termic de îmbunătățire
4 IV Strunjire de finisare
5 V Filetare
6 VI Control tehnic final
pg. 16 Tabelul 2.6. Stabilirea ultimei operații de p relucrare mecanică – reper cep.
Nr. Precizia Rugozitate
a Ultima operație de
crt. Suprafața Abat.sup.
(mm) Abat. inf.
(mm) Ra (
m ) prelucrare mecanică
0 1 2 3 4 5
1 Φ168,28+1-0,6 +1,0 -0,6 12,5 Strunjire finisare
2 Φ134+0,20 +0,2 0 12,5 Strunjire finisare
3 Φ1540,4 +0,4 -0,4 12,5 Strunjire finisare
4 Φ1300,2 +0,2 -0,2 12,5 Strunjire finisare
5 Φ95,25+0,4-0,8 +0,4 -0,8 12,5 Strunjire finisare
6 Φ115+0,20 +0,2 0 12,5 Strunjire finisare
7 Φ1+0,50 +0,5 0 12,5 Strunjire finisare
8 Filet NC 50 (4 IF) +0,5 -0,5 6,3 Filetare
9 L=396,952,5 +2,50 -2,50 12,5 Strunjire finisare
C. Stabilirea succesiunii operațiilor, așezărilor și fazelor
Stabilirea succesiunii operațiilor, așezărilor și fazelor (proiectarea filmului tehnologic,
itinerarul tehnologic, traseul tehnologic) se face în funcție de tipul semifabricatului adoptat,
de volumul producție i, de baza materială și de ultima operație de prelucrare mecanică ce se
execută pentru fiecare suprafață a reperului studiat.
Proiectarea filmului tehnologic se poate realiza ținând seama de două aspecte:
– diferențierea operațiilor – când piesele se prelu crează pe un număr relativ mare de mașini –
unelte, fiecare executând un anumit tip de prelucrare (strunjire, filetare etc.). Avantajul
utilizării mașinilor -unelte universale îl reprezintă faptul că nu necesită calificarea ridicată a
operatorilor, procesul t ehnologic este elastic, fără intervenții esențiale pentru a se trece la o
nouă fabricație;
– concentrarea operațiilor – când se utilizează un număr relativ mic de mașini -unelte și utilaje
specializate, de înaltă productivitate, care pot prelucra simultan m ai multe suprafețe,
operațiile diferențiindu -se numai la prelucrările de mare finețe.
Pentru reperul studiat, filmul tehnologic se va întocmi pentru cazul diferențierii operațiilor
(tabelul 2.7).
pg. 17 Tabelul 2.7. Stabilirea succesiunii operațiilor, așezărilor și fazelor – reper cep.
Operația
Așezarea
Faza
Denumirea
fazei
Schița așezării
0 1 2 3 4 I. Strunjire de dedroșare
A 1
2
3
Strunj. frontală
sup. 1
Strunj. cil. ext.
sup. 2
Strunj. frontală
sup. 3
B 4
5
6
7
8
Strunj. frontală
sup. 4
Strunj. cil. ext.
sup. 5
Strunj. cil. ext.
sup. 6
Strunj. frontală
sup. 7
Strunj. cil. int.
sup. 8
2
1
3
8
5
7
6
4
pg. 18 Tabelul 2.7. (continuare) II. Tratament termic de îmbunătățire
A 9 Tratament
termic de
îmbunătățire
III A 10 Control tehnic
al
caracteristicilor
mecanice după
TT RP0,2 = min. 830 (N/mm2)
Rm = 967 … 1090 (N/mm2)
HB = 285… 320 IV. Strunjire de finisare
IV.
A 11
12
13
14
15
16 Strunj. frontală
sup. 11
Strunj. cil. ext.
sup. 12
Strunj. cil. ext.
sup. 13
Strunj. conică
sup. 14
Executat raza
R35
Executat canal
marcare
A3
A1 840…8700C
540…6800C
τ(h) t(0C)
τ(h) t(0C)
16
13
15
11
14
12
pg. 19 Tabelul 2.7. (continuare) IV. Strunjire de finisare
B 17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28 Strunj. frontală
sup. 17
Strunj. conică
sup. 18
Strunj. frontală
sup. 19
Strunj. cil. int.
sup. 20
Filetare
Înșurubat
calibrul filetat și
se măsoară
distanța față de
planul de
măsurare
40,0
10,0 875,15
L
Strunj. frontală
sup. 19 (I -I) cu
respectarea cotei
L
Strunj. frontală
sup. 17, cu
respectarea cotei
0
18,33,114
Executat 1×450
Executat 1×450
Executat raza
R1,575
Marcare cu rola
V A 29 Control
interoperațional
caracteristicile
filetului Se înșurubează calibrul filetat și se măsoară distanța față de planul de măsurare
40,0
10,0 875,15
L
Se verifică filetul ca: aspect, dimensiuni, abateri, lungimea filetului,
înșurubare -deșurubare calibrul de verificare, strângerea prescrisă.
VI A 30 Tratament
termochimic de
fosfatare
18
26 17
20
25
21 19 I
I II
II
Planul de
măsurare
40,0
10,0 875,15
L
0
18,33,114
27
28
Lungimea nefosfatată
L = max. 170
pg. 20 Tabelul 2.7. (continuare)
VII A 31 Control tehnic
final Se va controla:
8,028,168
;
4,0 154 ;
2,0
0134 ;
3,0 125Φ ;
3,0 128 ; 15,8750,3;
2,0
0115
;
4,0
8,025,95
;
40,0
10,0 875,15
L
4,68,177 ;
0
18,33,114
;
5,295,396 ;
4,6
5,91,292
;
2.1.4. DETERMINAREA ADAOSURILOR DE PRELUCRARE MECANICĂ
Adaosul de prelucrare corect stabilit trebuie să asigure stabilitatea procesului de prelucrare,
calitatea ridicată a producției și costul minim.
Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se utilizează două metode:
– metoda experimental -statistică;
– metoda analitică de calcul.
Calculul analitic al adao surilor de prelucrare permite determinarea unor dimensiuni
intermediare optime la toate operațiile succesive de prelucrare și asigură un număr minim de
operații și faze de prelucrare, necesare obținerii calității prescrise a piesei prelucrate.
În comparaț ie cu valorile adaosurilor determinate experimental -statistic, calculul analitic
poate conduce la reduceri de 6… 15% din masa netă a piesei.
Metoda de calcul analitic se recomandă să fie utilizată în cazul producției de masă și de serie
mare.
Mărimea adao sului minim de prelucrare stabilit prin metoda analitică de calcul, pentru faza k
de prelucrare, se determină cu relația:
ak k k k,z kmin, m Rc A 1 1 1
(2.4)
în care: c reprezintă coeficientul care ține seama de tipul adaosului de prelucrare:
c = 1 pentru adaosuri de prelucrare asimetrice;
c = 2 pentru adaosuri de prelucrare simetrice.
Rz,k-1 – rugozitatea suprafeței obținute la faza ( k – 1) de prelucrare;
mk-1 – mărimea stratului de metal defect al suprafeței obținute la faza precedentă;
1k
– abaterile de poziție reciprocă a suprafeței realizate la faza precedentă;
ak
– erorile de așezare la faza considerată.
A. Etapele de calcul a adaosurilor de prelucrare prin metoda analitică de calcul
Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare prin metoda analitică de calcul se parcurg
pg. 21 următoarele etape:
1. Se stabilește succesiunea operațiilor precum și modul de bazare și de fixare.
2. Se întocmește un tabel conform modelului (tabelul 2.8).
3. Se completează succesiunea fazelor pentru suprafață considerată (coloana 1).
4. Se determina valorile parametrilor Rz,k-1, mk-1,
1k ,
ka, și Tk (respectiv coloanele 2, 3, 4,
5 și 8).
5. Se calculează adaosul minim calculat Amin,c cu relația (2.4) și se trece în coloana a 6 – a
tabelului.
6. Pentru faza finală, conform desenului de execuție al piesei, se trece în coloana a 7 – a,
dimensiunea:
– dmin pentru suprafețe exterioare;
– Dmax pentru suprafețe interioare.
7. Se completează celelalte rubrici ale coloanei a 7 – a pentru fiecare fază :
dmin,k -1 = d min,k + A min,c – pentru suprafețele exterioare (2.5)
Dmax,k -1 = D max,k – Amin,c – pentru suprafețele interioare (2.6)
8. Se completează coloana a 9 – a cu valorile din coloana a 7 – a rotunjite cu precizia cu care
este dată toleranța la operația respectivă.
9. Se completează dmax , respectiv Dmin și se trec în coloana a 10 – a, astfel:
Dmax,k = d min,k + T k – pentru suprafețele exterioare (2.7)
Dmin,k = D max,k – Tk – pentru suprafețele interioare (2.8)
10. Se calculează adaosul minim efectiv Amin, k și se trece în coloana a 11 – a, cu relația:
Amin,k = d min,k -1 – dmin,k – pentru suprafețele exterioare (2.9)
Amin,k = D max,k – Dmax,k -1 – pentru suprafețele interioare (2.10)
11. Se calculează adaosul nominal efectiv An, k și se trece în coloana a 12 – a cu relați a:
An,k = d max,k -1 – dmax,k – pentru suprafețele exterioare (2.11)
An,k = D min,k – Dmin,k -1 – pentru suprafețele interioare (2.12)
12. Se verifică rezultatele obținute cu relația:
An,k – Amin,k = T k-1 – Tk (2.13)
B. Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața cilindrică exterioară
8,028,168
Pentru suprafața de revoluție exterioară
8,028,168 , la care ultima operație de prelucrare
mecanică este strunjirea de finisare, în conformitate cu metodologia prezentată în paragraful
B, se va determina mărimea adaosului de prelucrare pe faze – tabelul 2.8.
pg. 22 Valorile elementelor adaosurilor de prelucrare sunt prezentate în continuare.
a) Pentru semifabricat (forjat liber) se obține:
a.1) Rugozitatea suprafeței și mărimea stratului defect:
m mm m Rk kz 1500 5,11 1, [7] p.269, tab. 7.1.
a.2) Abaterile spațiale se determină cu relația:
m mm Lc c k 250 250,0 418,06,01
[7] p.269, rel. 7.1.
în care:
c reprezintă curbarea specifică, în
mmm/ ;
Se adoptă:
m mmc / 6,0 [7] p.269, tab. 7.2.
Lc reprezintă lungimea semifabricatului;
Lc = 418 mm = 0,418 m conform fig. 2.1
Tabelul 2.8 . Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața cilindrică exterioară
8,028,168
Elementele adaosului
Amin,c
dmin
Tk Dim. limită Ab. efective
Notarea
cotei Denum.
1k,zR
1km
1kρ
kaε, dmin dmax Amin,
k An,k
fazei
m
m
m
m
m mm
m mm mm mm mm mm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Semifab. – – – – – 173,774 3500 174,0 177,5 – –
0
5,35,177
Str.degr. 1500 250 714 4928 168,846 1850 169,0 170,85 5,0 6,65
0
85,185,170
T.T. – – – – – – – – – – – –
Str. finis. 250 240 15 178 1366 167,48 1600 167,48 169,08 1,52 1,77 168,28 ±0,8
a.3) Eroarea de așezare la faza considerată,
k,aε se determină cu relația:
mfr fa ka 714 700 1402 2 2 2
,
în care:
faε reprezintă eroarea de așezare în direcție axială:
mfa 140
[7] p. 76, tab. 1.34.
frε reprezintă eroarea de așezare în direcție radială:
mfr 700
[7] p. 74, tab. 1.33.
