Presa Mecanica
CUPRINS
CAPITOLUL I
1. STUDIU ASUPRA PRESELOR MECANICE 7
1.1. Clasificare 7
1.1.1. Prese mecanice, verticale, de matrițat la cald (maxiprese) 8
1.1.2. Prese de forjat orizontale (mașini de forjat orizontale) 12
1.1.3. Prese de debavurat 14
1.1.4. Prese cu genunchi 16
1.1.5. Prese de îndoit și îndreptat 17
1.1.6. Prese cu dublu și triplu efect 18
1.1.7. Prese de construcție specială 18
1.2. Caracteristicile tehnice principale ale
preselor mecanice 19
1.3. Construcția și funcționarea principalelor mecanisme și organe ale preselor mecanice 19
1.3.1. Arborii principali ai preselor mecanice 19
1.3.2. Roțile dințate 22
1.3.3. Lagărele 22
1.3.4. Berbecul, biela și mecanismele aferente 23
1.3.5. Cuplaje, frâne. Mecanisme de comandă 28
1.3.6. Mecanisme de siguranță 31
1.3.7. Dispozitive pentru reglarea cursei berbecului și a înălțimii spațiului de lucru al presei 34
1.3.8. Mecanisme de evacuare a preselor (extractoare) 36
1.3.9. Batiul preselor 36
1.3.10. Mecanismul de ungere 38
1.4. Rigiditatea preselor mecanice 39
1.4.1. Aspecte generale 39
1.4.2. Rigiditatea maxipreselor 40
1.5. Exploatarea rațională. Perspective și tendințe în construcția preselor mecanice 41
CAPITOLUL II
2. CALCUL DE DIMENSIONARE ȘI VERIFICARE PENTRU UTILAJUL PROIECTAT 43
2.1. Stabilirea unor parametrii de bază ai mecanismului de lucru 44
2.2. Stabilirea dimensiunilor preliminare ale manivelei 49
2.3. Stabilirea unor parametrii de bază ai mecanismului de acționare 51
2.3.1. Alegerea motorului electric 51
2.3.2. Proiectarea transmisiei prin curele trapezoidale înguste 51
2.3.3. Calculul și proiectarea sistemelor de comandă cuplare – frânare 55
2.3.3.1.Calculul cuplajului 55
2.3.3.2. Calculul frânei 60
2.3.3.3. Calculul altor elemente de frânare cuplare 63
2.3.4. Calculul batiului 64
2.3.5. Verificarea arborelui 67
CAPITOLUL III
3. INSTRUCȚIUNI DE MONTAJ, ÎNTREȚINERE ȘI EXPLOATARE 69
3.1. Rodaj și reglare 69
3.2. Pregătirea și punerea în funcțiune 70
3.3. Reguli de exploatare 70
3.4. Măsurarea parametrilor funcționali. Reglarea și controlul, funcționării 74
3.4.1. Sistemul de antrenare 74
3.4.2. Cuplajul și frână 74
3.4.3. Biela cu berbec 75
3.4.4. Sistemul de comandă 75
3.4.5. Reglarea jocului în ghidajele dispozitivului 76
CAPITOLUL IV
4. Măsuri de protecția muncii și a mediului înconjurător în secțiile de deformări plastice 77
CAPITOLUL I
1. STUDIU ASUPRA PRESELOR MECANICE
1.1. Clasificare
Având în vedere diversitatea mare a preselor mecanice, este necesară o clasificare a lor, iar pentru a realiza acest lucru se pot utiliza diverse criterii.
După numărul montanților există prese cu un montant sau cu doi montanți.
După forma batiurilor presele pot fi de tip deschis sau închis.
După acțiunea asupra piesei de prelucrat, presele pot fi cu simplu efect, cu dublu efect sau cu triplu efect. Majoritatea preselor sunt de tipul cu simplu efect, având un singur berbec. Cele cu dublu efect au de regulă doi berbeci concentrici (fig.1.13) iar cele cu triplu efect, sunt de regulă constituite dintr-o presă cu dublu efect, cel de al treilea fiind realizat de un berbec care acționează independent, de regulă din partea inferioara a presei.
După numărul de curse pe minut realizat, presele mecanice pot fi clasificate în prese lente și rapide, caracteristici determinate de mecanismul de transmisie (rapoarte de transmisie mari sau mici).
După poziția presei acestea pot fi clasificate în verticale sau orizontale. La unele prese batiul se poate înclina.
După numărul bielelor, presele pot fi cu o bielă, două sau patru biele.
Forma arborelui principal poate fi de tipul cu excentric sau cotit și presele se pot clasifica ca atare. Cele cu arbori cotiți pot fi cu un cot sau două coturi, etc. Amplasarea arborelui principal poate fi paralel cu partea frontală a mașinii sau perpendicular pe aceasta iar presele se vor denumi corespunzător.
După temperatura la care prelucrează metalul presele pot fi clasificate corespunzător:
la cald;
rece;
semicald.
Clasificarea preselor mecanice se poate face și după structura lanțului cinematic. Din acest punct de vedere se pot identifica prese mecanice la care organul de lucru (berbecul) realizează o deplasare rectilinie (verticală, orizontală etc.) sau complexă.
După tehnologia pe care o realizează, presele mecanice pot fi clasificate în: prese de forjat, matrițat, extrudat, prese pentru prelucrări din tablă, de debavurat, calibrat etc.
După gama variata de operații tehnologice, presele mecanice pot fi:
universale;
speciale.
Din diversitatea mare de prese mecanice, în secțiile de forjă se utilizează un număr limitat.
1.1.1. Prese mecanice, verticale, de matrițat la cald (maxiprese)
În ultimul timp au început să fie foarte răspândite în secțiile de forje presele mecanice cu simplu efect pentru matrițare la cald (maxipresele). Apariția acestor mașini de matrițat se datorează necesitații de utilizare în secțiile de forjare a unor mașini, mai economice și mai avantajoase decât ciocanele cu abur-aer de matrițare.
Denumirea cu care se mai întâlnesc în practica aceste prese: maxi-prese (adică prese de precizie maxima) se datorează preciziei ridicate cu care lucrează (0,5… 0,1 [mm]). Maxipresele se utilizează pe scară largă în multe forje din industria de automobile și tractoare etc., pentru operațiuni de matrițare la cald a pieselor în matrițe cu locașuri multiple.
În comparație cu ciocanele, maxipresele au un randament mai bun, o productivitate mai mare, posibilitatea de a obține piese forjate de o precizie mai mare, datorită rigidității lor mari. Realizează piese cu adaosuri de prelucrare mai mici, datorită faptului ca au mecanisme de evacuare. Dezvoltă un număr mare de curse pe minut ceea ce face ca durata contactului între material și matriță să fie micșorată. Viteza maximă a acestor mașini este 2…4 ori mai mare decât la presele mecanice universale. Maxipresele sunt construcții mai compacte și pentru instalarea lor nu necesită fundații mari întrucât nu lucrează cu șocuri. Se pot instala, deci, în apropierea utilajelor de precizie. Pentru maxiprese nu este nevoie de instalații auxiliare costisitoare cum este cazul la ciocane (cazane, compresoare etc.), pentru acest motiv cheltuielile de exploatare sunt mai mici.
Deficiențele pe care aceste mașini Ie au, nu împiedică larga lor utilizare în secțiile moderne de forjare. Astfel aceste mașini au un cost destul de ridicat; mai mare decât la ciocane și sunt mai puțin universale ca acestea. La maxiprese există pericol de înțepenire a bielei în punctului mort inferior (PMI) precum și acela ca oxizi de pe piesa caldă să fie presați în material, neexistând șocurile care să-i înlăture, ca la ciocane.
Maxipresa (fig. 1.1) are batiul turnat dintr-o bucată, din oțel (la unele construcții mai recente este sudat din plăci). Arborele principal este de tip cu excentric și se rotește în lagăre de alunecare.
Masa presei este în forma de pană, ceea ce permite scoaterea rapidă și ușoară a presei din înțepenire, precum și reglarea înălțimii de matrițare. Presa este comandată electropneumatic, iar aerul necesar pentru comandă se ia de la rețea.
Maxipresele pot lucra în modul următor:
cu curse izolate;
mers continuu;
cu curse de reglaj.
Forța nominală a maxipreselor care se fabrică în prezent se găsește în limitele 6,3…100 [MN], numărul de curse pe minut corespunzător este 100…35; cursa în limitele 200…500 [mm] iar puterea motoarelor electrice de acționare 20… 500 [kW].
În afară de tipul acesta de maxipresă există și variante la care cuplajul este montat pe arborele intermediar.
Unele uzine constructoare, fabrică maxiprese cu un mecanism de transmisie simplificat. Astfel unele maxiprese de tip LKM nu au arbore intermediar, iar frâna este de tipul cu fricțiune cu discuri.
Presa este prevăzută cu masă fixă, reglarea înălțimii spațiului de matrițare sau scoaterea din înțepenire a berbecului, se face cu un mecanism special montat în acesta. Datorită acestei construcții, pe masă pot fi montate mecanisme de transfer care permit automatizarea lucrului la presă în condiții superioare maxipreselor clasice, cu masa în forma de pană (deplasabile). Aceste prese au arborele principal cu axa perpendiculară pe partea frontală a mașinii spre deosebire de maxipresele clasice unde este paralel.
La maxipresa de tip Erie (S.U.A.) (fig. 1.2) berbecul are funcție de bielă, ceea ce are influență favorabilă asupra rigidității mașinii în ansamblu.
La maxipresa de construcție specială fabricată de firma Hasenclever din R.F.G. (fig.1.3) piesa 1 este antrenată în mișcare de arborele excentric 2 și pune la rândul ei în mișcare de translație berbecul 4 prin intermediul cuzineților 3 (mișcare în jos) sau 5 (mișcare în sus). Berbecul are forma de cadru.
La maxipresa cu pană (fig. 1.4) mișcarea de translație a berbecului este realizată cu ajutorul unei pene 1 acționată de un mecanism bielă-manivelă. Maxipresele cu pană sunt fabricate de firma Eumuco (R.F.G.) și au avantajul unei rigidități sporite (peste 40%) față de maxipresele clasice. Aceasta se datorează faptului ca mecanismul bielă-manivelă, cu rigiditate scăzută, este scos de sub efectul forței de deformare propriu-zisa. Înclinația penei este 2:1. Asemenea maxiprese se execută curent cu forța nominală în limitele 6,3…45 [MN] și chiar mai mari ajungând până la 120 [MN]. Firma arătată fabrică maxiprese cu pană acționată hidraulic sau cu mecanism cu șurub.
Datorită avantajelor menționate, maxipresele se consideră mașini de perspectivă în secțiile de forjă în special în cele în care producția de piese matrițate este de serie sau masă.
1.1.2. Prese de forjat orizontale (mașini de forjat orizontale)
Mașinile de forjat orizontale sunt mașini utilizate în secțiile de forjă pentru operații de matrițare prin refulare, poansonare adâncă, extrudare etc.
Utilizarea lor largă în secțiile de forjă se datorează avantajelor acestor mașini. Pot forja piese cu configurație complicată și care pe alte mașini (de ex. ciocane) sunt greu și uneori imposibil de executat. Pierderile de material la prelucrarea pe aceste mașini sunt reduse. Asigură un fibraj corespunzător pieselor și prin aceasta proprietăți mecanice bune. Evacuarea pieselor din matrițe se face fără dificultăți întrucât (acestea se desfac după forjare (fig. 1.5).
În general aceste mașini au curse scurte și viteze de lucru care permit lucrul cu productivitate ridicată. Realizează piese de precizie ridicată și calitate bună, ceea ce face ca manopera ulterioară pentru finisarea piesei să fie redusă. Se forjează dintr-o singură cursă sau mai multe, după gradul de complexitate.
Se deosebesc două tipuri de MFO, după cum planul de separație a celor două semimatrițe este vertical sau orizontal, deci după modul cum se deplasează materialul în vederea realizării fazelor de matrițare, pe verticală sau orizontală.
Schema cinematică a unei MFO cu plan vertical de separație al matrițelor, de fabricație National (S.U.A.) se arată în figura 1.6.
La MFO cu plan orizontal de separație al matrițelor de fabricație (fig. 1.8) partea de acționare a arborelui principal 9, conține aceleași organe și mecanisme ca la mașina anterior arătată, adică cuplaj, frână, mecanism de siguranță etc.
Având în vedere fazele de lucru ale MFO (fig. 1.5) trebuie să existe o corelare între mișcarea berbecului (cu poansoanele de forjare) și cea a semimatriței mobile. Aceasta corelare este arătata în diagrama din figura 1.7.
În abscisa diagramei sunt notate unghiurile ale arborelui cotit, iar în ordonata cursele berbecului I și a semimatriței mobile II. În punctul 1 are loc închiderea semimatrițelor, iar în punctul 2 deschiderea lor. În intervalul 0 – 1 cele două matrițe suanismul bielă-manivelă, cu rigiditate scăzută, este scos de sub efectul forței de deformare propriu-zisa. Înclinația penei este 2:1. Asemenea maxiprese se execută curent cu forța nominală în limitele 6,3…45 [MN] și chiar mai mari ajungând până la 120 [MN]. Firma arătată fabrică maxiprese cu pană acționată hidraulic sau cu mecanism cu șurub.
Datorită avantajelor menționate, maxipresele se consideră mașini de perspectivă în secțiile de forjă în special în cele în care producția de piese matrițate este de serie sau masă.
1.1.2. Prese de forjat orizontale (mașini de forjat orizontale)
Mașinile de forjat orizontale sunt mașini utilizate în secțiile de forjă pentru operații de matrițare prin refulare, poansonare adâncă, extrudare etc.
Utilizarea lor largă în secțiile de forjă se datorează avantajelor acestor mașini. Pot forja piese cu configurație complicată și care pe alte mașini (de ex. ciocane) sunt greu și uneori imposibil de executat. Pierderile de material la prelucrarea pe aceste mașini sunt reduse. Asigură un fibraj corespunzător pieselor și prin aceasta proprietăți mecanice bune. Evacuarea pieselor din matrițe se face fără dificultăți întrucât (acestea se desfac după forjare (fig. 1.5).
În general aceste mașini au curse scurte și viteze de lucru care permit lucrul cu productivitate ridicată. Realizează piese de precizie ridicată și calitate bună, ceea ce face ca manopera ulterioară pentru finisarea piesei să fie redusă. Se forjează dintr-o singură cursă sau mai multe, după gradul de complexitate.
Se deosebesc două tipuri de MFO, după cum planul de separație a celor două semimatrițe este vertical sau orizontal, deci după modul cum se deplasează materialul în vederea realizării fazelor de matrițare, pe verticală sau orizontală.
Schema cinematică a unei MFO cu plan vertical de separație al matrițelor, de fabricație National (S.U.A.) se arată în figura 1.6.
La MFO cu plan orizontal de separație al matrițelor de fabricație (fig. 1.8) partea de acționare a arborelui principal 9, conține aceleași organe și mecanisme ca la mașina anterior arătată, adică cuplaj, frână, mecanism de siguranță etc.
Având în vedere fazele de lucru ale MFO (fig. 1.5) trebuie să existe o corelare între mișcarea berbecului (cu poansoanele de forjare) și cea a semimatriței mobile. Aceasta corelare este arătata în diagrama din figura 1.7.
În abscisa diagramei sunt notate unghiurile ale arborelui cotit, iar în ordonata cursele berbecului I și a semimatriței mobile II. În punctul 1 are loc închiderea semimatrițelor, iar în punctul 2 deschiderea lor. În intervalul 0 – 1 cele două matrițe sunt depărtate iar berbecul principal execută curse în gol H0. Pe porțiunea 1 – 3 semimatrițele sunt strânse iar berbecul principal efectuează cursa de lucru H1.
În intervalul 3 – 4 semimatrițele sunt din nou depărtate. Berbecul execută cursa de retragere începută deja la unghiul 2 = 180°. Cursa totală a berbecului este H iar cea a semimatriței Hm.
Legătura cinematică arătată este asigurată de mecanismele adecvate (sania 7 în fig. 1.6 și mecanismul 4 – 5 din fig. 1.8). La unele tipuri de mașini mișcările menționate mai sus sunt realizate independent cu motoare electrice separate.
În afara tipurilor de mașini arătate mai sus, există și altele care se deosebesc de acestea prin unele particularități privind:
mecanismul de strângere al semimatriței mobile;
amplasamentul cuplajului și frânei etc.
Mașinile de forjat orizontale se execută curent, cu forța nominală în limitele 1…31,5 [MN], cursa berbecului 200…700 [mm] și numărul de curse pe minut 95… 21.
Mașinile de forjat orizontale, sunt utilizate în secțiile de forjă ale întreprinderilor care execută piese de tipul arătat anterior și în special la fabricile de automobile, avioane, rulmenți etc.
1.1.3. Prese de debavurat
Presele de acest tip sunt caracterizate prin dimensiunile mai mari ale spațiului de lucru propriu-zis, precum și prin existența unui berbec suplimentar, lateral.
Presele de debavurat sunt destinate în principal acestei operații, realizate la cald, dar pot fi utilizate și pentru altele ca de exemplu, îndoirea preforjatelor, îndreptarea pieselor matrițate etc. (fig. 1.9). Berbecul exterior se utilizează pentru diferite tăieri și retezări. Prese de acest tip se fabrică și în țara noastră.
Caracteristicile tehnice principale ale acestor mașini sunt: forța nominală: 1…16 [MN], cursa berbecului principal 220…600 [mm] și numărul de curse pe minut 32…8. Forța pe berbecul lateral 0,5…5 [MN] iar cursa acestuia 100…200 [mm].
Debavurarea pieselor matrițate se poate executa și pe alte tipuri de prese. De exemplu, pentru realizarea acestor operații la piese mici se pot folosi prese cu excentric cu forța nominală în domeniul 1,6…4 [MN]. Aceste prese au posibilitatea reglării mărimii cursei (fig. 1.10).
Presele de debavurat sunt utilizate frecvent în secțiile de forje în care se realizează matrițări de piese cu bavuri și sunt în STAS 11739-80.
1.1.4. Prese cu genunchi
Presele cu genunchi sunt utilizate cu predilecție pentru calibrarea la cald sau la rece a pieselor matrițate, pentru îndreptare la cald sau rece sau matrițarea la rece (extrudare) etc.
Denumirea acestor prese este dată de mecanismul cu genunchi pe care-l conțin în structura lor cinematică și care așa cum se știe, asigură viteze mici de lucru (aproape constante) către sfârșitul cursei, permițând realizarea de forțe mari de lucru, fără a fi necesare motoare de acționare puternice.
Datorită particularităților cinematice și energetice arătate, presele cu genunchi se folosesc la operațiile menționate anterior, care de regulă se realizează pe curse scurte (câțiva milimetri) și la piese cu rezistențe la deformare mare. Pentru aceleași rațiuni aceste mașini au și rigiditate mare.
Acționarea presei cu genunchi (fig. 1.11) se face din partea superioară. Exista și prese de acest tip la care acționarea este inferioară. De regulă berbecul se deplasează de sus în jos, dar există și prese cu mișcarea berbecului de jos în sus. De asemeni pot fi realizate cu brațele mecanismului cu genunchi, egale sau inegale.