Toleranța semifabricatului se consideră egală cu abaterea negativă a acestuia, adică: Tk-1 =
3500
mμ conform STAS 2171/2 -84.
Toleranța la operația de strunjire de degroșare se determină în funcție de pr ecizia economică:
Tk = IT11…IT15, conform [7] p.11.
Se adoptă:
m IT Tk 185015 [7] p. 170, tab. 2.15.
b) După operația de strunjire de degroșare se obține:
b.1) Rugozitatea suprafeței: Rz, k-1 = 250
mμ [7] p. 271, tab. 7.3.
pg. 23 b.2) Grosimea stratului defect: mk-1 = 240
mμ [7] p. 271, tab. 7.3.
b.3) Abaterea spațială se determină cu relația:
m ksf k 15 25006,01
[7] p . 218
în care: k reprezintă coeficient care indică gradul de micșorare a abaterilor spațiale; k = 0,06
[7] p. 219, tab. 4.8.
sfρ – abaterea spațială a semifabricatului;
sfρ = 250 m.
b.4) Eroarea de așez are la faza considerată:
mfr fa ka 178 110 1402 2 2 2
,
în care:
faε reprezintă eroarea de așezare în direcție axială:
mfa 140 [7] p. 76, tab.
1.34;
frε reprezintă eroarea de așezare în direcție radială:
mfr 110 [7] p. 74, tab. 1.33.
Toleranța cotei de prelucrare se adoptă în funcție de precizia economică: Tk = 1600
m conf. desenului piesei
C. Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața cilindrică interioară
4,0
8,025,95
Pentru suprafața de revoluție interioară
4,0
8,025,95
, la care ultima operație de prelucrare
mecanică este strunjirea de finisare, în conformitate cu metodologia prezentată în paragraful
B, se va determina mărimea adaosului de prelu crare pe faze – tabelul 2.9.
Tabelul 2.9 . Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața cilindrică interioară
4,0
8,025,95
Denum.
fazei Elementele adaosului
Amin,c Dmax Tk Dim. limită Ab. efective
Notarea
cotei
1k,zR
1km
1kρ
k,aε Dmax Dmin Amin,k An,k
m
m
m
m
m mm
m mm mm mm mm mm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Semifab. – – – – – 89,83 3500 89,0 85,5 – –
5,3
05,85
Str.degr. 1500 250 514 4528 94,358 1900 94,0 92,1 5,0 6,6
9,1
01,92
T.T. – – – – – – – – – – – –
Str. finis. 250 240 15 141 1292 95,65 1200 95,65 94,45 1,65 2,35
40,0
80,025,95
D. Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața frontală
L =
5,295,396
Conform metodologiei prezentate în paragraful B, elementele de calcul sunt prezentate în
tabelul 2.10.
pg. 24
Tabelul 2.10 . Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața frontală L=
5,295,396
Denum.
fazei Elementele adaosului
Amin,c Lmin Tk Dim. limită Ab. efective Notarea
cotei
1k,zR
1km
1kρ
k,aε
Lmin Lmax Amin,k An,k
m
m
m
m
m mm
m mm mm mm mm –
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Semifab. – – – – – 397,276 9000 397,0 406,0 – –
0
0,9 406
Str. degr. 1500 190 514 2204 395,072 6400 395,0 401,4 2,0 4,6
0
4,64,401
T.T. – – – – – – – – – – – –
Str. finis. 250 240 4 128 622 394,45 5000 394,45 399,45 0,55 1,95
5,295,396
2.1.5. ALEGEREA UTILAJELOR ȘI S.D.V. -urilor
Dispozitivele sunt utilaje anexe la mașinile -unelte folosite pentru bazarea, verificarea și
fixarea pieselor și, în unele cazuri pentru ghidarea sculelor așchietoare pe parcursul
prelucrării mecanice.
Utilizarea dispozitivelor permite micșorarea timpilor auxiliari, prelucrarea simultană a mai
multor piese, creșterea productivității muncii și a preciziei prelucrării mecanice și simplifică
deservirea mașinilor -unelte.
A. Al egerea sculelor așchietoare
Sculele așchietoare utilizate la prelucrarea mecanică a reperului studiat sunt: cuțite de
degroșare pentru strunjit, cuțite de finisare pentru strunjit.
În tabelul 2.11 sunt prezentate caracteristicile tehnice ale sculelor așchi etoare utilizate la
prelucrarea piesei studiate.
Tabelul 2.11. Caracteristicile sculelor așchietoare – reper cep
Nr.
crt. Faza Denumirea
sculei
așchietoare
(STAS) Schița sculei așchietoare Caracteristici tehnice
0 1 2 3 4
pg. 25 1 1, 4, 11,
17, 24 Cuțit frontal STAS
6382 -80
[18], p. 506
hxb = 32×32 (mm)
L = 150 mm
c = 12 mm
r = 0,8 mm
Plăcuță P10
α
= 50
= 100
β= 750
χ
= 900
Material corp: OLC45
Grosimea plăcuței: 10mm
0 1 2 3 4
2 2, 3, 5,
6, 7,
12, 13,
19, 23 Cuțit lateral STAS
6381 -80
[18], p. 504
hxb = 25×25 (mm)
L = 150 mm
R = 0,8 mm
c = 15 mm
α
= 50
γ
= 50
rχ
= 900
'
rχ
150
Plăcuță P10, avînd
grosimea de 10 mm
Material corp: OLC45
3 8, 20 Cuțit pentru colț
interior
STAS 6385 -80
[18], p. 512
hxb = 16×16 (mm)
L = 200 mm
α
= 50
= 50
r
= 900
c = 15 mm
r = 0,8 mm
Plăcuță P10, avînd
grosimea de 10 mm
Material corp: OLC45
4 14, 18,
25, 26, Cuțit încovoiat
STAS 6377 -80
[18], p. 496
hxb = 32×22 (mm)
L = 1700 mm
c = 14 mm
r = 0,8 mm
Plăcuță P10
α
= 50
γ= 50
β= 800
χ
= 450
Material corp: OLC45
Grosimea plăcuței: 10mm
pg. 26 5 21 Cuțit de filetat
hxb = 25×25 (mm)
L = 110 mm
α
= 550
Material Rp3
6 15, 27 Cuțit pentru raze
hxb = 32×32 (mm)
L = 200 mm
= 50
= 50
r
= 800
Material Rp3
R= 35 mm
R= 1,575 mm
0 1 2 3 4
7 16 Cuțit de canelat
STAS 6383 -80
[18], p. 508
hxb = 16×10 (mm)
L = 110 mm
b1 = 10 mm
l = 14 mm
B. Alegerea mașinilor -unelte
La alegerea mașinilor -unelte necesare se ține seama de organizarea operațiilor, de forma,
dimensiunile și rigiditatea semifabricatului, de modul de bază și fixare, de tipul producției,
precizia impusă piesei.
În cadrul proiectului s -a prev ăzut principiul de lucru prin diferențierea operațiilor.
Mașinile -unelte necesare desfășurării procesului tehnologic de prelucrare mecanică și
principalele caracteristici ale acestora sunt prezentate în tabelul 2.12.
pg. 27 Tabelul 2.12. Stabilirea caracteri sticilor tehnice ale mașinilor -unelte.
Nr.
crt. Denumirea
mașinii -unelte Caracteristici tehnice
1 2 3
1.
Strung normal
SN 250
[5], p.132,
tab. 5.1. Diametrul maxim de strunjire Dmax = 250 mm
Distanța între vârfuri Lmax = 500…750 mm
Numărul treptelor de turație n = 18 trepte
Gama de turații a arborelui
principal (rot/min) 63; 79; 100; 124; 155; 190; 250; 315; 355; 471; 590;
736; 920; 1150; 1433; 1792; 2240; 2800.
Numărul treptelor de avansuri n = 36 trepte
Gama de avansuri longitudinale
(mm/rot) 0,045; 0,051; 0,058; 0,066; 0,076; 0,086; 0,098;
0,100; 0,128; 0,15; 0,167; 0,19; 0,216; 0,247; 0,28;
0,30; 0,36; 0,42; 0,48; 0,54; 0,62; 0,7; 0,8; 0,92; 1,04;
1,2; 1,35; 1,54; 1,75; 2,0; 2,3; 2,6; 3,0; 3,4; 4,0; 4,5;
5,0.
Gama de avansuri transversale
(mm/rot) 0,015; 0,017; 0,019; 0,022; 0,025; 0,028; 0,033;
0,037; 0,042; 0,048; 0,055; 0,063; 0,072; 0,082;
0,094; 0,107; 0,122; 0,140; 0,158; 0,180; 0,20; 0,235;
0,28; 0,30; 0,35; 0,40; 0,45; 0,52; 0,58; 0,67; 0,76;
0,87; 1,0; 1,14; 1,30; 1,47; 1,66.
Puterea motorului principal P = 3 kW
Masa netă m = 1100 kg
2.1.6. DETERMINAREA PARAMETRILOR OPERAȚIILOR
TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE MECANICĂ
A. Calculul regimului de așchiere pentru strunjirea de degroșare a suprafeței
cilindrice exterioare Φ
0
85,185,170
a) Alegerea sculei așchietoare : pentru prelucrarea suprafeței se utilizează cuțit lateral STAS
6381 -80, având caracteristicile prezentate în tabelul 2.11.
b) Stabilirea adâncimii de așchiere
Adâncimea de așchiere se determină cu relația:
mmiAtkn325,31265,6
2,
în care: An,k reprezintă adaosul nominal al fazei; An,k = 6,65 mm tab. 2.8. i – numărul de
treceri: i = 1.
c) Stabilirea avansului de lucru
Conform [7] p. 341, tab. 10.7, se recomandă: s = (0,8 … 1,2) mm/rot
Conform gamei de avansuri a mașinii -unelte se adoptă: s a = 0,8 mm/rot conf. tab. 2.12.
c.1) Verificarea avansului din punct de vedere a rezistenței corpului cuțitului.
Pentru cuțite cu s ecțiune dreptunghiulară, avansul se determină cu relația:
pg. 28
75,0
0,1 35,0
4,
325,3 3007,3565567,02525
61
1 1y
x nia
t HBCRLhhb
s 7,19 mm/rot > s a = 0,8 mm/rot
[7] p. 348, rel. 10.8
în care: h x b reprezintă secțiunea corpului cuțitului: h x b = 25 x 25 mm2;
tab. 2.11
L – lungimea în consolă a cuțitului, în mm; se recomandă: L = 1,5h, conform [7] p. 345. Se
obține:
67,05,1hh
Lh .
Ra,î – tensiunea unitară admisibilă la încovoiere a materialului din care este confecționat
corpul cuțitului. Pentru OL C 45, Raî = 55 daN/mm2 = 550 N/mm2 [6] p. 97, tab. 3.6.
C4 – coeficient care ține seama de materialul de prelucrat și materialul părții active a sculei
așchietoare: C4 = 35,7 [7]p. 347, tab. 10.15.
HB – duritate a Brinell a materialului de prelucrat: HB = 300 tab. 2.4
x1, y1, n1 – exponenți: x1 = 1,0; y1 = 0,75 [7] p.353, tab. 10.21.
n1 = 0,35 [7] p.353, tab. 10.22.
c.2) Verificarea avansului din punct de vedere a rezistenței plăcuței din carburi metalice.
Relația de verificare a avansului adoptat este:
7,3
100 075,3103,8 3,8
3,08,1
3,08,1
mR tCs
mm/rot > s a = 0,8 mm/r ot [7] p.348, rel. 10.12
în care: C reprezintă grosimea plăcuței din carburi metalice: C = 10 mm conf.
tab. 2.11
Rm rezistența de rupere la tracțiune a materialului de prelucrat: Rm = 967 … 1090
N/mm2 conf. tab. 2.2. Se adoptă: Rm = 1000 N/mm2 = 100 daN/mm2
c.3) Verificarea dublului moment de torsiune admis de mecanismul mișcării principale a
mașinii -unelte.