De regulă aceste prese au batiul de tip închis, iar arborele poate fi cu un cot sau două coturi. Majoritatea preselor de acest tip au curse mici dar în cazuri particulare pot avea și curse mărite.
Forța nominală a preselor cu genunchi se găsește în limitele 1…40 [MN] la o cursă a berbecului 95…200 [mm] și 50… 6 curse pe minut și se găsesc în STAS 11725-80. Cursa de deformare la forța nominală este de 1…5 [mm].
1.1.5. Prese de îndoit și îndreptat
O primă variantă a preselor de îndoit și îndreptat este buldozerul, pe care se execută de regulă operații de îndoire la cald sau la rece, în matrița, a semifabricatelor din profile laminate din oțel sau din tablă. Pe aceste mașini se pot executa și matrițări la cald, perforări de găuri și chiar refulări, tăieri etc. Mașinile se pot utiliza și pentru îndreptarea unor piese. Se construiesc două tipuri de asemenea mașini: rapide și lente.
Caracteristica constructivă specifică acestor mașini este berbecul, care are o lățime mare și de unde și denumirea de buldozer. Exista asemenea mașini prevăzute cu acționare hidrostatică.
Modul de funcționare a unei prese tip buldozer acționat mecanic, de tipul lent, se poate urmări în figura 1.12.
De obicei aceste prese sunt orizontale. Există și variante verticale.
Mașinile se execută pentru gama de forțe nominale de la 0,15…7,5 [MN], cursa berbecului 350…600 [mm] iar numărul de curse pe minut 20…6.
A doua variantă de presă de îndoit este cea utilizată la îndoirea tablelor la rece (abkant), în forme foarte variante. Prin utilizarea unor scule de construcție specială, presele pot fi folosite la tăiere, perforare etc. Aceste mașini nu sunt caracteristice secțiilor de forjă. Unele tipuri mai moderne de astfel de mașini sunt prevăzute cu comandă după program.
1.1.6. Prese cu dublu și triplu efect
Sunt prese utilizate la ambutisarea adâncă a pieselor din tablă (figura 1.13, a).
Principiul de lucru al acestor prese rezultă din figura 1.13, b.
Curba 1 reprezintă mișcarea berbecului interior iar 2 cea a berbecului exterior. Unghiurile 1 și 2 reprezintă, respectiv, porțiunea din mișcarea arborelui de acționare, pe care berbecul exterior stă apăsat pe piesă. Presele cu dublu efect se fabrică cu forța nominală pe cei doi berbeci în limitele 0,4/0,25 [MN], 10/10 [MN] și curse 80/50…1060/670 [mm] iar cele cu triplu efect 0,2 … 5 [MN] și cursa de 300…800 [mm].
Presele cu dublu și triplu efect sunt mat puțin utilizate în secțiile de forjă. Ele se utilizează de regulă în secțiile de prelucrări la rece din tablă a întreprinderilor de automobile etc.
1.1.7. Prese de construcție specială
Presele de construcție May au berbecul acționat direct de două plăci care la rândul lor sunt puse în mișcare de translație cu un mecanism bielă-manivelă și un sistem de pârghii. La această presă batiul este descărcat de sarcină putând fi realizat din tablă mai subțire decât la alte prese mecanice, de aceeași forță.
Aceste prese sunt rigide așa că pot fi folosite la operații de extrudare.
1.2. Caracteristicile tehnice principale ale preselor mecanice
Presele mecanice sunt caracterizate prin:
forța nominală Fn, [kN] sau [MN];
cursa nominală a berbecului H, [mm]. La unele tipuri de prese (cu excentric etc.) cursa se poate regla și în acest caz se indică valorile minime și maxime. La presele specifice secțiilor de forjă, cursa nu se reglează;
numărul de curse pe minut, nc;
lucrul mecanic (energia) disponibil, [kJ];
puterea instalată, [kW].
În afara acestor caracteristici la presele mecanice, prezintă importanță dimensiunile spațiului de lucru, dimensiunile suprafețelor de prindere a sculelor, reglarea înălțimii spațiului de lucru.
Principalele caracteristici tehnice ale preselor se stabilesc pe baza unor legi de eșalonare. Astfel, forțele, lucrul mecanic, numărul de curse pe minut etc., fac parte de regulă din diferite serii ale numerelor normale (STAS 283-69). Acestea rezultă și din prospectele firmelor constructoare.
1.3. Construcția și funcționarea principalelor mecanisme și organe ale preselor mecanice
1.3.1. Arborii principali ai preselor mecanice
Tipurile caracteristice de arbori utilizați la presele mecanice de forjare sunt arătați în figura 1.14. Rezultă că arborii principali sunt fie de tipul cu cot a sau b, fie cu excentric c și d.
De regulă arborii de tipul cu excentric c și d sunt utilizați la maxiprese, având o rigiditate mare. Arborii cu un cot se utilizează la MFO și alte prese (exemplu, prese cu genunchi și în general prese cu simplu efect cu utilizare larga). Arborii cu două coturi se utilizează mat frecvent la presele cu dublu efect.
La calculul arborilor principali, se pornește, făcând o predimensionare a lor, prin utilizarea unor relații empirice stabilite între forța nominală a presei și dimensiunile arborelui. Astfel între forța FN și diametrul fusului do sunt stabilite relații ce rezultă din tabelul 1.1, iar între celelalte dimensiuni ale arborelui și diametrul do sunt date în tabelul 1.2. Se menționează ca dimensiunile arborilor stabilite ca mai sus pot duce, în cazuri particulare, la unele disproporții care vor fi corectate corespunzător.
Tab.1.1. Relații între forța și diametrul fusului arborelui la presele mecanice
Tab.1.1.
Tab. 1.2. Relațiile între dimensiunile principale ale arborilor cu excentric ai maxipreselor
Tab. 1.2.
Arborii astfel predimensionați, vor fi verificați în secțiunile periculoase.
Solicitările mai importante ale arborilor principali sunt de încovoiere și răsucire.
În cazul particular al maxipreselor poate apare fenomenul de înțepenire a berbecului în PMI. Aceasta se datorează fie insuficientei rezerve de energie a volantului, pentru a realiza o anumita matrițare, fie alunecării cuplajului, fie ruperii unor organe ale mecanismului de transmisie. La înțepenire, sub efectul forței de deformare, ansamblul berbec-bielă-manivelă rămâne tensionat și drept consecința apare tendința rotirii arborelui în sens opus mișcării sale normale. Aceasta tendința este oprită de forțele de frecare din articulațiile și lagărele mecanismului biela-manivelă.
Efectul de înțepenire este dependent de mărimea frecărilor din lagăre și articulații, care se recomanda să fie cât mai reduse.
În cazul înțepenirii arborelui, forța care încarcă mecanismul bielă-manivelă are valoare mare, putând ajunge până la dublul forței nominale. Luând în considerare faptul că aceasta înțepenire are loc în apropierea PMI reiese ca momentul de răsucire pe arborele principal este redus și rezultat mai mult din frecările ce intervin în articulații. În aceste situații efectul momentului de răsucire este practic neglijabil în raport cu cel al momentului încovoietor. Se recomanda să se facă o verificare a arborelui și în situația înțepenirii berbecului. Se mai recomandă o verificare a arborelui și la forfecare în special în zona de racordare a fusului cu restul arborelui.
Calculul arborelui principal se face ținând cont ca arborele este supus unei încărcări pulsatorii. Coeficienții de siguranță se stabilesc corespunzător, și au valori 1,3…1,5.
La calculul arborelui principal se va avea în vedere și deformația sa elastica întrucât, aceasta influențează rigiditatea totală a presei precum și funcționarea organelor de mașină montate pe el (roti, volanți, cuplaj etc.).
Săgeata arborelui, în dreptul unei roți dințate nu va depăși valoarea y = (0,01…0,03)m (m fiind modulul danturii roții) și y 0,0003I în dreptul volantului (I este distanta între reazemele cu fusuri ale arborelui). La arborii cu lungime mare se recomandă chiar verificarea unghiului de torsiune elastică astfel ca acesta să nu depășească valoarea de 0°30' pentru 1 [m] lungime.
Având în vedere modul de solicitare al arborilor la răsucire, prin momente variabile, (mai ales la lovituri repetate) prezintă interes și calculul la vibrații al acestora.
Arborii intermediari, până la cel pe care este montat volantul, se calculează pornind de la momentul ce acționează pe arborele principal redus la axa arborelui considerat. Solicitarea de încovoiere rezultă din forțele care acționează în diferitele transmisii (roti dințate etc.).
Dimensionarea arborilor și mecanismelor existenți între volant și motorul electric se face pornind de la puterea motorului electric.
Materialele din care se construiesc arborii se aleg în raport cu solicitările la care sunt supuși. Arborii mai puțin solicitați se execută din oțeluri carbon OLC 45 STAS 880-80 sau oțeluri similare. În cazul unor solicitări mai puternice se folosesc oțeluri aliate de tipul 40 Cr 10 STAS 791-80, 41 CrNi 12 STAS 791-80 etc.
De regulă arborii preselor mecanice se execută din semifabricate forjate, ceea ce Ie conferă caracteristici mecanice superioare. În același scop se aplică un tratament termic adecvat, de regulă de îmbunătățire.
1.3.2. Roțile dințate
Roțile dințate utilizate în construcția preselor din secțiile de forjă, se caracterizează prin solicitările puternice la care sunt supuse, ceea ce aduce după sine și creșterea dimensiunilor acestora. Ultimul aspect se poate datora și rapoartelor mari de transmisie pe care trebuie să Ie realizeze. Aceste roți pot avea module de m = 10…50 [mm], diametre 3000…5000 [mm] și masa până la 15000 [kg].
Datorită celor de mai sus roțile dințate mari se execută prin turnare din oțeluri ca OT 50-3, OT 55-3 STAS'600-74 etc. Dantura acestor roți se execută fie înclinată fie în V.
Roțile mai puțin solicitate sau cele de pe arborii intermediari, se execută din oțeluri de tipul OLC 60 STAS 880-80 sau similare. În cazuri bine justificate roțile pot fi executate și din fontă. Dințarea acestora este de regulă dreaptă.
Roțile dințate din presele mecanice, sunt supuse unor solicitări dinamice, rezultate din procesul de lucru realizat pe acestea. Drept consecință, dantura roților este supusă unei uzuri destul de puternice. Acest fenomen este prezent mai ales la roțile de pe arborele principal. Pentru a reduce uzura acestor roți, se recomandă montarea liberă a lor pe arborele principal, ceea ce implică și montarea cuplajelor pe acestea.
Dantura roților dințate se calculează la încovoiere, la presiune de contact pe flancuri și la oboseală.
1.3.3. Lagărele
Lagărele arborilor principali ai preselor de forjat, sunt de regulă de alunecare având cuzineți din bronz fosforos. Presiunile în lagărele mașinilor grele (maxiprese, MFO etc.) se admit până la 600 [N/mm2] în unele situații putând fi ușor depășite.
Lagărele arborelui principal sunt solicitate diferit la rotirea acestuia pe 360°. Astfel la mersul în sarcină este solicitată puternic partea superioară a lagărului iar la mersul în gol a presei, partea inferioară a acestuia, este solicitată mai puțin și numai la greutatea pieselor în mișcare (arbore, bielă, berbec etc.) în situația că nu sunt echilibrate. În astfel de cazuri lagărele au cuzineții executați din două bucăți din care cel superior din bronz mai rezistent decât cel inferior.
Arborii intermediari ai preselor se montează în lagăre de alunecare de mai frecvent pe lagăre cu rulmenți.
1.3.4. Berbecul, biela și mecanismele aferente
La presele de forjat, berbecul trebuie să aibă rigiditate mare și masa proprie redusă. Aceste caracteristici ale berbecului sunt necesare mai ales la presele moderne cu precizie mare de lucru, cu mers rapid și opriri bruște. Berbecii nu trebuie să aibă masă mare și pentru motivul că energia lor cinetică, nu joacă un rol important, în energia totală dezvoltată de presă.
Precizia mare de lucru a mașinii depinde și de modul cum este realizată conducerea berbecului în ghidajele sale. Cu cât aceste ghidaje sunt mai lungi, cu atât precizia de conducere a berbecului este mai bună.
Berbecii maxipreselor clasice și MFO au conducere pe două elemente, pentru a asigura dezideratul mai sus menționat. La presele de tip LKM forma de cadru a berbecului satisface, prin excelență, necesitatea unei conduceri precise a acestuia.
Presele cu destinație generală au de regulă berbecii mai scurți.
Dimensiunile principale ale berbecului (L/B), (L -lungime; B – lățime) se aleg după natura proceselor tehnologice realizate. Astfel, la presele de prelucrare la cald (maxiprese și MFO) și automatele de refulare la rece a pieselor, raportul L/B nu va fi mai mic de 2,5…3,0. La presele cu o bielă raportul menționat este de 1,4…2,5 iar la cele cu două biele 0,4…0,5.
La calculul de rezistență al berbecului trebuie pornit de la planul forțelor care acționează pe acesta.
La calculul berbecului, o solicitare importantă este cea dată de forța F0, care generează un moment de rotire și care crește ca valoare, în situația în care forța de deformare Fd acționează excentric. În asemenea situații trebuie analizat efectul excentricității în două plane perpendiculare și se va verifica ca presiunea pe ghidaje să nu depășească 106 [N/m2] daca acestea sunt efectuate din bronz (oțel de bronz).
Constructorii de prese de forjat obișnuiesc să indice, sub formă de grafic, excentricitatea la care poate acționa forța maximă de deformare Fd (Fd < Fn) pentru ca presiunea pe ghidaje să fie menținută în limite admisibile. Uneori aceste indicații se referă și la solicitarea de rezistență, mai ales la berbecii cu ghidarea pe două elemente (maxiprese, MFO).
Un asemenea grafic, (fig. 1.15) se referă la o presă cu Fn = 25 [MN]. În figură, la poziția a este arătat, simplificat, modul de solicitare a berbecului (stânga-dreapta) sub efectul forței Fd iar la poziția b diagrama de încărcare admisibilă a berbecului în funcție de excentricitate. Rezultă că pentru încărcare la forța Fd = Fn = 25 [MN] excentricitatea e admisibilă este de ± 77 [mm].
Grafice similare se construiesc și pentru încărcare excentrică într-un plan perpendicular pe cel considerat anterior.
Berbecii cu dimensiuni mari în plan (doua biele etc.), se recomandă să fie verificați la încovoiere, atât din punctul de vedere al rezistenței cât și al săgeții rezultate în urma deformării lor elastice. Eforturile unitare de întindere ce apar aici nu pot depăși 60 [N/mm2] la oțel turnat și 30 [N/mm2] la fontă. Săgeata nu va putea depăși valori de 0,1 [mm] și nici într-un caz nu va influența negativ rigiditatea presei mecanice.
Berbecii se execută din materiale care să satisfacă condițiile cerute de solicitările la care sunt supuși. Astfel la presele grele berbecii (maxiprese, MFO, prese cu genunchi etc.) se execută prin turnare din oțel turnat (STAS 600-74). La presele mai mici se poate avea în vedere și fonta (Fc 200 sau Fc 250 STAS 568-80).
În partea inferioară a berbecilor preselor verticale se fixează scula superioară a acestora.
La unele prese, fixarea sculelor în berbec se face cu ajutorul unor canale în T și plăci cu șuruburi de fixare.
La mașinile de forjat orizontale, blocul port-poansoane se montează într-un locaș special din berbec.
Tot în legătură cu berbecii mai trebuie arătat modul de reglare al jocului în ghidaje. Astfel în figura 1.16 este arătat modul de reglare al jocului în ghidaje la o maxipresă de tip LKM. Reglarea jocului în ghidaje se face prin rotirea șurubului a și slăbirea șurubului b. Fixarea jocului reglat se face apoi cu șurubul b.
La presele cu destinație generală se folosesc fie modalitățile de conducere a berbecului arătate mai sus fie altele.
La unele prese, în berbec, este montat si mecanismul superior de evacuare (extractorul) a piesei prelucrate. Extractorul este pus în mișcare, de regulă de tijele, la rândul lor apăsate de o proeminență a bilei.
Berbecii preselor grele au mase mari, care trebuie echilibrate. De regulă echilibrarea se realizează cu cilindri pneumatici. Scopul acestui mecanism este de a reduce solicitarea dinamica în mecanismul bielă-manivelă, care rezultă din jocurile existente aici și în transmisia cu roți dințate precum și a influenței forțelor de inerție ale aceluiași mecanism asupra organelor presei. Existența acestui mecanism duce la evitarea coborârii nedorite a berbecului în cazul că frâna funcționează defectuos. În greutatea pieselor de echilibrat se înglobează și biela precum și semimatrița superioară. Acestea pot ajunge la valori de 6…10% din greutatea totală a presei.
Mecanismele de echilibrare se montează, de regulă, în partea superioară a presei, berbecul fiind practic suspendat pe acestea.
Cilindrii de echilibrare se găsesc în permanență, în legătura cu un rezervor de aer tampon, în care aerul se comprimă în timpul mișcării în jos a berbecului. În aceste rezervoare presiunea aerului crește de la (4…6)105 [Pa] cu 15…20%. Volumul rezervorului de aer este de 4…5 ori mai mare decât cel al cilindrului de echilibrare.
Există prese la care greutatea berbecului se echilibrează cu cilindrii pneumatici pe care de fapt este sprijinită partea mobilă a presei (prese cu genunchi cu acționare inferioară).
Forța de echilibrare Fe se calculează cu expresia:
în care:
D – diametrul feței superioare a pistonului de echilibrare;
d – diametrul tijei a aceluiași piston;
K = 0,8;
p – presiunea aerului;
i – numărul de cilindri.
Condiția care se impune este Fe>Gt.
Ținând cont și de forțele de inerție greutatea ce trebuie echilibrată este:
în care:
unde:
G – greutatea berbecului și a organelor legate funcțional de el, (G=0,00023 Fn1,9)
în care:
Fn, [KN] și Gi, [KN];
n – turația arborelui principal (numărul de curse pe minut);
r – raza manivelei.
La unele construcții de maxiprese (ex. Massey din Anglia etc.) arborele principal este echilibrat suplimentar, prin intermediul unor cilindri pneumatici și a unor lagăre speciale cu rulmenți. În felul acesta arborele este menținut tot timpul apăsat pe cuzineții superiori ai lagărelor.
Acest mod de echilibrare, combinat cu echilibrarea dinamică a berbecului, au avantaje asupra preciziei de lucru a mașinii pe lângă reducerea sarcinilor în lagărele arborelui principal.
Biela. La presele de forjat, biela trebuie să fie masivă pentru a satisface condițiile de rezistență și rigiditate ce se impun. Rezultă că la aceste mașini corpul bielei este executat dintr-o bucată. Se precizează acest lucru întrucât la presele cu forța nominală mică (Fn 5 [MN]) corpul bielei se execută din două bucăți, cu scopul reglării înălțimii spațiului de lucru a presei.
În figura 1.17 se arată secțiunile în care trebuie făcută verificarea unei biele.