Relația de calcul este:
mNDFMz
t 2,126100085,170 739
10002* [7] p. 355, rel. 10.26
în care: Fz reprezintă componenta principală a forței de așchiere:
739 300 8,0 325,37,3535,0 75,0 0,1 1 1 1
4 n y
ax
z HBstC F N = 73,9 daN [7] p.347,
rel. 10.7
D – diametrul de așchiere: D = 170,85 mm
Dublul moment de torsiune ce poate fi realizat la mașina -unealtă se determină cu relația:
pg. 29
mNnNMm
t 3401559,03 19500 195002 >
*2tM 126,2 N·m [7] p. 355
în care: N mreprezintă puterea motorului: N m = 3 kW conf. tab. 2.12
η
– randamentul mașinii -unelte:
η = 0,85… 0,95, [7] p. 355. Se adoptă
η = 0,90.
n – turația arborelui principal: n = 155 rot/min conform pct. e)
d) Determinarea vitezei de așchiere
În cazul strunjirii longitudinale, viteza de așchiere se determină cu relația:
min/ 760,19,00,19,00,1 912,00,166,0 043,1
2003008,0 325,3 90285200
75,1
45,0 18,0 125,09 8 7 6 5 4 3 2 1
mKKKKKKKKK
HBstTCvn
y
ax mv
v v
[7]p.359, rel. 10.29.
în care: Cv reprezintă un coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se
prelucrează și ale materialului sculei așchietoare:
Cv = 285 [7] p. 361, tab. 10.30.
T – durabilitatea sculei așchietoare
T = 90 min [7] p. 335, tab. 10.3.
m, x v , yv , n – exponenți: m = 0,12 5 [7] p. 359, tab. 10.29.
xv = 0,18; y v = 0,45 [7] p. 361, tab. 10.30.
n = 1,75 [7] p. 361.
K1 – coeficient care ține seama de influența secțiunii transversale a cuțitului:
043,130203232
302008,0
1
xqK [7] p. 361, rel. 10.30.
q – suprafața secțiunii transversale a corpului cuțitului: q=32 x 32 mm2
tab.1.11
– coeficient care ține seama de materialul de prelucrat:
= 0,08 [7] p. 361.
K2 – coeficient care ține seama de influența unghiului de atac principal (χr = 900):
66,09045 456,0
2
rK [7] p. 361, rel. 10.31.
ρ – exponent în funcție de natura materialului de prelucrat: ρ = 0,6 [7] p. 362.
K3 – coeficient care ține seama de influența unghiului de atac secundar (χ’r = 150):
pg. 30
0,1151509,009,0
' 3
raK [7] p. 362, rel. 10.32.
a = 15 pentru scule așchietoare cu plăcuțe din carburi metalice; [7] p. 362.
K4 – coeficient care ține seama de influența razei de racordare a vîrfului cuțitului:
912,028,0
21,0
4 rK [7] p. 362, rel. 10.33.
r – raza de racordare a vârfului cuțitului: r = 0,8mm tab. 2.11
μ
– coeficient care ține seama de tipul prelucrării și materialului de prelucrat:
μ = 0,1 [7] p.
362.
K5 – coeficient care ține seama de influența materialului din care este confecționată partea
activă a sculei așchietoare:
5K 1,0 [7] p. 362, tab. 10.31.
K6 – coeficient care ține seama de materialul de prelucrat:
6K 0,9 [7] p. 363, tab. 10.32.
K7 – coeficient care ține seama de modul de obținere a semifabricatului:
7K 1,0 [7] p. 363.
K8 – coeficient care ține seama de starea stratului superficial al semifabricatului:
8K 0,9
[7] p. 363.
K9 – coeficient care ține seama de forma suprafeței de degajare:
9K 1,0 [7] p. 364.
e) Determinarea turației de lucru
Turația arborelui principal al mașinii -unelte se determină cu relația:
min/ 14285,17076 1000 1000rotDvn
Din gama de turații a mașinii -unelte se adoptă: na = 155 rot/min.
tab. 2.12
f) Determinarea vitezei efective de așchiere
Viteza efectivă (reală) de așch iere se determină cu relația:
min/2,83100015585,170
1000mnDva
ef
g) Determinarea durabilității efective a sculei așchietoare
Durabilitatea efectivă a sculei așchietoare se determină cu relația:
min442,837690125,011
m
efecvvTT
h) Determinarea puterii efective la strunjire
pg. 31 Puterea efectivă se determină cu relația:
138,19,0 60002,839,73
6000
ef z
evF
N kW < N m = 3 kW [7] p.365
Rezultatele calculului regimurilor de așchiere pentru celelalte suprafețe ale piesei sunt prezentate
sintetizat în tabelul 1.13.
pg. 32 Tabelul 2.13. Parametrii regimului de așchiere și componentele normei tehnice de timp – reper cep.
OPERATIA
ASEZAREA
FAZA
Dinens.
suprafeței
Lungimea
suprafeței Parametrii regimului de așchiere Componentele normei de timp , min
Norma
de timp
NT, min i t
mm s
mm/rot n
rot/min v
m/min Tb Timp auxiliar, T a
Tdt Tdo Ton Tpî/
npiese ta1 ta2 ta3 ta4 Total
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
I A 1 Ф190×60 65 2 2,3 0,3 155 92,5 2,80 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,10 0,07 0,13 21/50=
0,42 4,16
2 Ф136×110 115 1 3,32 0,8 155 83,2 0,93 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,03 0,03 0,06 1,55
3 Ф136×27 30 1 3,32 0,8 155 83,2 0,24 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,01 0,01 0,01 0,77
B 4 Ф190×60 65 2 2,3 0,3 155 92,5 2,80 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,10 0,07 0,13 18/50=
0,36 3,10
5 Ф170×290 295 1 3,32 0,8 155 83,2 2,38 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,08 0,08 0,12 3,30
6 Ф138×100 105 1 3,32 0,8 155 83,2 0,85 0,30 0,10 0,04 0,14 0,58 0,05 0,04 0,08 1,60
7 Ф138×27 30 1 3,32 0,8 155 83,2 0,24 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,01 0,01 0,01 0,77
8 Ф92,1×401 405 1 3,3 0,42 155 44,8 6,22 0,50 0,20 0,18 0,22 1,10 0,20 0,12 0,25 7,89
IV A 11 Ф130,18×19 23 3 0,975 0,20 250 134,1 1,38 0,30 0,10 0,04 0,14 0,58 0,05 0,04 0,08 22/50=
0,44 2,57
12 Ф168×290 295 2 0,44 0,15 190 101,9 20,70 1,16 0,64 0,52 0,48 2,84 0,88 0,50 1,0 25,92
13 Ф130,18×60 65 2 0,44 0,15 190 101,9 4,56 0,50 0,20 0,18 0,22 1,10 0,20 0,12 0,25 6,23
14 Ф168×35 38 2 0,44 0,15 190 101,9 2,66 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,10 0,10 0,16 3,66
15 Ф130,18×35 35 1 0,44 0,15 190 101,9 1,22 0,30 0,10 0,04 0,14 0,58 0,05 0,04 0,08 1,97
16 Ф166,28×10 2 1 0,50 0,15 190 101,9 0,07 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 0,66
B 17 Ф130,18×19 23 3 0,975 0,20 250 134,1 1,38 0,30 0,10 0,04 0,14 0,58 0,05 0,04 0,08 20/50=
0,40 2,53
18 Ф128×114 118 2 0,44 0,15 190 101,9 8,28 0,58 0,32 0,28 0,24 1,42 0,44 0,25 0,50 10,89
19 Ф133×20 22 1 0,44 0,15 190 101,9 0,77 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 1,36
20 Ф95,25×397 400 2 0,58 0,15 250 74,8 21,33 1,10 0,60 0,52 0,48 2,70 0,88 0,50 1,0 26,41
21 Filetare 101,6 5 2,675 3,175 250 105 8,66 0,58 0,32 0,28 0,24 1,42 0,44 0,25 0,50 11,27
42
pg. 33 22 – – – – – – – – – – – – – – – – –
23 Ф133×20 22 1 0,44 0,15 190 101,9 0,77 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 1,36
24 Ф130,18×19 23 1 0,975 0,20 250 134,1 0,46 0,20 0,10 0,08 0,06 0,44 0,02 0,03 0,04 0,99
25 1×450 2 1 0,44 0,15 190 101,9 0,07 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 0,66
26 1×450 2 1 0,44 0,15 190 101,9 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 0,20 0,66
27 R1,575 2 1 0,44 0,15 190 101,9 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 0,20 0,66
28 Marcare cu rola – – – – – – – – – – – – – – – –
h NT 015,2 min94,120
;
min;17,89bt
min61,108opt ;
min44,19at .
b b dt T T T %4 )%6…2(
;
op op do T T T %2 )%3…1( ;
op op on T T T %4 )%5…3(
pg. 34 2.2. PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE
A REPERULUI MUFĂ
2.2.1. ANALIZA DATELOR DE BAZĂ ȘI STABILIREA
CARACTERULUI PRODUCȚIEI
Prin tema de proiect se cere elaborarea tehnologiei de fabricație a piesei denumită “mufă”,
simbol NC 50 (4 IF) – figura 1.1, b. Reperul se fabrică într -o unitate productivă ce dispune de
dotările uzuale necesare, iar lotul de fabricație este de 50 bucăți.
Dimensiunile caracteristice ale reperului analizat sunt:
– diametrul dmax = 168,280,8 mm;
– lungimea l = 382,852,5 mm;
– mărimea și tipul îmbinării filetate cu umăr pentru asamblarea cu racordul special este NC
50 (4 IF).
A. Analiza rolului funcțional al reperului
Reperul studiat face parte din categoria arborilor găuriți, cu trepte de o singură parte. De
asemenea, este pre văzut la o extremitate cu filet interior pentru racordare.
Din punct de vedere a raportului lungimii ( l = 382,85mm) și al diametrului
(dmax = 168,28 mm) arborelui
dl < 8…12, reperul analizat se încadreaz ă în categoria arborilor
rigizi, la prelucrarea cărora nu se utilizează dispozitive de rigidizare (lunete fixe sau mobile).
B. Analiza desenului piesei și a condițiilor tehnice
Principalele aspecte rezultate din analiza desenului piesei sunt prezentate în tabelul 2.14.
Tabelul 2.14. Analiza desenului piesei și a co ndițiilor tehnice – reper mufă.
Nr.c
rt. Elementul
analizat Cine reglementează
elementul analizat Daca elem. Analizat
respectă prescripțiile Modificări
și completări
0 1 2 3 4
1. Scara desenului STAS 2 -82 da –
2. Reprezentarea și notarea vederilor,
secțiunilor STAS 105 -76
STAS 614 -76 da –
3. Cotarea desenului 188-76 da –
4. Prescripții de precizie dimensională STAS 6265 -82 da –
5. Cote libere SREN 22768/1,2 -97 da –
6. Abateri de forma si poziție STAS 7385/1 -85
STAS 7385/2 -85 da –
7. Notarea stării suprafețelor STAS 612 -83 da Nu se precizează mărimea rugozității
generale la prelucrarea mecanică
8. Notarea TT STAS 7650 -78 nu Se prevede tratament termic de
îmbunătățire (călire și revenire
înaltă).
9. Materiale STAS 791 -88
nu 34MoCrNi16X
STAS 791 -88
10. Condiții tehnice – da –
pg. 35
C. Stabilirea caracterului producției
Caracterul producției se determină în funcție de numărul de bucăți executate și de masa
piesei.
În urma analizei datelor inițiale ale proiectului prin care se precizează că lotul de fabricație este
de 50 bucăți, iar masa unei piese este de 34,5 kg, rezult ă că fabricația reperului se încadrează în
producție de serie mică (conform tabelului 2.2).
2.2.2. CARACTERIZAREA MATERIALULUI ȘI
ALEGEREA SEMIFABRICATULUI
A. Caracterizarea materialului
Materialul prescris de proiectant pentru confecționarea reperului este 34MoCrNi16X STAS
791-88 care face parte din categoria oțelurilor aliate destinate construcției de mașini.
Tratamentul termic care se aplică este tratamentul de îmbunătățire.
Compoziția chimică și caracteristicile mecanice ale oțelului 34 MoCr 11 X STAS 791 -88
sunt prezentate în tabelele 2.3 (conform [12], tab. 9.17, pag. 279), respectiv tabelul 2.4
(conform [14], tab. 3.14, pag. 117).
B. Alegerea semifabricatului
Ținînd seama de ansamblul condițiilor prezentate și de seria de fabricație, se adoptă
semifabricat forjat STAS 2 171/2 -84. Forma și dimensiunile semifabricatului adoptat sunt
prezentate în figura 2.2 (conform [17], tab. 4, pag. 13).
Indicatorul de utilizare a materialului km se determină cu relația:
586,08,585,34
sfp
mmm
k (2.14)
în care: mp reprezintă masa piesei; msf – masa semifabricatului.
Masa piesei se determină cu relația:
kgπ π πld dπ
ld dπ
ld dπ
ρ mpi pe pi pe pi pe
m p
5,34130,04) 081,0 134,0(124,04) 081,0 168,0(060,04) 081,0 13,0(78504) (
4) (
4) (
2 2 2 2 2 232
,2
,3
22
,2
,2
12
,2
,1
(2.15)
pg. 36 în care: de,p reprezintă diametrul exterior al piesei; di,p – diametrul interior al piesei; li –
lungimea piesei; m – densitatea materialului din care se execută piesa.
Masa semifabricatului se determină cu relația:
kgπld dπρ m sfsfi sfe
m sf 8,58 403,04) 071,0 187,0(78504) (2 2 2
,2
,
(2.16)
în care: de,sf reprezintă diametrul exterior al semifabricatului; di,sf – diametrul interior al
semifabricatului; lp – lungimea semifabricatului; m – densitatea materialului din care se
execută piesa.
2.2.3. STA BILIREA SUCCESIUNII OPERAȚIILOR
TEHNOLOGICE, A ULTIMEI OPERAȚII DE
PRELUCRARE MECANICĂ PENTRU FIECARE
SUPRAFA ȚĂ ȘI SUCCESIUNEA AȘEZĂRILOR ȘI
FAZELOR
A. Stabilirea succesiunii operațiilor tehnologice
Cu ajutorul datelor și analizelor efectuate la paragrafele 2.2.1 și 2.2.2, structura generală a
procesu lui tehnologic de prelucrare a reperului studiat se prezintă în tabelul 2.15.
Tabelul 2.15. Stabilirea succesiunii operațiilor tehnologice – reper mufă.
Nr. crt. Cod operație
tehnologică Denumirea operației
1 I Forjare
2 II Strunjire de degroșare
3 III Tratament termic de îmbunătățire
4 IV Strunjire de finisare
5 V Filetare
6 VI Control tehnic final
pg. 37
B. Stabilirea ultimei operații de prelucrare mecanică pentru fiecare suprafață
Ultima operație de prelucrare mecanică se stabilește în funcție de precizia și rugozitatea
economică prescrisă suprafețelor (tabelul 2.16).
Tabelul 2.16. Stabilirea ultimei operații de prelucrare mecanică – reper mufă.
Nr. Precizia Rugozitatea Ultima operație de
crt. Suprafața Abat.sup.
(mm) Abat. inf.
(mm) Ra (
m ) prelucrare mecanică
0 1 2 3 4 5
1 Φ168,280,8 +0,8 -0,8 12,5 Strunjire finisare
2 Φ134,94+0,8-0,4 +0,8 -0,4 12,5 Strunjire finisare
3 Φ1540,4 +0,4 -0,4 12,5 Strunjire finisare
4 Φ130,18+2,00 +2,0 0 12,5 Strunjire finisare
5 Φ81,75+1,00 +1,0 0 12,5 Strunjire finisare
6 Φ128,060,5+0,20 +0,5 -0,5 12,5 Strunjire finisare
7 1+0,50 +0,5 0 12,5 Strunjire finisare
8 Filet NC 50 (4 IF) +0,5 -0,5 6,3 Filetare
9 L=382,852,5 +2,50 -2,50 12,5 Strunjire finisare
C. Stabilirea succesiunii operațiilor, așezărilor și fazelor
Pentru reperul studiat (mufă), filmul tehnologic se va întocmi pentru cazul diferențierii
operațiilor (tabelul 2.17).
2.2.4. DETERMINAREA ADAOSURILOR DE PRELUCRARE MECANICĂ
Determinarea adaosurilor de prelucrare mecanică se efectuează în conformitate cu
metodologia prezentată în paragraful 2.1.4.
Pentru stabilirea adaosurilor de prelucrare mecanică s -au adoptat trei suprafete
reprezentative:
a) Suprafață de revoluție exteri oară
8,028,168Φ , la care ultima operație de
prelucrare mecanică este strunjirea de finisare. În conformitate cu metodologia prezentată
în paragraful 2.1.4, determinarea mărimii adaosului de prelucrare pe faze este prezentată
tabelul 2.8.
b) Pe ntru suprafața de revoluție interioară Φ81,75+1,00, la care ultima operație de
prelucrare mecanică este strunjirea de finisare, în conformitate cu metodologia prezentată
pg. 38 în paragraful 2.1.4, se va determina mărimea adaosului de prelucrare pe faze – tabelul
2.18.Tabelul
2.17. Stabilirea succesiunii operațiilor, așezărilor și fazelor – reper mufă.
Operația
Așezarea
Faza
Denumirea fazei
Schița așezării
0 1 2 3 4
I
A 1
2
3
Strunj. frontală sup. 1
Strunj. cil. ext. sup. 2
Strunj. frontală sup. 3
B 4
5
6
Strunj. frontală sup. 4
Strunj. cil. ext. sup. 5
Strunj. cil. int. sup. 6
II
A 7 Tratament termic de
îmbunătățire
A3
A1 840…8700C
540…6800C
τ(h) t(0C)
τ(h) t(0C)
6
5
4
2
1
3
pg. 39 0 1 2 3 4
III
A
8 Control tehnic
al
caracteristicilor
mecanice după
TT
RP0,2 = min. 830 (N/mm2)
Rm = 967 … 1090 (N/mm2)
HB = 285… 320
IV
A 9
10
11
12
13
Strunj. frontală
sup. 9
Strunj. cil. ext.
sup. 10
Strunj. cil. ext.
sup. 11
Strunj. conică
sup. 12
Executat raza
R38,1
pg. 40 Tabelul 2.17. (continuare)
0 1 2 3 4
IV
B 14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Strunj. frontală
sup. 14
Strunj. cil. ext.
sup. 15
Executat canal
marcare
Strunj. cil. int.
sup. 17
Strunj. conică
int. sup. 18
Strunj. conică
int. sup. 19
Filetare
Înșurubat
calibrul filetat și
se măsoară
distanța față de
planul de
măsurare
40,0
10,0 875,15
L
Strunj. frontală
sup. 14 cu
respectarea cotei
L
Deșurubat
calibru
Strunj. conică
int. sup. 23
Executat 5×450
Marcare cu rola
sup. 16
14 15 16
17 18
20
24 23
19
pg. 41 Tabelul 2.17. (continuare)
0 1 2 3 4
V A 26 Control
interoperațional
caracteristicile
filetului Se înșurubează calibrul filetat și se măsoară distanța față de planul de măsurare
40,0
10,0 875,15
L
Se verifică filetul ca: aspect, dimensiuni, abateri, lungimea filetului,
înșurubare -deșurubare calibrul de verificare, strângerea prescrisă.
VI A 27 Tratament
termochimic de
fosfatare
VII A 28 Control tehnic
final Se va controla:
8,028,168
; Φ134,94+0,8-0,4;
4,0 154 ; Φ130,18+2,00; Φ81,75+1,00;
Φ128,060,5+0,20; Filet NC 50 (4 IF); L=382,85 2,5;
40,0
10,0 875,15
L
Tabelul 2.18 . Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața cilindrică interioară Φ81,75+1,00
Denum.
fazei Elementele adaosului
Amin,c Dmax Tk Dim. limită Ab. efective
Notarea
cotei
1k,zR
1km
1kρ
k,aε Dmax Dmin Amin,k An,k
m
m
m
m
m mm
m mm mm mm mm mm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Semifab. – – – – – 76,93 3000 76,0 73,0 – –
0,3
073
Str.degr. 1500 250 514 4528 81,458 1900 81,0 79,1 5,0 6,1
9,1
01,79
T.T. – – – – – – – – – – – –
Str. finis. 250 240 15 141 1292 82,75 1000 82,75 81,75 1,75 2,65 Φ81,75+1,00
c) Pentru suprafața frontală L=382,85 2,5, conform metodologiei prezentate în paragraful 1.4.5, valorile
adaosurilor de prelucrare sunt prezentate în tabelul 2.19.
pg. 42
Tabelul 2.19 . Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața frontală L= 382,852,5
Denum.
fazei Elementele adaosului
Amin,c Lmin Tk Dim. limită Ab. efective
Notarea
cotei
1k,zR
1km
1kρ
k,aε Lmin Lmax Amin,k An,k
m
m
m
m
m mm
m mm mm mm mm –
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Semifab. – – – – – 383,176 8000 384,0 392,0 – –
0
0,8 392
Str. degr. 1500 190 514 2204 380,972 6400 381,0 387,4 3,0 4,6
0
4,64,387
T.T. – – – – – – – – – – – –
Str. finis. 250 240 4 128 622 380,35 5000 380,35 385,35 0,65 2,05 382,852,5
2.2.5. ALEGEREA UTILAJELOR ȘI S.D.V. -urilor
A. Alegerea sculelor așchietoare
În tabelul 2.20 sunt prezentate caracteristicile tehnice ale sculelor așchietoare utilizate la
prelucrarea reperului mufă.
Tabelul 2.20. Caracteristicile sculelor așchietoare – reper mufă.
Nr.
crt.