Biela, se consideră solicitată (pentru = 0) la compresiune și încovoiere conform relației:
în care:
Fmax – este forța maximă care încarcă presa;
M – momentul încovoietor care se calculează cu expresia:
în care: notațiile sunt cele anterior arătate.
La calculul maxipreselor se va ține cont de posibilitatea înțepenirii berbecului în PMI, deci forța care încărca biela poate fi Fmax = 2Fn.
Pentru diferite unghiuri ale manivelei, forța care solicită biela se consideră Fmax .
În cazul acționării cu două biele a berbecului, forța pe o bielă este (0,6…0,75) Fn (pentru PMI).
Secțiunile necesare a fi verificate sunt I-I, II-II și Ill-Ill. Capacul bielei se calculează la o forță Fc:
Fc = Gi + G
Calculul capacului bielei se face la încovoiere.
În afara calculelor arătate bielele, trebuie verificate și la presiunea de contact între aceasta și manetonul arborelui (pa = 7107 [N/m2] la maxiprese și pa = 12 107 [N/m2] la MFO).
Presiunea de contact între bielă și berbec, la presele de forjat este pa = (850…1200)105 [N/m2] în funcție de forța nominală.
La presele mai mici presiunile menționate au valori mai reduse.
Bielele se execută din oțel turnat OT 45-3 sau OT 60-3 (STAS 600-74) la presele grele. La presele mai mici pot fi avute în vedere și fonte (Fc 250 STAS 568-80).
1.3.5. Cuplaje, frâne. Mecanisme de comandă
Cuplajele. La majoritatea preselor utilizate în secțiile de forjă se utilizează cuplaje cu discuri de fricțiune. Printre avantajele acestor cuplaje, se amintesc:
funcționarea mai liniștită (nu lucrează cu șocuri ca cele mecanice);
transmit momente la valori mari, permit oprirea berbecului în orice poziție;
pot funcționa pentru orice sens de mișcare al berbecului;
cuplajele servesc și ca element de siguranță.
Față de cuplajele mecanice au dezavantajul prețului mai ridicat și la presele grele necesită forțe relativ mari de cuplare, ceea ce duce la creșterea gabaritelor lor. Acționarea cuplajelor se face de regulă cu aer comprimat.
De regulă amplasarea cuplajului la aceste mașini se face pe arborele principal. În felul acesta se reduce consumul de energie pentru punerea în mișcare a organelor presei, considerate de la cuplaj la arborele principal, reducându-se și vitezele de alunecare a discurilor la cuplarea cuplajului. În consecință se reduc uzura și încălzirea suprafețelor de frecare a discurilor. Aceste aspecte prezintă importanță îndeosebi la presele grele. La prese mai ușoare se întâlnesc și situații de amplasare a cuplajului pe arborele intermediare (ex. unele MFO).
În majoritatea cazurilor cuplajele sunt montate la extremitatea arborelui.
La unele prese cu caracter mai universal sau chiar cu destinație mai particulară (ex. debavurare) cuplajul împreună cu frâna sunt montate la mijlocul arborelui intermediar, funcționarea lor fiind intercondiționată. De asemenea, există cuplaje la care se folosesc membrane de cauciuc pentru a realiza cuplarea. Acestea se folosesc de regulă tot la prese mai mici, și au avantajul unor lungimi mai reduse, permițând și lucrul cu o presiune a aerului relativ redusă.
Frânele se utilizează, în principal, pentru oprirea berbecului atunci când acesta se află retras în poziția de plecare și în orice situație în care cuplajul este decuplat. Oprirea berbecului în poziția de plecare (inițială) este foarte importantă căci în caz contrar, poate duce la funcționarea nedorită a presei și deci la posibilitatea accidentării personalului care lucrează cu presa. Rezultă că frâna trebuie să consume integral energia pe care o mai posedă mecanismul presei, în urma decuplării cuplajului. La unele prese mai mici se realizează frânarea și la cursa de coborâre a berbecului, în vederea evitării situației nedorite, în care berbecul capătă o mișcare în avans față de cea a mecanismului de transmisie a presei. Asemenea frâne se utilizează în lipsa mecanismelor de echilibrare a greutății berbecului.
Exista și frâne pentru oprirea volanților, atunci când aceștia se rotesc liber, în urma decuplării cuplajului.
La mașinile de forjat, se utilizează de regulă frâne cu bandă sau cu discuri de fricțiune, acționate pneumatic.
La unele maxiprese defrânarea frânei cu discuri se face mecanic, cu ajutorul unei tije care este acționată de pistonul de cuplare a cuplajului cu discuri montat pe același arbore. În acest caz în arbore este practicat un orificiu prin care trece tija menționată.
Frânele arătate mai sus se montează pe același arbore cu cuplajul și anume la extremitățile acestuia.
La unele construcții de prese frânele se montează la mijlocul arborelui. În același subansamblu este montat și cuplajul. Soluția este aplicată la unele prese de debavurat dar se întâlnește și la prese cu destinație mai largă.
Frânele cu sabot se utilizează la oprirea volantului maxipreselor. Frânarea se face prin apăsarea sabotului pe volant cu ajutorul unui cilindru pneumatic.
La unele prese mai mici, mai puțin utilizate în secțiile de forjă, se utilizează frâna cu bandă la care acționarea acesteia se face cu mijloace mecanic, cu came și role.
Mecanismul de comandă. La presele de forjat mecanismul de comandă trebuie să realizeze următoarele:
– pornirea și oprirea motorului electric principal și a celor auxiliare (de ex. de ungere, reglare etc.);
– pornirea și apoi oprirea automată a organului de lucru (berbecului) al presei după executarea unui ciclu de lucru.
La fiecare început de ciclu de lucru trebuie decuplată frâna și cuplat cuplajul în vederea stabilirii legăturii între mișcarea volantului, care se rotește liber și arborele pe care este montat, iar la sfârșitul ciclului de lucru trebuie date comenzile invers:
– decuplarea cuplajului și cuplarea frânei;
– asigurarea funcționarii tuturor mecanismelor presei într-o anumită ordine prescrisă ca de exemplu cuplarea și decuplarea cuplajului și frânei, a extractoarelor etc.
Mecanismele de comandă trebuie să îndeplinească câteva condiții ca:
simplitate;
siguranță în funcționare;
promptitudine;
selectivitate;
montare ușoară;
evitarea repetării nedorite a cursei etc.
La presele de forjat mecanismul de comandă trebuie să realizeze, de regulă următoarele posibilități de lucru: curse izolate, curse repetate, curse de reglare.
Cursele izolate se realizează prin apăsarea pedalei sau butonului și eliberarea acestora. Berbecul execută mișcarea sus-jos (înainte-înapoi) după care se oprește în poziția avută inițial. La aceasta comandă, dacă pedala (butonul) se menține apăsată, berbecul execută mișcări repetate până la eliberarea acesteia, după care automat revine în poziția inițială.
Cursele repetate ale berbecului se execută prin apăsarea pedalei sau unui buton. Acestea se repetă până la apăsarea unui alt buton: „stop".
Cursele de reglaj se realizează prin apăsarea pedalei (butonului) iar berbecul se deplasează pe durata acestei apăsări. La eliberarea pedalei mișcarea berbecului încetează.
Toate comenzile menționate mai sus se selectează corespunzător de la pupitrul (panoul) de comandă al presei.
Comanda preselor de forjat poate fi realizata integral prin mecanisme:
pneumatice;
sau electropneumatice.
Mecanisme cu comandă electromagnetică sau numai mecanică nu se utilizează la aceasta categorie de mașini ci la unele prese mai mici (Fn= 1 [MN]), prevăzute cu cuplaje mecanice sau cu cuplaje cu discuri care nu necesita forțe mari de cuplare. Aceste mecanisme nu permit nici lucrul cu curse de reglaj.
În figura 1.18 se arată schema unui mecanism de comandă electropneumatică, al unei maxiprese.
Comenzile electropneumatice prezintă unele avantaje față de cele pneumatice. Astfel sunt mai universale, fac cuplarea și decuplarea mai repede, permițând realizarea unui număr sporit de curse pe minut. Presele cu astfel de comenzi pot fi ușor automatizate și deci mai lesne pot fi introduse în linii de matrițare. Prin faptul că numărul de piese cu prelucrare pretențioasă (rectificare, lepuire etc.) este mai redus, instalația de comandă este mai ieftină. Micșorarea numărului și a lungimii țevilor duce la reducerea pierderilor de presiune și de aer.
În ce privește siguranța în funcționare se apreciază ca nu există diferențe sensibile între cele două tipuri de comenzi. Comanda pur pneumatică este sensibilă la scăderea presiunii aerului în conducte fapt care poate influența buna funcționare a cuplajului și frânei. În acest fel pot apare situații în care cuplarea se face cu întârziere putând duce la oprirea berbecului după depășirea PMS. Pentru acest motiv la comenzile pur pneumatice se prescrie o presiune minimală (de regulă 5-106 [Pa]).
La comenzile pneumatice introducerea aerului comprimat în cuplaj se face prin dispozitive speciale rotative. Acestea pot fi necomandate sau comandate (autocomandate sau comandate din exterior).
1.3.6. Mecanisme de siguranță
Aceste mecanisme au sarcina protejării presei, în cazurile în care, aceasta este suprasolicitată din diferite cauze și în special în situațiile în care pe mașină se realizează tehnologii neadecvate.
După modul în care apare suprasolicitarea, se deosebesc mecanisme de siguranță care lucrează în cazul unei forțe de lucru, pe berbec, mai mari decât cea prescrisă (nominală) și mecanisme care lucrează la apariția unor momente de răsucire pe arbori, de asemenea mai mari decât cele admisibile. Primele se montează de regulă în berbec iar celelalte în mecanismul de transmisie al presei. Posibilitatea apariției unor forțe mari pe berbec s-a arătat la analiza variației forței Fv. Forțele pot solicita presa și organele acesteia, fără a introduce momente periculoase în mecanismul de transmisie, care să pună în funcțiune mecanismele de siguranță de aici.