Faza Denumirea sculei
așchietoare
(STAS)
Schița sculei așchietoare
Caracteristici tehnice
0 1 2 3 4
1 1, 4, 9,
14, 21 Cuțit frontal STAS
6382 -80
[18], p. 506
hxb = 32×32 (mm)
L = 150 mm
c = 12 mm
r = 0,8 mm
Plăcuță P10
α
= 50
= 100
β= 750
χ
= 900
Material corp: OLC45
Grosimea plăcuței: 10mm
pg. 43 2 2, 3, 5,
10, 11,
15 Cuțit lateral STAS
6381 -80
[18], p. 504
hxb = 25×25 (mm)
L = 150 mm
R = 0,8 mm
c = 15 mm
α
= 50
γ
= 50
rχ
= 900
'
rχ
150
Plăcuță P10, avînd
grosimea de 10 mm
Material corp: OLC45
0 1 2 3 4
3 6, 17, 18,
19, 23 Cuțit pentru colț
interior
STAS 6385 -80
[18], p. 512
hxb = 16×16 (mm)
L = 200 mm
α
= 50
= 50
r
= 900
c = 15 mm
r = 0,8 mm
Plăcuță P10, avînd
grosimea de 10 mm
Material corp: OLC45
4 12, 24 Cuțit încovoiat
STAS 6377 -80
[18], p. 496
hxb = 32×22 (mm)
L = 1700 mm
c = 14 mm
r = 0,8 mm
Plăcuță P10
α
= 50
γ= 50
β= 800
χ
= 450
Material corp: OLC45
Grosimea plăcuței: 10mm
5 20 Cuțit de filetat
hxb = 25×25 (mm)
L = 110 mm
α
= 550
Material Rp3
pg. 44 6 13 Cuțit pentru raze
hxb = 32×32 (mm)
L = 200 mm
= 50
= 50
r
= 800
Material Rp3
R= 38,1 mm
7 16 Cuțit de canelat
STAS 6383 -80
[18], p. 508
hxb = 16×10 (mm)
L = 110 mm
b1 = 14 mm
l = 22 mm
B. Alegerea mașinilor -unelte
La alegerea mașinilor -unelte necesare se ține seama de organizarea operațiilor, de forma,
dimensiunile și rigiditatea semifabricatului, de modul de bază și fixare, de tipul producției,
precizia impusă piesei.
Mașinile -unelte necesare desfă șurării procesului tehnologic de prelucrare mecanică și
principalele caracteristici ale acestora sunt prezentate în tabelul 2.12.
OPERAȚIILOR TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE
MECANICĂ
În conformitate cu metodologia prezentată în paragraful 2.1.6, calculului regimurilor de așchiere
necesare prelucrării reperului mufă, sunt prezentate sintetizat în tabelul 2.21.
pg. 45 Tabelul 2.21. Parametrii regimului de așchiere și c omponentele normei tehnice de timp – reper mufă.
OPERATIA
ASEZAREA
FAZA
Dinens.
suprafeței
Lungimea
suprafeței Parametrii regimului de așchiere Componentele normei de timp , min
Norma
de timp
NT, min i t
mm s
mm/rot n
rot/min v
m/min Tb Timp auxiliar, T a
Tdt Tdo Ton Tpî/
npiese ta1 ta2 ta3 ta4 Total
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
I A 1 Ф187×58 62 2 2,3 0,3 155 92,5 2,66 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,10 0,07 0,13 21/50=
0,42 4,02
2 Ф136×60 62 1 3,32 0,8 155 83,2 0,50 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,03 0,03 0,06 1,12
3 Ф136×25 28 1 3,32 0,8 155 83,2 0,22 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,01 0,01 0,01 0,75
B 4 Ф173,3×48 50 2 2,3 0,3 155 92,5 2,15 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,08 0,08 0,12 18/50=
0,36 3,43
5 Ф173,3×260 265 1 3,32 0,8 155 83,2 2,14 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,08 0,08 0,12 3,06
6 Ф78,5×395 400 1 3,3 0,42 155 44,8 6,14 0,50 0,20 0,18 0,22 1,10 0,20 0,12 0,25 7,81
IV A 9 Ф130,81×26 28 3 0,975 0,20 250 134,1 1,68 0,30 0,10 0,04 0,14 0,58 0,05 0,04 0,08 22/50=
0,44 2,87
10 Ф168,2×250 255 2 0,44 0,15 190 101,9 17,9 0,58 0,32 0,28 0,24 1,42 0,44 0,25 0,50 20,51
11 Ф130,81×60 62 2 0,44 0,15 190 101,9 2,17 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,08 0,08 0,12 3,09
12 Ф168,28×35 38 2 0,44 0,15 190 101,9 2,66 0,38 0,10 0,02 0,14 0,64 0,10 0,10 0,16 3,66
13 R38,1 2 1 0,44 0,15 190 101,9 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 0,20 0,66
B 14 Ф130,81×26 28 3 0,975 0,20 250 134,1 1,68 0,30 0,10 0,04 0,14 0,58 0,05 0,04 0,08 20/50=
0,40 2,83
15 Ф168,2×133 135 2 0,44 0,15 190 101,9 9,47 0,58 0,32 0,28 0,24 1,42 0,44 0,25 0,50 12,08
16 Ф166,28×14 2 1 0,50 0,15 190 101,9 0,07 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 0,66
17 Ф81,75×383 385 2 0,58 0,15 250 74,8 20,53 1,16 0,64 0,52 0,48 2,84 0,88 0,50 1,0 25,75
18 Ф134×137 140 2 0,44 0,15 190 101,9 9,82 0,58 0,32 0,28 0,24 1,42 0,44 0,25 0,50 12,43
19 Ф81,75×17 20 2 0,44 0,15 190 101,9 0,70 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 1,29
20 Filetare 101,6 5 2,675 3,175 250 105 8,66 0,58 0,32 0,28 0,24 1,42 0,44 0,25 0,50 11,27
21 Ф134×18 20 1 0,44 0,15 190 101,9 0,70 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 1,29
pg. 46 22 – – – – – – – – – – – – 0 – – – –
23 Ф134×15 17 1 0,44 0,15 190 101,9 0,60 0,20 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 1,19
24 5×450 5 1 0,44 0,15 190 101,9 0,17 0,12 0,02 0,16 0,50 0,02 0,02 0,05 0,20 0,63
25 Marcare cu rola – – – – – – – – – – – – – – – –
h NT 006,2 min4,120
;
min;82,90Σbt
min84,107Σopt ;
min02,17at .
b b dt T T T %4 )%6…2(
;
op op do T T T %2 )%3…1( ;
op op on T T T %4 )%5…3(
pg. 47 3. EFICIENȚA TEHNICO – ECONOMICĂ A
PROCESELOR TEHNOLOGICE
3.1. NORMAREA TEHNICĂ A OPERAȚIILOR TEHNOLOGICE
Norma tehnică de timp ( NT) reprezintă timpul stabilit unui executant, care are calificarea
corespunzătoare și lucrează cu densitate normală, pentru efectuarea unei unități de lucru (operație,
prelucrare, piesă) în condiții tehnice și organizatorice date. Structura normei tehnice de timp poate
fi exprimată prin relația [7]:
ppi
u Tnt
t N +=
în care: t u reprezintă timpul unitar: t u = top + td + tîr
top – timpul operativ (efectiv) care este alcătuit din: t op = tb + ta
tb – timpul de bază în cursul căruia operatorul efectuează sau supraveghează lucrările
necesare pentru modificarea cantitativă și calitativă a obiectului muncii;
ta – timpul ajutător în cursul căruia nu se produce nici o modificare cantitativă sau
calitat ivă a obiectului muncii, dar operatorul trebuie să efectueze măsurile necesare sau să
supravegheze utilajul, pentru ca modificarea să poată avea loc:
4 3 2 1 a a a a a t t tt t (3.1)
ta1 – timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea semifabricatului;
ta2 – timpul ajutător pentru comanda mașinii -unelte;
ta3 – timpul ajutător pentru curățirea dispozitivului de așchii;
ta4 – timpul ajutător pentru măsurarea dimensiunilor piesei.
td – timpul de deservire a locului de muncă este timpul necesar pentru asigurarea condițiilor
normale de lucru și se compune din:
td = tdt + tdo (3.2)
tdt – timpul de deservire tehnică a locului de muncă, necesar pentru reglarea sculelor
așchietoare, înlocuirea sculelor așchietoare, înl ăturarea așchiilor etc.;
tdo – timpul de deservire organizatorică necesar pentru curățirea și ungerea mașinilor –
unelte, extragerea, curățirea și ungerea SDV – urilor etc.;
tir – timpul de întreruperi reglementare, care este compus din:
pg. 48 tî = ton + tîc (3.3)
ton – timpul de odihnă și necesități;
tic – timpul de întreruperi condiționate de tehnologie și d e organizarea muncii.
tpî – timpul de pregătire și încheiere, în cursul căruia executantul, înainte de a începe lucrul,
crează la locul de muncă condițiile necesare efectuării operațiilor și, după terminarea acestora,
aduce locul de muncă la starea inițial ă;
np – numărul de piese ce se prelucrează.
tpî – timpul de pregătire și încheiere, în cursul căruia executantul, înainte de a începe
lucrul, creează la locul de muncă condițiile necesare efectuării operațiilor și după terminarea
acestora, aduce locul de muncă la starea inițială.
În aceste condiții, structura normei tehnice de timp poate fi reprezentată conform figurii 3.1.
Fig. 3.1 . Structura normei tehnice de timp.
Norma
tehnică de
timp, N T Timpul de pregătire -încheiere (t pî)
Timpul
unitar (t u) Timpul de bază (t b)
Timpul auxiliar (t a)
Timpul de deservire (t d) Timpul de deservire
tehnică (tdt)
Timpul de deservire
organizatorică (tdo)
Timpul de
întreruperi re –
glementare (t îr) Timpul de odihnă și necesități
(ton)
Timpul de întreruperi
condiționate de tehnologie și
organizarea muncii (t îc)
pg. 49 Modul de stabilire a timpilor componenți, ponderea acestora și relațiile de calcul finale ale
normei tehnice de timp se diferențiază după specificul proceselor tehnologice pentru care se
stabilește norma respectivă.
La operațiile de prelucrare mecanică, timpul de bază ( tb) se determină utilizând relații de
calcul specifice pentru fiecare prelucrare.
În general, t b și t a se stabilesc pentru fiecare fază a operației, iar t dt, td0 și t on se iau din
normative sau se determină din procente (%) din t b sau t op, astfel încât pentru o operație se obține:
() () ()min100= , min100= , min100=3 2
01 kt tkt tkt top on op d b dt (3.4)
în care: k1, k2, k3 sunt timpi în procente din t b sau t op.
Conform metodologiei prezentate și a datelor din literatura de specialitate [1, 2, 3, 4] în tabelele
2.13, respectiv 2.21 sunt centralizate rezultatele pentru calculul normei tehnice de timp. Numărul
de piese din lot este N = 50 bucăți.
Valorile obținute pentru reperele studiate sunt prezentate în tabelul 3.1.
Tabelul 3.1 . Normarea tehnică
Nr. crt. Denumirea reperului Componentele normei tehnice de timp
1 Cep
h NT 015,2 min94,120 ;
min;17,89bt
min61,108opt
;
min44,19at .
b b dt T T T %4 )%6…2(
;
op op do T T T %2 )%3…1(
;
op op on T T T %4 )%5…3(
2 Mufă
h NT 006,2 min4,120 ;
min;82,90Σbt
min84,107Σopt
;
min02,17at .
b b dt T T T %4 )%6…2(
;
op op do T T T %2 )%3…1( ;
op op on T T T %4 )%5…3(
pg. 50 3.2. COSTUL DE PRODUCȚIE
3.2.1. Calculul economic pentru repe rul “cep”
a) Costul materialelor , Cm este stabilit de către compartimentul de aprovizionare:
[ ] [ ] lei P P M Cdes m sf m 683=)10015-1(×8.0×)35.9- (61.4-10×4.61=)100P
-1(× ×)M- (M- × =apr
p sf
unde:
𝑀𝑠𝑓= 61,4 kg masa semifabricatului;
𝑀𝑝= 35,9 kg masa piesei;
𝑃𝑚=10 𝑙𝑒𝑖/𝑘𝑔 – prețul unitar al materialului;
𝑃𝑑𝑒𝑠=0,8 𝑙𝑒𝑖/𝑘𝑔 – prețul de vânzare al deșeurilor;
𝑃𝑎𝑝𝑟=15% – cota cheltuielilor de aprovizionare;
b) Costul manoperei pentru prelucrările mecanice, CPM se determină cu relația:
leiRS N CS
o T PM 76=)100250+1(×8.10×015.2=)100+1(×× =
în care: NT reprezintă norma de timp la prelucrarea mecanică a reperului cep, NT = 2.015 h;
SO – retribuția orară medie corespunzătoare unui salariu mediu 1800 lei de lei/lună (10,8
lei/oră);
Rs – regia pe secție ( Rs = 250%);
c) Costul total al produsului CT, se determină cu relația:
leiRC C Ci
PM m T 782=)10030+1(×76+683=)100+1(× + =
în care: Ri reprezintă regia de întreprindere (profit); (Ri = 30%);
3.2.2. Calculul economic pentru repe rul “mufă”
a) Costul materialelor , Cm este stabilit de către compartimentul de aprovizionare:
[ ] [ ] lei P P M Cdes m sf m 450=)10015-1(×8.0×)34.5- (58.8-8×8.58=)100P
-1(× ×)M- (M- × =apr
p sf
pg. 51 unde:
1. 𝑀𝑠𝑓= 58.8 kg masa semifabricatului;
𝑀𝑝= 34.5 kg masa piesei;
𝑃𝑚=8 𝑙𝑒𝑖/𝑘𝑔 – prețul unitar al materialului;
𝑃𝑑𝑒𝑠=0,8 𝑙𝑒𝑖/𝑘𝑔 – prețul de vânzare al deșeurilor;
𝑃𝑎𝑝𝑟=15% – cota cheltuielilor de aprovizionare;
b) Costul manoperei pentru prelucrările mecanice, CPM se determină cu relația:
leiRS N CS
o T PM 27=)100250+1(×8.10×006.2=)100+1(×× =
în care: NT reprezintă norma de timp la prelucrarea mecanică a reperului mufă, NT = 2.006 h;
SO – retribuția orară medie corespunzătoare unui salariu mediu 1800 lei de lei/lună (10,8
lei/oră);
Rs – regia pe secție ( Rs = 250%);
c) Costul total al produsului CT, se determină cu relația:
leiRC C Ci
PM m T 485=)10030+1(×27+450=)100+1(× + =
în care: Ri reprezintă regia de întreprindere; (Ri = 30%);
3.3. INDICATORI TEHNICO -ECONOMICI
Pentru creșterea productivității prelucrării mecanice este deosebit de importantă reducerea
timpului auxiliar; acest lucru se poate aplică folosind indicatorul de continuitate a funcționării
mașinii –unelte:
opb
a bbCMUtt
tttI
în care: tb reprezintă timpul de bază; top – timpul operativ.
Pentru reperele studiate (cep și mufă) valorile obținute pentru indicatorii precizați sunt
prezentate în tabelul 3.2.
pg. 52
Tabelul 3.2 . Valorile indicatorilor IUM, ICMU
Nr. crt. Denumirea reperului Indicatorul de continuitate a funcționării
mașinii –unelte
ICMU
1 Cep
82.0=61.10817.89= =
opb
CMUttI
2 Mufă
84.0=84.10782.90= =
opb
CMUttI
pg. 53
4. CERCETĂRI EXP ERIMENTALE PRIVIND
DETERMINAREA MOMENTULUI DE
ÎNȘURUBARE AL ÎMBINĂRILOR FILETATE CU
UMĂR ALE GARNITURII DE FORAJ
4.1. ASPECTE GENERALE
Pentru asamblarea elementelor garniturii de foraj se utilizează îmbinările filetate cu umăr.
Acestea repre zintă un ansamblu de două elemente conice filetate (cep și mufă) ce asigură
etanșeitatea, transmiterea momentului de torsiune și a forței axiale, și preluarea momentelor
încovoietoare apărute în timpul operațiilor de foraj. Totodată ele trebuie să asigure o
înșurubare/deșurubare rapidă și sigură la asamblarea și dezasamblarea lor în timpul operațiilor de
manevră. Asigurarea acestor cerințe se realizează prin utilizarea filetelor conice cu umăr având
pasul mare și bisectoarea unghiului profilului perpendicul ară pe axa filetului.
În figura 4.1 este prezentată forma unei îmbinări cu umăr pentru garnitura de foraj.
Îmbinările cu umăr se pot executa și cu degajări pentru reducerea tensiunilor, figura 4.2 (sunt
utilizate sub această formă la prăjinile grele de for aj și la reducțiile de legătură).
15,9 mm LBC
DL
DLF C
Ds QC LBT LBC
45° 45°
30° 12,7 mm (max.) 15,9 mm (min.)
Fig. 4.1. Îmbinări cu umăr pentru garnitura de foraj fără degajare.
5,16 mm
DRG
LRG 45° 45°
45° 30° 25,4 mm (±0,79 mm)
R6,35 mm ( ±0,40 mm) 38,1 mm (±3,18 mm)
R6,35 mm
(±0,40 mm)
pg. 54 Fig. 4.2. Îmbinări cu umăr pentru garnitura de foraj cu degajare pentru reducerea tensiunilor.
Tipodimensiunile îmbinărilor cu umăr sunt prezentate în tabelul 4.1.
Cele mai utilizate tipodimensiuni sunt de tipul NC care s -au impus în construcția garniturii
de foraj datorită caracteristicilor de rezistență ridicate. Aceasta s -a realizat prin adoptar ea razei de
fund a filetului de 0,965 mm (mărită față de celelalte îmbinări) și a pasului de 6,35 mm.
Tabelul 4.1. Tipodimensiunile îmbinărilor cu umăr pentru garnitura de foraj 1) 2)
Tipodimensi
-unea
îmbinării
filetate Forma
filetului Numărul
de pași
pe
25,4 mm Conicitate
mm/m Diametrul
flancurilor
în planul de
măsurare,
C Diametrul
mare al
cepului,
DL Diametrul
bazei
cepului,
DLF Diametrul
mic al
cepului,
DS Lungimea
cepului,
LPC Lungimea
minimă a
filetului,
LBT Lungimea
mufei,
LBC Diametrul
degajării
mufei,
QC
Îmbinări cu umăr tip NC
NC23 V-
0.038R 4 166,67 59,817 65,10 61,90 52,4 76,20 79,38 92,08 66,68
NC26 V-
0.038R 4 166,67 67,7672 73,05 69,85 60,35 76,20 79,38 92,08 74,61
NC31 V-
0.038R 4 166,67 80,8482 86,13 82,96 71,32 88,90 92,08 104,78 87,71
NC35 V-
0.038R 4 166,67 89,6874 94,97 92,08 79,10 95,25 98,43 111,13 96,84
NC38 V-
0.038R 4 166,67 96,7232 102,01 98,83 85,06 101,60 104,78 117,48 103,58
NC40 V-
0.038R 4 166,67 103,4288 108,71 105,56 89,66 114,30 117,48 130,18 110,33
NC44 V-
0.038R 4 166,67 112,1918 117,48 114,27 98,43 114,30 117,48 130,18 119,06
NC46 V-
0.038R 4 166,67 117,5004 122,78 119,61 103,73 114,30 117,48 130,18 124,62
NC50 V-
0.038R 4 166,67 128,0592 133,35 130,43 114,30 114,30 117,48 130,18 134,94
NC56 V-
0.038R 4 250,00 142,6464 149,25 114,86 117,50 127,00 130,18 142,88 150,81
NC61 V-
0.038R 4 250,00 156,9212 163,53 159,16 128,60 139,70 142,88 155,58 165,10
NC70 V-
0.038R 4 250,00 179,1462 185,75 181,38 147,65 152,40 155,58 168,28 187,33
NC77 V-
0.038R 4 250,00 196,6214 203,2 198,83 161,95 165,10 168,28 180,98 204,79
Îmbinări cu umăr tip REG
2⅜ REG V-
0.040R 5 250,00 60,0804 66,68 63,88 47,63 76,20 79,38 92,08 68,26
2⅞ REG V-
0.040R 5 250,00 69,6054 76,20 73,41 53,98 88,90 92,08 104,78 77,79
pg. 55 3½ REG V-
0.040R 5 250,00 82,2927 88,90 86,11 65,07 95,25 98,43 111,13 90,49
4½ REG V-
0.040R 5 250,00 110,8677 117,48 114,68 90,47 107,95 111,13 123,83 119,06
5½ REG V-
0.050R 4 250,00 132,9441 140,21 137,41 110,06 120,65 123,83 136,53 141,68
6⅝ REG V-
0.050R 4 166,67 146,2481 152,20 149,40 131,04 127,00 130,18 142,88 153,99
7⅝ REG V-
0.050R 4 250,00 170,5491 177,80 175,01 144,48 133,35 136,53 149,23 184,15
8⅝ REG V-
0.050R 4 250,00 194,7311 201,98 199,14 167,84 136,53 139,70 152,40 204,39
Îmbinări cu umăr tip FH
5½ FH V-
0.050R 4 166,67 142,0114 147,96 – 126,80 127,00 130,18 142,88 150,02
6⅝ FH V-
0.050R 4 166,67 165,5978 171,53 – 150,37 127,00 130,18 142,88 173,83
1) Toate dimensiunile sunt în mm
2) Notațiile dimensiunilor sunt în conformitate cu API Specification 7
Filetele îmbinărilor cu umăr destinate garniturii de foraj au forma prezentată în figura 4.3
și dimensiunile conform tabelului 4.2.
Tabelul 4.2. Dimensiunile filetelor îmbinărilor cu umăr 1) 2)
Forma
filetului Conicitate
mm/m Înălțimea
teoretică a
filetului,
H Înălțimea
filetului
trunchiat,
hn=hs Trunchierea Lățimea teșirii Raza la
fundul
filetului,
rrn=rrs Raza
muchiilor
filetului, r
±0,20 mm La fund,
srn=srs
frn=frs La vârf,
fcn=fcs La vârf,
Fcn=Fcs La fund
Frn=Frs
V-0,038R 166,67 5,48653 3,09484 0,96520 1,42649 1,65 – 0,97 0,38
V-0,038R 250,00 5,47063 3,08308 0,96520 1,42235 1,65 – 0,97 0,38
V-0,040R 250,00 4,37650 2,99319 0,50800 0,87531 1,02 – 0,51 0,38
V-0,050R 250,00 5,47063 3,74150 0,63500 1,09413 1,27 – 0,64 0,38
V-0,050R 166,67 5,48653 3,75422 0,63500 1,09731 1,27 – 0,64 0,38
1) Toate dimensiunile sunt în mm
2) Notațiile dimensiunilor sunt în conformitate cu API Specification 7
pg. 56
hs p
Fcn Fcs rrn
rrs r fcs
90° Cep Mufă
Axa filetului ±¾° r
r r fcn srn
srs hn H
H 30° 30°
±¾° – a –
p
H
H hn
hs fcn srn
fcs
srs Fcn Fcs
rrs rrn
r r
r r
30° 30°
90° ±¾° ±¾°
Axa filetului Cep Mufă
– b –
Fig. 4.3. Forma filetului îmbinărilor cu umăr destinate garniturii de foraj:
a – filet API V -0.038R; b – filet API V -0.040R.
4.2. CONDIȚIILE DE ASAMBLARE
În timpul exploatării, garnitura de foraj este supusă în principal la următoarele solicitări:
– tracțiune și compresiune (în timpul forajului sau al manevrelor);
– torsiune (pentru transmiterea sau preluarea momentului de torsiune necesar dislocării
rocii);
– încovoiere (datorită devierii găurii de sondă și/sau a pierderii stabilității);
– presiune interioară și exteri oară (datorită circulației fluidului de foraj).