De asemenea pot apare situații, în exploatarea unei prese, în care, deși forța de pe berbec nu a atins valoarea nominală, în mecanismul de transmisie să apară momente periculoase, datorate brațului mare al acestora. În astfel de situații mecanismele de siguranță din berbec nu vor intra în funcțiune, dar va trebui protejat mecanismul de transmisie.
Mecanismele de siguranță din berbec, pot fi aplicate mai greu preselor datorită dimensiunilor mari ale acestora și deci a imposibilității montării lor. Pentru acest motiv ele se întâlnesc mai frecvent la prese mici (1…2 MN).
La presele de forjat se montează de regulă mecanisme de siguranță care lucrează la momente de răsucire. Aceasta se explică prin faptul că la presele de forjat, forțele care Ie solicită acționează la unghiuri ale manivelei (1) apropiate de PMI. În situațiile în care totuși există pericolul supraîncărcării cu forță a presei se aplică mecanisme pe alte organe ale acesteia (ex. pe batiu).
Mecanismele de siguranță aplicate preselor mecanice pot fi recuperabile sau nerecuperabile.
În figura 1.19 se arată trei tipuri de mecanisme care lucrează la moment de răsucire. La poziția a mecanismul este de tipul nerecuperabil, întrucât la suprasolicitare se foarfecă știfturile 2. Mecanismele de la pozițiile b și c lucrează prin fricțiune. Mecanismele primesc mișcarea prin roțile 1 și o transmit la arborele 4 prin intermediul mecanismului de fricțiune, propriu-zis, care se compune din plăcile de presiune 2, care la rândul lor apasă permanent și cu o forță controlată pe suprafețele de frecare 3 (ferodo). Forța de presare se aplica cu ajutorul șuruburilor 5 direct, sau prin intermediul unor arcuri montate sub piulițe. Mărimea forței de presare se calculează în funcție de momentul admisibil pe arborele 4. De regulă acesta are valoare inferioară supraîncărcării admisibile a cuplajului 1.
În figura 1.20 se arată un mecanism de siguranță aplicat de firma Krupp la presele mecanice. În partea inferioară (de sprijin) a bielei este prevăzut un spațiu 8, umplut cu ulei. Înălțimea acestuia este de 80…100 [mm]. Presiunea în spațiu este calculată astfel încât să se poată asigura o forță cu 30% mai mare decât forța nominală a presei. Dacă aceasta forță este depășită supapa 1 este deplasată în jos de pe scaunul ei și prin aceasta uleiul poate trece în spațiul de joasa presiune 2. Astfel presiunea scade la zero. Ca rezultat, mișcarea bielei poate continua fără a o afecta pe cea a berbecului care deci nu realizează operația tehnologică. În momentul scăderii presiunii la zero, intra în funcțiune, datorită întrerupătorului 5, pompa de presiune înaltă 3, care debitează uleiul în spațiul 8 prin supapa de sens 7. Pompa aspiră uleiul din spațiul 2. Simultan se pune în funcțiune întrerupătorul 4 care comandă supapa dispozitivului de echilibrare a berbecului și ca urmare aerul comprimat nu mai este alimentat în cilindrii de echilibrare, funcția acestora fiind astfel anulată. Drept rezultat și piesele 9 și 10 revin în poziția inițială, iar supapa 1 revine pe scaunul ei și în felul acesta presiunea aerului crește la valoarea avută inițial. În acest moment întrerupătorul 5 decuplează pompa 3, iar întrerupătorul 4 permite din nou accesul aerului comprimat în cilindrii de echilibrare și presa este din nou în stare de funcționare. Durata ciclului arătat este de circa 2 minute. În schemă apare un manometru, care pe lângă că indică valoarea presiunii, o semnalizează la pupitrul de comandă precum și un robinet de scurtcircuitare a spațiului 8 și 2 dacă este necesar (în caz de reducere a presiunii eventual pentru o descărcare de presiuni indispensabilă).
În supapa 1 se găsește o altă supapă cu bilă care este acționată de tija filetată 6 atunci când reglarea berbecului s-a epuizat, întrerupând aceasta operație, datorita supraîncărcării care începe să acționeze aici. Cu asemenea mecanism de siguranță sunt prevăzute prese mecanice destinate unor operații de ambutisare, de extrudare la rece, matrițare la cald etc.
Din categoria mecanismelor de protecție care realizează avertizarea în caz de suprasarcina, se vor aminti cele care lucrează pe baza deformației elastice a unui organ al mașinii (de ex. batiul). Acestea, în momentul în care deformația urmărită depășește limita prescrisă, semnalizează optic prin culoarea roșie (culoarea verde înseamnă limite admisibile), oprindu-se eventual și motorul de acționare al mașinii.
Exista astfel de dispozitive, care funcționează pe principii mecanice sau pe baza unor traductori inductivi, capacitivi sau rezistivi. Cu ajutorul lor se poate urmări și forța la care este încărcată piesa.
La foarte multe construcții moderne de prese mecanice de forjat se utilizează mecanisme speciale, care nu permit începerea cursei de lucru în caz ca volantul nu ar avea energia corespunzătoare, datorită reducerii turației sale, și ar exista pericolul blocării berbecului într-o anumită poziție intermediară. Mecanismul este constituit dintr-un tahogenerator, acționat cu curele trapezoidale de la motorul principal. Curentul ce ia naștere în tahogenerator trebuie să aibă o anumită valoare limită. Dacă scade sub aceasta limită o dată cu reducerea turației volantului se pune în funcțiune un releu care întrerupe la rândul sau circuitul electric principal al sistemului de comandă al presei și-l menține întrerupt până când turația volantului ajunge la valoarea normală. În această fază are loc apoi cursa de lucru. Un bec special de culoare verde arată ca mașina este din nou în stare de funcțiune.
1.3.7. Dispozitive pentru reglarea cursei berbecului și a înălțimii spațiului de lucru al presei
La presele care au cursa reglabilă se utilizează mecanisme prin care se face aceasta reglare pe cale mecanică, în majoritatea cazurilor cu excentric. Astfel, în figura 1.21 este arătat un mecanism cu excentric utilizat la presele cu doi montanți. Pentru a face reglarea, se rotește piulița 1 după ce în prealabil a fost slăbit dispozitivul de blocare al ei 4. Rotirea piuliței 1 face ca manșonul 2, filetat exterior și fixat prin pană pe arbore să se deplaseze axial. Prin deplasarea manșonului, dinții frontali ai acestuia ies din angrenare cu dinții frontali ai manșonului excentric 3 cu care face reglarea cursei propriu-zise, prin rotirea sa la un unghi convenabil. Blocarea manșonului 3 în noua sa poziție, se face apoi cu piulița 2 și dispozitivul 4. La presele cu excentric cu un montant, mecanismul cu excentric se așează la capătul arborelui.
Reglarea înălțimii spațiului de lucru al presei se face fie prin coborârea berbecului, fie prin ridicarea mesei. Coborârea berbecului se face prin lungirea bielei (în cazul bielelor cu lungime reglabilă) sau în cazul bielelor nereglabile prin reglarea elementului de legătură a bielei cu berbecul. În aceste cazuri manevrarea mecanismelor de reglare se face la presele cu forța nominală până la 2 [MN] manual (cu cheie fixă, cu mecanism cu clichet, cu transmisie dințată melc-roata melcată), iar la presele grele prin servo-mecanisme (motoare electrice, hidraulice etc.). Viteza de lucru a acestor mecanisme este de 20…100 [mm/min].
La maxipresele de tip clasic reglarea înălțimii spațiului de lucru se face prin ridicarea sau coborârea mesei de lucru a presei. Masa propriu-zisă are formă de pană și servește și la scoaterea presei din înțepenire.
La maxipresele tip NKMZ și Ajax înclinarea mesei este din față înspre spate, iar la cele de tip National de la dreapta la stânga. Unghiul de înclinare este de circa 10…14. Reglarea mesei trebuie făcută astfel încât, în caz de înțepenire, să mai fie posibilă coborârea mesei cu cel puțin 5 [mm].
La maxipresele de tip LKM reglarea se face cu un mecanism special montat în berbec.
1.3.8. Mecanisme de evacuare a preselor (extractoare)
În situațiile în care presa rămâne în semimatriță, datorită aderenței, evacuarea se face cu ajutorul unor mecanisme adecvate. Pentru semimatrița superioara a maxipreselor mecanismele de evacuare sunt montate în berbec.
Mecanismele de evacuare din semimatrița inferioară a maxipreselor primesc mișcarea de la arborele principal. În figura 1.22 sunt arătate asemenea mecanisme. Mișcarea tijei de evacuare 3 este culeasă de pe o camă montată pe arborele principal prin intermediul rolei 1, pârghia oscilantă 2, sistemul de pârghii și tije 3 și 4.
Exista și prese la care evacuarea în partea inferioară se face cu dispozitive pneumatice.
1.3.9. Batiul preselor
Presele verticale, utilizate în secțiile de forjă au de regulă batiurile de tip cadru.
Batiul maxipreselor de tip Ajax (fig. 1.23, a) utilizat la maxipresele de 16 și 20 [MN] este turnat din oțel și are coloane interioare. Batiul unei prese de tip LKM (fig. 1.23, a) are arborele cu axul perpendicular pe partea frontală a mașinii (Fn = 6,3 [MN]).