Aceste solicitări au în general caracter variabil ceea ce face ca degradarea elementelor
garniturii de foraj să aibă loc practic prin rupere la oboseală, fenomen ce se poate accentua prin
aplicarea unor tehno logii de foraj necorespunzătoare sau prin inițierea amorselor de rupere datorate
frecării cu roca, prinderii în pene sau ca urmare a proceselor de coroziune.
pg. 57 Pe lângă solicitările menționate mai sus, îmbinarea mai este supusă în timpul asamblării la
înșuru bare și la un moment de prestrângere (pretensionare).
Asamblarea cu prestrângere a îmbinării cu umăr conduce la dezvoltarea unei forțe inițiale
de pretensionare 𝐹0, care solicită cepul la tracțiune cu tensiunea σ0𝑐 și mufa la compresiune cu
tensiunea σ0𝑚. Expresia momentului de înșurubare, acceptată de normele API, este dată de
formula lui Farr:
𝑀𝑖=σ𝐴
12(𝑝
2π+𝐷𝑚μ
cosθ+𝐷𝑢μ), (4.1)
în care 𝑀𝑖 este momentul de prestrângere (înșurubare);
σ – tensiunea în ultima spiră angajată a filetului cepului sau mufei;
𝐴 – aria secțiunii transversale în ultima spiră angajată a filetului cepului sau mufei;
𝑝 – pasul filetului;
𝐷𝑚 – diametrul mediu (media aritmetică a diametrelor medii din planul de măsură și de la
vârful cepului);
𝐷𝑢 – diametrul mediu al umerilor (media aritmetică a diametrului exterior al îmbinării și
interior al feței frontale a mufei);
θ – unghiul profilului filetului (uzual θ 30);
μ – coeficientul de frecare (admis uzual 0,08).
Deoarece relația (4.1) nu ia în considerare condițiile de exploatare, standardele în domeniu
impun valorile momentului optim de înșurubare ale îmbinărilor fil etate ale garniturii de foraj,
precum și valorile maxime și minime ale momentului.
Valoarea maximă a momentului de înșurubare reprezintă pragul peste care se atinge limita
de curgere în cep sau mufă, iar valoarea valoare minimă reprezintă limita sub care a pare pericolul
separării umerilor sub acțiunea forțelor de exploatare.
Pentru o îmbinare filetată cu umăr utilizată la garnitura de foraj, diagrama de înșurubare a
cepului față de mufă are alura prezentată în figura 4.4. În funcție de panta graficului, dia grama de
variație a momentului de înșurubare în funcție de unghiul de rotire prezintă stadii de variație a
momentului de înșurubare.
În primul stadiu, corespunzător unei pante cu valoare mică, are loc creșterea ușoară a
momentului de înșurubare de la o val oare minimă (corespunzătoare înșurubării cu mâna) până la
o valoare maximă peste care are loc creșterea bruscă a momentului. Pe parcursul acestui stadiu, se
pg. 58 realizează strângerea filetului până la valoarea maximă și, la final, fața mufei întră în contact c u
umărul cepului.
În cel de -al doilea stadiul are loc creșterea bruscă a momentului de înșurubare până la
atingerea valorii optime. Practic, în această fază are loc strângerea umărului îmbinării.
Fig. 4.4. Diagrama de variație a momentului de înșuruba re în funcție de unghiul de rotire:
I – stadiul inițial al înșurubării (are loc creșterea ușoară a momentului de înșurubare de la
o valoare minimă (corespunzătoare înșurubării cu mâna) până la o valoare maximă peste care are
loc creșterea bruscă a momentul ui).
II – stadiul final (se produce creșterea bruscă a momentului de înșurubare până la atingerea
valorii optime).
pg. 59 4.3. UTILAJE ȘI ECHIPAMENTE
Pentru determinarea variației momentului de înșurubare al unei îmbinări filetate pentru
garnitura de foraj se utilizează Mașina de înșurubat -deșurubat tip MID.6800 (fig. 4.5).
Caracteristicile tehnice ale mașinii de înșurubat -deșurubat MID.6800 sunt următoarele:
– controlul operațiilor de înșurubare/deșurubare: automat și manual;
– diametrul exterior al îmbinărilor filetate supuse operației de înșurubare/deșurubare:
60÷585 mm (2 3/8 in ÷ 23 in);
– momentul maxim de torsiune: 68000 Nm (pentru înșurubarea îmbinărilor cu diametrul 13
3/8 in);
– diametrul de trecere prin arborele principal: 590 mm;
– gama vitezelo r de înșurubare: 0,2÷12 rpm.
1
2
3
4
4
6
5
5
5
7
8
9
10
11
pg. 60
Fig. 4.5 Elementele componente ale mașinii de înșurubat -deșurubat MID.6800
– axa de lucru: orizontal;
– înălțimea axei de lucru: ≃1430 mm;
– diametrul de girație al capului rotativ: ≃1940 mm;
– cursa longitudinală a menghinei: 2000 mm;
– dimensiunile de gabarit: (l × b × h) 9360 × 4700 × 2360 mm;
Din punct de vedere constructiv (fig. 4.5), mașina de înșurubat -deșurubat este alcătuită din
batiul pri ncipal (1) pe care sunt montate unitatea de înșurubare/deșurubare (2) și echipamentul
mobil (3). La capetele batiului principal sunt montate extensiile (4) și (5), echipate cu sistemele
mobile de susținere și poziționare la axă (5) și (6) a asamblării file tate (7).
pg. 61 Unitatea de înșurubare/deșurubare are în componență arborele principal tubular, ce permite
trecerea prin el a materialului tubular cu diametrul maxim 590 mm. Mișcarea de rotație a arborelui
principal al mașinii de înșurubat este realizată prin in termediul unui reductor, acționat de un motor
hidraulic planetar care permite obținerea turației variabile a arborelui principal în funcție de
mărimea îmbinării procesate. La capătul arborelui principal este montată menghina rotativă (8)
echipată cu 6 cili ndrii hidraulici (9 și 10). Pe capetele tijelor pistoanelor sunt montate bacuri pentru
prinderea și antrenarea în mișcare de rotație a unui element al îmbinării filetate, în timpul operației
de înșurubare sau deșurubare.
Echipamentul mobil are rolul de a prinde și fixa în timpul operației de
înșurubare/deșurubare celălalt element al îmbinării filetate. Echipamentul mobil are în componență
menghina fixă prevăzută cu șase cilindri echipați cu bacuri de prindere și un sistem de deplasare
(11) rectilinie pe gh idajele batiului principal.
Reglarea parametrilor de lucru, achiziția datelor și vizualizarea valorilor și diagramei
momentului de înșurubare se realizează cu ajutorul panoului de comandă al mașinii de
înșurubat/deșurubat. Pe ecranul acesteia apar următoa rele zone (fig. 4.6):
– zona câmpurilor de înregistrare a operatorului (1);
– zona câmpurilor de înregistrare a îmbinării filetate (2);
– zona câmpurilor de înregistrare a parametrilor de lucru (3);
– zona butoanelor de comandă (4);
– zona de afișare a parametrilor de înșurubare curenți (5);
– zona de afișare a diagramei moment de torsiune vs. unghi de rotire (6);
– zona de afișare a diagramei turație in functie de unghiul de rotire (7);
– zona de afișare a valorilor înregistrate în timpul înșurubării (moment, rotire, turație, timp)
– (8).
pg. 62
Fig. 4.6. Ecranul panoului de comandă.
4.4. PROGRAMUL DETERMINĂRILOR
EXTERIMENTALE
Obiectivul determinărilor experimentale îl constituie testarea la înșurubare a probelor tip
tubing, cu emiterea buletinului de testare – diagramă moment de torsiune și rotire.
Programul determinărilor experimentale este prezentat în tabelul 4.3.
Probele supuse determinărilor sunt prezentate în figura 4.7.
Etapele de lucru pentru efectuarea determinărilor experiment ale sunt:
a) Selectarea tipodimensiunilor îmbinărilor filetate cu umăr în vederea aplicării ulterioare a
operației de înșurubare și, respectiv, a operației de deșurubare (tabelul 4.3).
1
2
3
4
5
6
7
8
pg. 63 b) Pregătirea probei supusă experimentării în vederea executării operației de înșurubare și,
respectiv, deșurubare (se execută: spălare, uscare, inspecția filetelor îmbinării, ungerea
filetului și umărului îmbinării).
c) Se execută operația de înșurubare continuă a îmbinării filetate până la atingerea
momentului prescris (tabelul 4. 3).
d) Se înregistrează valorile momentului de strângere în funcție de unghiul de rotire al cepului
față de mufă pe tot parcursul operației de înșurubare (fig. 4.8. 4.9 și 4.10).
Tabelul 4.3. Programul determinărilor experimentale Denumirea
lucrării/operației Caracteristicile probei
materialului tubular
Presiune de
strângere cap
rotativ (bar)
Cuplul de
strângere
material
tubular
(kNm) Viteza de
rotație a
capului
rotativ
(rpm) Diametrul
(inch)
Grosimea
de perete
(mm)
Material
Tip filet
Testarea la
înșurubare a
probelor tip
tubing φ 2 3/8”
4,83 J55 8TP
I Cap
rotativ 30 Optim 1,57 1,0
Min. 1,18
Cap fix 30
Max. 1,97
φ 2 7/8” 5,51 J55 8TP
I Cap
rotativ 30 Optim 2,01 1,0
Min. 1,51
Cap fix 30
Max. 2,52
φ 3 ½” 6,45 J55 8TP
I Cap
rotativ 30 Optim 2,78 1,0
Min. 2,09
Cap fix 30
Max. 3,48
pg. 64
Fig. 4.7. Probele supuse încercărilor
pg. 65
Fig. 4.8. Testarea la înșurubare a probelor tip tubing – φ 2 3/8”
pg. 66
Fig. 4.9. Testarea la înșurubare a probelor tip tubing – φ 2 7/8”
pg. 67 Fig. 4.10. Testarea la înșurubare a probelor tip tubing – φ 3 1/2”
4.5. ANALIZA ȘI INTERPRETAREA
REZULTATELOR
În timpul efectuării determinărilor experimentale conform tabelulu i 4.3 s -au stabilit
parametrii admiși de încercare conform normelor API, specificația 5B.
În conformitate cu diagramele trasate (fig. 4.8. 4.9 și 4.10) testul de înșurubare pentru cele
trei probe (tubing cu diametrele φ 2 3/8” φ 2 7/8” φ 3 ½”) a fost admi s. Conform normelor API,
specificația 5B s -au înregistrat valorile momentului de înșurubare în funcție de unghiul de rotire
al cepului față de mufă în timpul operației de înșurubare. Diagramele trasate (fig. 4.8. 4.9 și 4.10)
marchează următoarele aspecte: momentul optim de înșurubare (prestabilit), momentul maxim
(prestabilit), momentul minim (prestabilit), momentul de înșurubare obținut, momentul de
strângere al filetului, stadiile de variație a momentului de înșurubare.
pg. 68 În timpul determinărilor experimen tale pot să apară și cazuri care nu pot fi admise – figura
4.11. În această situație, momentul optim de înșurubare (prestabilit) nu a fost atins și nu s -a marcat,
deoarece a apărut imediat scăderea acestuia, ceea ce demonstrează imposibilitatea îmbinării
filetate de a realiza strângerea prescrisă.
Fig. 4.11. Testarea la înșurubare a probelor tip tubing – φ 3 1/2” – test neadmis .