În afara celor arătate, la presele cu forțe mai mici (~2…3 [MN]) batiurile se execută în varianta cu un montant, în construcție turnată sau sudată. Aceste prese sunt mai puțin întâlnite în secțiile de forje.
Din cele mai de mai sus rezultă ca batiurile preselor se execută dintr-o bucată (monolit) sau asamblate din bucăți.
După modul de execute batiurile pot fi realizate:
turnate;
sudate;
în varianta mixtă (turnate și sudate).
Materialele recomandate pentru varianta turnată sunt oțeluri din grupa OT (STAS 600-74) iar la varianta sudate pot fi avute în vedere oțelurile sudabile OL 27 STAS 500/2-80 sau OCS 55-5 STAS 9021/80.
Batiurile, în diferitele variante, pot fi prevăzute sau nu cu tiranți (coloane).
Construcția batiurilor este dependentă de modul cum este montat arborele principal și anume paralel cu frontul presei sau perpendicular pe acesta.
1.3.10. Mecanismul de ungere
La presele moderne ungerea majorității organelor în mișcare se face de la un sistem centralizat. Celelalte elemente se ung individual, manual. De obicei, se ung centralizat: lagărele arborilor, capul bielelor, ghidajele. Locurile de ungere prin sistem centralizat, a unei maxiprese moderne se dau în fig. 1.24.
La maxiprese și mașini de forjat orizontale, prin sistem centralizat, ungerea se face cu unsoare sub presiune. La celelalte tipuri de prese ungerea se face cu ulei, cu o vâscozitate de 8…10 [°E] la 50[°C] și la presiune de 20 105 [Pa].
Ungerea locurilor izolate se face cu ajutorul ungătoarelor manuale de diferite tipuri, frecvent cu tecalemit.
În legătură cu ungerea preselor mecanice se recomandă controlul permanent al nivelului lubrifianților în rezervor și completarea lui dacă este nevoie. După fiecare 24 ore se recomandă ungerea tuturor punctelor prevăzute cu capete de ungere. Cel puțin o dată la șase luni se recomandă să se facă demontarea sistemului central de ungere și curățirea lui.
1.4. Rigiditatea preselor mecanice
1.4.1. Aspecte generale
În timpul procesului de deformare plastică a pieselor, pe mașinile de forjat, sub efectul forței de deformare, piesele mașinilor se deformează elastic. Aceasta deformare elastică este cu atât mai redusă cu cât mașina este mai rigidă. Dacă forța de deformare se aplică cu viteze reduse se vorbește de o rigiditate statică (exemplu, la presele de matrițat). Dacă solicitarea în timpul prelucrării pe mașină are caracter dinamic atunci se vorbește de rigiditate dinamică.
Rigiditatea se poate referi la spațiul de lucru al mașinii, la elemente ale mașinii (exemplu, rigiditatea batiului, bielei, etc.), la mașina întreagă (rigiditate totală) sau la un sistem de organe legate funcțional (exemplu, rigiditatea mecanismului bielă-manivelă al preselor, înțelegându-se al berbecului, bielei, arbore, lagăre, sau rigiditatea mecanismului de transmisie etc.).
După caracterul solicitării se poate vorbi de o rigiditate la încovoiere, la întindere sau compresiune, [KN/mm] sau rigiditate la torsiune, [KN.mm/rad].
Daca deformația elastică se produce în sensul de acționare al forței care o produce, se vorbește de o rigiditate normală. Daca forța care se aplică, produce o rotire a unor organe ale mașinii, ca urmare a deformării lor elastice, atunci se definește o rigiditate unghiulară (ex., la presele de tip deschis).
Conform figurii 1.25 se definește rigiditatea normală statică a spațiului de lucru C, în [KN/mm],
în care:
Fd – este forța de deformare care acționează pe berbecul mașinii (la limita forța nominala a masinii Fn), [KN];
h – creșterea înălțimii spațiului de lucru a mașinii, ca urmare a deformării elastice a berbecului și celorlalte organe ale mașinii supuse forței Fd, [mm].
Rigiditatea preselor mecanice prezintă deosebită importanță întrucât la acestea, datorită legăturilor cinematice ale mecanismelor de acționare ale berbecului, cedările elastice se manifestă prin modificarea înălțimii spațiului de lucru. Aceasta are influenta asupra dimensiunilor și formei pieselor executate. De asemenea mai trebuie precizat ca rigiditatea preselor mecanice este dependentă de unghiul de rotire () al arborelui principal al mașinii, motiv pentru care, experimental, aceasta se stabilește, la poziția inferioară, extremă a berbecului.
La presele de tip deschis (batiu în consolă) se determina atât rigiditatea normala C cât și cea unghiulară C. La presele cu batiu în forma de cadru se are în vedere numai rigiditatea normală.
Rigiditatea totală, normală, a preselor de tip deschis se exprimă printr-o relație de forma:
în care:
C – rigiditatea, [kN/mm];
K – coeficient cu valori între 8,8…25,00 la prese obișnuite, cu excentric sau arbore cotit;
Fn – forța nominală a presei, [kN].
Rigiditatea unghiulară a acestor prese se poate exprima tot cu expresia în care K are valori 18800…25 000 iar Fn se introduce în [kN].
1.4.2. Rigiditatea maxipreselor
În comparație cu presele de uz general (de prelucrare din tablă), văzute anterior și pentru motivele arătate mai sus rezultă ca rigiditatea C a maxipreselor este mai mare.
În mod curent,
În privința contribuției diferitelor organe ale maxipreselor la deformarea elastică totală, în înălțime, a spațiului de lucru, datele din literatura de specialitate arata ca batiului îi revin 12…25%, arborelui și lagărelor acestuia 55…40%, restul revin celorlalte organe ale mașinii (mecanismul bielă-manivelă etc.).
În cazul maxipreselor o contribuție deloc de neglijat la deformarea elastică a spațiului de lucru este datorată matrițelor, care poate ajunge la 25…30 % din totalul deformației spațiului de lucru a mașinii.
Datele de mai sus se refera la maxipresele, cu arborele principal paralel cu partea frontala a mașinii.
1.5. Exploatarea rațională. Perspective și tendințe în construcția preselor mecanice
În vederea exploatării raționale a preselor mecanice este necesar să se respecte condițiile arătate anterior. Având în vedere ca sursa principală de energie la o presă mecanică este acumulată de un volant, pentru a realiza o exploatare corectă a acesteia trebuie îndeplinite simultan două condiții: Fd Fn și Ed Ev, în care Fd este forța de deformare plastica a piesei, Fn – forța nominala a presei, Ed – energia (lucrul mecanic) de deformare a presei și Ev – energia disponibilă la volant. Nerespectarea uneia sau alteia din cele două condiții poate genera fie oprirea presei fie suprasolicitarea unor organe ale mașinii care, în situație normală, ar trebui să pună în funcțiune mecanismul de siguranță al mașinii.
Din cele de mai sus rezultă necesitatea cunoașterii forței de deformare Fd a unei anumite piese și a lucrului mecanic de deformare Ed. Pentru aceasta se utilizează relații de calcul adecvate. În alternativa că acestea nu sunt disponibile se pot folosi și nomograme speciale.
În vederea exploatării raționale a preselor mecanice un indicator important este și producția lor orară. În acest sens în tabelul 1.3 se găsesc asemenea date privind maxipresele.
Presele mecanice de debavurat sunt utilizate de regulă în combinație cu alte mașini care realizează deformarea plastică propriu-zisă. Alegerea lor trebuie făcută în raport cu acestea și în acest sens în tabelul 1.4 se dau asemenea relații, între ciocanele și presele de debavurat pe care Ie deservesc.
TABELUL 1.3 Producția orară a maxipreselor
TAB.1.3
Se constată unele tendințe cu caracter general și anume mărirea rigidității odată cu reducerea greutății proprii a mașinilor. La presele la care se justifică se folosesc viteze mărite de lucru (în special la prelucrări din tablă). Majoritatea preselor mecanice utilizate în secțiile de forjă sunt prevăzute cu mecanisme de comandă electropneumatice, cu mijloace moderne (microprocesoare) de urmărire și control a funcționării unor mecanisme etc. Presele de forjat moderne sunt prevăzute cu mecanisme de control al forței cu care sunt încărcate precum și cu alte mecanisme care se adresează, sub același aspect, turației motoarelor electrice etc. De asemenea presele sunt prevăzute cu mecanisme de siguranță adecvate.
Se poate aprecia ca presele mecanice de forjat sunt mașini cu largi perspective de utilizare în secțiile de forjă în special în cele în care există o producție de serie mare sau de masă și mai ales de piese similare.
TABELUL 1.4 Relația între masa berbecilor ciocanelor și forța nominală a preselor de debavurat
TAB. 1.4.
Presele mecanice se utilizează pentru realizarea de piese prin deformare plastica la cald, semicald și la rece. Din aceste variante, în ultima vreme, încep să capete răspândire ultimele două, deformarea la rece fiind de mare actualitate.
CAPITOLUL II
2. CALCUL DE DIMENSIONARE ȘI VERIFICARE PENTRU UTILAJUL PROIECTAT
Presele cu excentric sunt prese universale care au un excentric cu diametrul mai mic decât este cel al arborelui. Se realizează în construcție verticală și se folosesc în cadrul secțiilor de deformare plastică pentru debavurare.
Batiul poate fi cu unul sau doi montanți, turnat sau sudat. În primul caz presele sunt cu arborele transversal, în al doilea cu arborele longitudinal.
Acționarea acestor prese se face prin transmisia simplă cu volant sau cu o transmisie dințată într-o treaptă. În ultima vreme se construiesc și prese cu cuplaje de fricțiune, însă numai pentru forțe mai mari.
Presele cu excentric se construiesc cu forțe nominale până la 4000 KN (400 tf).