În aceste condiții, încercarea nu este validată. Aspectele care pot genera astfel de cazuri se
referă la:
– curățirea incorectă a filetului, iar eventualele impurități pot provoca inconstanța
momentului de strângere;
– execuția incorectă a filetului care nu realizează rolul funcțional de strângere
corespunzătoare pe umerii mufei, respectiv cepului.
Se aplică măsurile de cor ecție necesare și încercarea este reluată.
pg. 69 5. SĂNĂTATEA ȘI SECURITATEA MUNCII
5.1. ASPECTE GENERALE
Normele de tehnica securității muncii au în vedere atât protecția contra accidentelor cât și
reducerea efortului fizic depus de operator.
Principalele su rse de accidente a operatorilor mașinilor –unelte sunt: așchiile, particulele
abrazive, desprinderea unor piese în mișcare de rotație, electrocutarea.
Mașinile –unelte sunt prevăzute din construcție cu dispozitive care realizează protecția
operatorului contr a accidentelor, cât și cu elemente care realizează protecția contra suprasarcinilor.
Pentru protecția operatorului se recomandă folosirea ecranelor transparente de protecție
confecționate din celuloid sau material plastic. Aceste ecrane permit supraveghere a comodă a
spațiului de lucru. De asemenea, construcțiile moderne ale mașinilor –unelte prevăd pornirea
procesului de așchiere numai după ce ecranul de protecție se află în poziția închis.
Ecranele de protecție se aduc în poziția de lucru prin rabatare sau prin glisare pe sine sau
role.
Protecția operatorului împotriva particulelor abrazive la mașinile –unelte de rectificat, ascuțit
și polizoare se realizează cu instalațiile de absorție a particulelor abrazive extrem de fine.
Desprinderea pieselor din dispozitivele de prindere și fixare pot provoca accidente extrem de
grave. Acestea se pot produce în special la strunguri, unde se pot deșuruba universalele sau
platourile la schimbarea rapidă a sensului de rotație. La sistemele moderne se utilizează siste me
de fixare care elimină deșurubarea acestor dispozitive.
Prevenirea desfacerii dispozitivului de strângere, pneumatic sau hidraulic, se obține prin
dotarea sistemului de strângere cu aparataj care funcționează automat la scăderea presiunii,
nepermițînd d esfacerea bacurilor sau frânarea automată a mașinii –unelte.
În scopul evitării accidentelor prin electrocutare, mașinile –unelte trebuie să fie legate la
pământ. Pentru iluminatul local se utilizează tensiune redusă.
Utilajele, mașinile și instalațiile vor fi amplasate astfel încât să se creeze treceri și căi de
acces între ele. Gabaritul functional maxim al mașinilor și utilajelor nu va încălca aceste căi de
acces. Căile de circulație se vor marca vizibil, pe margine, prin dungi de culoare albă.
pg. 70 Mașinile și utilajele care produc șocuri sau vibrații (ciocane, prese etc.) se vor așeza pe
fundații individuale, independente, fără a avea legatură cu elementele clădirii ori pe dispozitive
elastice care să amortizeze șocurile și vibrațiile dăunătoare sănătății.
În cazul mașinilor sau instalațiilor prevăzute cu comenzi hidraulice sau pneumatice,
butoanele de comandă pentru pornire nu se vor amplasa în imediata apropiere a butoanelor de
comandă pentru alte circuite.
Apărătorile vor fi astfel construite, încât să nu pe rmită accesul în zona periculoasă. Ele vor
fi confecționate din materiale rezistente și vor fi astfel fixate, încât să nu poată veni în contact cu
organele în mișcare.
Locurile periculoase de la mașinii sau instalații, care nu pot fi apărate cu apărători, vor fi
îngrădite cu balustrade sau paravane de protecție.
Mașinile, utilajele și instalațiile, de la care rezultă în timpul lucrului așchii, pulberi, particule
lichide sau gaze, care pot vătăma organismul, vor fi prevăzute cu mijloace de protecție (ecrane de
protecție, instalații de absorbție locală).
5.2. NORME DE SĂNĂTATEA ȘI SECURITATEA
MUNCII ÎN CAZUL MAȘINILOR -UNELTE DE
STRUNJIT
În cazul mașinilor –unelte de strunjit se prevăd următoarele măsuri de protecție a muncii:
– fixarea sigură a semifabricatul ui prin utilizarea dispozitivelor de prindere și fixare
adecvate;
– fixarea corespunzătoare a sculelor așchietoare pentru a evita desprinderea lor în timpul
așchierii;
– îndepărtarea așchiilor se va realiza numai cu ajutorul cârligelor de îndepărtare a așchiil or;
– operatorul va fi echipat în timpul procesului de așchiere cu ochelari de protecție, cu mănuși
de protecție;
– în cazul în care mașina –unealtă este dotată cu ecran de protecție aceasta se va utiliza pentru
protecție în timpul procesului de așchiere;
pg. 71 – măsur area pieselor prelucrate se va efectua numai după oprirea completă a mișcării de
rotație;
– operatorul va fi echipat cu o ținută adecvată de lucru;
– mașina –unealtă trebuie să fie prevăzută cu legarea la pământ;
– se va evita formarea așchiilor lungi (de curgere ) prin utilizarea sculelor așchietoare cu o
geometrie adecvată;
pg. 72
6. CONCLUZII
Tema proiectului o constituie proiectarea tehnologiei de fabricație a reperelor cep și mufă.
Proiectarea procesului tehnologic de fabricație s -a efectuat în conformitate cu datele de bază:
– desenul de execuție și condițiile tehnice;
– planul de producție;
– condiții economice.
Proiectarea procesului tehnologic de fabricație cuprinde următoarea succesiune de etape:
– analiza datelor de bază și verificarea tehnologicității construcției;
– stabilirea ultimei operații de prelucrare mecanică pentru fiecare suprafață;
– alegerea semifabricatului;
– stabilirea succesiunii operațiilor așezărilor și fazelor;
– calculul adaosurilor de prelucrare;
– alegerea SDV – urilor și ma șinilor – unelte;
– proiectarea parametrilor regimurilor de așchiere;
– normarea tehnică și calculul tehnico –economic;
– norme de sănătatea și securitatea muncii;
– întocmirea documentației tehnologice – fișele de așezări;
Pentru etapele enumerate s -au stabilit b reviare de calcul și schițe de lucru necesare efectuării
operațiilor tehnologice.
Elaborarea proiectului a necesitat utilizarea cunoștințelor din domenii diverse predate la
diferite discipline de specialitate: tehnologia fabricării utilajului tehnologic, c ontrolul calității
produselor.
Metodele de analiză pe fiecare etapă de lucru s -au realizat ținând seama de criteriile tehnico –
economice ale etapei respective.
Astfel, pe parcursul derulării proiectului s -a ținut seama de următoarele criterii
tehnico -economice:
– productivitatea prelucrării;
– calitatea fabricației;
pg. 73 – gradul de utilizare a materialului;
– indicatorul de continuitate a funcționării mașinii -unelte.
7. BIBLIOGRAFIE
1. Cartiș I., Tratamente termice – tehnologie și utilaje, Institutul Politehnic „Traian Vuia”,
Timișoara, 1975.
2. Gavrilaș I., Voicu N., Tehnologia de fabricație a roților dințate pe mașini -unelte clasice
și cu comandă program, Editura Tehnică, București, 1982.
3. Georgescu S., Îndrumător pentru ateliere mecanice, Ed. Tehnică, București, 1978.
4. Gherghea I., ș. a., Mașini -unelte și agregate, Editura Didactică și Pedagogică,
București, 1983.
5. Ivan M., Antonescu N. N., ș.a., Mașini –unelte și control dimensional, Editura Didactică
și Pedagogică, București, 1980.
6. Minciu Ctin, ș.a., Scule așchietoare – îndrumător de proiectare, vol. I, Editura Tehnică,
București, 1995.
7. Picoș C. ș.a., Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere, Manual
de proiectare, vol. I, Editura „Universitas”, Chișinău, 1992.
8. Picoș C., ș.a ., Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere, Manual
de proiectare, vol. II, Editura „Universitas”, Chișinău, 1992.
9. Picoș C. ș.a., Calculul adaosurilor de prelucrare și al regimurilor de așchiere, Editura
Tehnică, București, 1974.
10. Rădu lescu V., ș.a., Probleme de tehnologia construcțiilor de mașini, Editura Didactică
și Pedagogică, București, 1979 .
11. Rașeev D., Oprean I., Tehnologia fabricării și reparării utilajului tehnologic, Editura
Didactică și Pedagogică, București, 1983.
12. Șchiopu M., ș. a., Cartea maistrului prelucrător, vol. II, Materiale, tratamente termice
și termochimice, Editura Tehnică, București, 1991.
13. Ulmanu V., Tehnologia fabricării și reparării utilajului petrolier, Editura Ilex,
București, 2002.
14. Ulmanu V., Material tubular petrolier, Editura Tehnică, București, 1992.
pg. 74 15. Vlase A., ș.a. Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme de timp, vol 1.,
Editura Tehnică, București, 1983.
16. Vlase A., ș.a. Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme de timp, vol 2.,
Editura Tehnica, București, 1983.
17. * * * STAS 2171/2 -84, Piese de oțel forjate liber, Adaosuri de orelucrare și abateri
limită pentru piese forjate pe ciocane .
18. * * * Scule așchietoare și portscule pentru prelucrarea metalelor, vol. I, Colecție STAS,
Editura Tehnică, București, 1987.
19. * * * Scule așchietoare și portscule pentru prelucrarea metalelor, vol. II, Colecție STAS,
Editura Tehnică, București, 1987.
20. Bădicioiu M., Teză de doctorat , Universitatea Petrol -Gaze din Ploiești, 2005.
21. Ulmanu V., Material tubul ar petrolier , Editura Tehnică, București, 1992.
22. *** API SPECIFICATION 5B – Specification for Threading, Gauging and Thread
Inspection of Casing, Tubing, and Line Pipe Threads , FIFTEENTH EDITION,
American Petroleum Institute, APRIL 2008.
23. Ulmanu, V., Tehnolo gia fabricării și reparării utilajului petrolier , Editura ILEX,
București, 2002 .
24. Drăghici, Gh., Ulmanu, V., Zecheru, Gh., Fabricarea utilajului petrolier și petrochimic
– suport de curs, Universitatea Petrol -Gaze din Ploiești, 2006 .
25. Antonescu, N.N., Ulmanu, V., Fabricarea, repararea și întreținerea utilajului chimic și
petrochimic , Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981 .
26. Ulmanu, V., Material tubular petrolier , Editura Tehnică, București, 1992 .
27. Amza, Gh., Amza, C. Gh., Proces e de operare , vol. I, Ediția a II -a, Editura BREN,
București, 2001 .
28. Picoș, C., Tehnologia construcției de mașini , Editura Didactică și Pedagogică,
București, 1974 .
29. Antonescu N. N., Minescu M., Nae I., Tehnologia construcției utilajelor și mașinilor –
îndru mar de lucrări practice, Editura Universității din Ploiești, 1997 .
30. * * * Norme specifice de securitate a muncii pentru prelucrarea metalelor prin așchiere,
Ministerul Muncii și Protecției Sociale, Departamentul Protecției Muncii, București,
1994 .
pg. 75 31. * * * Legea nr. 319/14.07.2006 securității și sănătății în muncă .
1. * * * Hotărârea nr. 1048/9.08.2006 privind cerințele minime de securitate și sănătate pentru
utilizarea de către lucrători a echipamentelor individuale de protecție la locul de muncă .
2. * * * Legea nr. 307/12.07.2006 privind apărarea împotriva incendiilor .
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: SPECIALIZAREA:INGINERIE ECONOMICA IN DOMENIUL MECANIC [603492] (ID: 603492)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.