În țara noastră se construiesc prese cu excentric cu forța nominală între 50…800 KN (5…80 tf).
2.1. Stabilirea unor parametrii de bază ai mecanismului de lucru
Forța nominală
FN = 630 [KN] = 63 [tf]
Cursa totală a culisorului
Stabilirea numărului de curse ncd ale culisorului.
Numărul curselor preselor cu FN 100 kN se calculează cu relația:
Lucru mecanic util
Puterea motorului de acționare
Puterea medie a motorului se poate calcula cu relația:
Puterea nominală:
PN = Pm Ks ;
Ks = 1,2 1,3
Ks = 1,3
PN = 1,3 4,78
PN = 6,21 [kW];
Calculul lungimii R a manivelei
Lungimea R a manivelei se calculează în funcție de cursa H a culisorului:
dacă presa are cursă constantă, iar mecanismul este centrat, atunci:
Coeficienți ai mecanismului manivelă – culisor
Mecanismului manivelă – culisor utilizat la prese îi sunt specifici următorii coeficienți.
coeficientul de bielă , definit prin raportul dintre lungimea R a manivelei și L a bielei.
Prese cu cursă mică, = 0,20,25. Se adoptă = 0,25.
Stabilirea unghiului nominal N, al manivelei
Prin unghiul nominal N se stabilește poziția manivelei R în momentul în care presa dispune de forța maximă utilizabilă la culisor. Începând din această poziție până în momentul când culisorul ajunge în poziția extremă inferioară (PMI) presa dispune de forța maximă, care permite executarea operației de deformare.
Cursa culisorului
Drumul h pe care îl parcurge culisorul dintr-o poziție dată până în PMI la rotirea manivelei cu un unghi oarecare , se stabilește cu relația:
Când:
= 0º h = 0,00 [mm]
= 30º h = 7,93 [mm]
= 60º h = 28,5 [mm]
= 90º h = 48 [mm]
= 120º h = 76,5 [mm]
= 150º h = 91,06 [mm]
= 180º h = 96 [mm]
= 210º h = 91,06 [mm]
= 240º h = 76,5 [mm]
= 270º h = 54 [mm]
= 300º h = 28,49 [mm]
= 330º h = 7,93 [mm]
= 360º h = 0,00 [mm]
Viteza de deplasare a culisorului
Viteza de deplasare a culisorului pentru o poziție oarecare a manivelei definită de unghiul , rezultă din relația:
Când:
= 0º v = 0,00 [mm/s]
= 30º v = 74,45 [mm/s]
= 60º v = 119,22 [mm/s]
= 90º v = 122,4 [mm/s]
= 120º v = 92,78 [mm/s]
= 150º v = 47,98 [mm/s]
= 180º v = 0,00 [mm/s]
= 210º v = – 47,98 [mm/s]
= 240º v = – 92,78 [mm/s]
= 270º v = – 122,4 [mm/s]
= 300º v = – 119,2 [mm/s]
= 330º v = – 74,45 [mm/s]
= 360º v = 0,00 [mm/s]
Accelerația culisorului
Accelerația culisorului, pentru un unghi al manivelei se calculează cu relația:
Când:
= 0º a = 390 [mm/s2]
= 30º a = 309,19 [mm/s2]
= 60º a = 117 [mm/s2]
= 90º a = – 78 [mm/s2]
= 120º a = – 195 [mm/s2]
= 150º a = – 231,19 [mm/s2]
= 180º a = – 234 [mm/s2]
= 210º a = – 231,19[mm/s2]
= 240º a = – 195 [mm/s2]
= 270º a = – 78 [mm/s2]
= 300º a = 117[mm/s2]
= 330º a = 309,19 [mm/s2]
= 360º a = 390 [mm/s2]
2.2. Stabilirea dimensiunilor preliminare ale manivelei
Manivela mecanismului executor este materializată pe arborele presei în următoarea variantă constructivă:
Fig.2.2.
Diametrul d0 al manivelei, în faza de predimensionare, se calculează astfel:
Se adoptă:
Diametrul porțiunii de legătură cu biela:
Se adoptă:
Lungimea părții de legătură cu biela:
Se adoptă:
Lungimea părții de rezemare:
Se adoptă:
Lungimea totală a părții excentrice:
Se adoptă:
Calculul momentului din manivelă
Momentul de torsiune la manivelă, fără considerarea frecărilor se calculează cu relația:
2.3. Stabilirea unor parametrii de bază ai mecanismului de acționare
2.3.1. Alegerea motorului electric
Conform STAS s-a ales un motor IMB 3-160 M x 7,5 x 1000 A cu următoarele caracteristici:
2.3.2. Proiectarea transmisiei prin curele trapezoidale înguste
Calculul curelei se va efectua conform STAS 1164-71
Date de bază și formule de calcul
Puterea de calcul la arborele conducător
Pc = 7,5 [kW]
Turația roții de curea conducătoare
n1 = 1000 [rot/min]
Turația roții de curea conduse
Tipul curelei
Se alege curea de tipul SPA
Diametrul primitiv al roții mici
Conform STAS 1162 – 67 se adoptă:
Diametrul primitiv al roții mari
Diametrul primitiv mediu al roții de curea
Distanța dintre axe
Preliminară
Se adoptă A = 1000 [mm]
b) Definitivă
Unghiul dintre ramurile curelei
Unghiul de înfășurare la roata mică de curea
Unghiul de înfășurare la roata mare de curea
Lungimea primitivă de curea
Se alege conform STAS 7192-65
Viteza periferică a curelei
Coeficientul de funcționare
Coeficientul de lungime
Coeficientul de înfășurare
Puterea nominală transmisă de o curea
Numărul de curele
A. Preliminar
B. Definitiv
Se adoptă z = 5
Frecvența încovoierilor curelei
Forța periferică transmisă
Forța de întindere a curelei
2.3.3. Calculul și proiectarea sistemelor de comandă cuplare – frânare
2.3.3.1.Calculul cuplajului
La majoritatea preselor utilizate în secțiile de forjă se utilizează cuplaje cu discuri de fricțiune.
Printre avantajele acestor cuplaje, se amintesc :
-funcționarea mai liniștită
-transmit momente la valori mari
-permit oprirea berbecului în orice poziție
-pot funcționa pentru orice sens de mișcare al berbecului.
Cuplajele servesc ca și element de siguranță.
Față de cuplajele mecanice au dezavantajul prețului mai ridicat și la presele grele necesită forțe relativ mari de cuplare, ceea ce duce la creșterea gabaritelor lor.
Acționarea cuplajelor se face de regulă cu aer comprimat.
La presele ușoare se întâlnesc situații de amplasare a cuplajului pe arborele intermediar iar de regulă în cele mai multe cazuri amplasarea se face pe arborele principal.
Ansamblu de comandă – cuplare – frânare al preselor cuprinde următoarele subansambluri:
mecanismul de comandă;
cuplajul;
frână.
Calculul sistemului de cuplare – frânare cuprinde două etape:
calculul de proiectare propriu-zis;
calculul de verificare.
Etapele de calcul la proiectarea cuplajelor
Determinarea momentului de calcul
R – raza manivelei;
N – unghiul nominal;
– coeficient din bielă;
dA – diametrul porțiuni de legătură cu biela;
d0 – diametrul manivelei;
= 0,25
= 0,06
Alegerea materialului de fricțiune
Se va folosi ferodoul în formă de disc, cu:
q = 6 [daN/cm2]
Calculul razei medii de frecare
Se calculează cu relația:
, [cm]
în care:
z – numărul suprafețelor de frecare, z = 2;
– lățimea relativă, = 0,6;
ku – coeficientul de durabilitate, ku = 1;
q* – coeficient de frecare corectat;
– pentru ferodou;
q – coeficient de frecare, q = 0,34;
df – coeficient de formă, df = 1,06;
q – presiunea admisibilă, q = 5,5 [daN/cm2].
Se adoptă:
Stabilirea dimensiunilor discurilor de frecare
Se corectează dimensiunile obținute și rezultă în final:
Re = 265 [mm]
Ri = 155 [mm]
După corectarea Re și Ri rezultă o rază medie de frecare:
Lățimea discului de ferodou:
b = Re – Ri [mm]
b = 265 – 155 = 110 [mm]
b = 110 [mm]
Calculul suprafeței de frecare
Calculul grosimii discurilor pe care se montează materialul de fricțiune
Grosimea gd a suportului metalic pe care se fixează materialul de fricțiune rezultă din relația:
pentru discurile conduse:
pentru discurile conducătoare:
Calculul rezervei de uzură
Calculul suprafeței cilindrului pneumatic de acționare
Se adoptă presiunea de lucru:
pl = 4,5 [daN/cm2]
Presiunea remanentă:
pra = 0,35 [daN/cm2]
Diametrul exterior al pistonului se calculează în ipoteza că aceasta are formă inelară.
Se consideră că:
di = 180 [mm].
În aceste condiții pe baza relației:
Forța necesară pentru strângerea discurilor
Pentru a avea asigurată o bună funcționare se mărește forța de cuplare cu 2530 %, adică:
2.3.3.2. Calculul frânei
Frânele se utilizează în principal pentru oprirea berbecului atunci când acesta se află retras în poziția de plecare și în orice situație în care cuplajul este decuplat.
La unele prese mai mici, se realizează frânarea și la cursa de coborâre a berbecului, în vederea evitării situației nedorite, în care berbecul capătă o mișcare în avans față de cea a mecanismului de transmisie a presei.
La unele maxiprese, defrânarea frânei cu discuri se face mecanic, cu ajutorul unei tije care este condiționat de pistonul de cuplare a cuplajului cu discuri montat pe același arbore.
În acest caz în arbore este practicat un orificiu prin care trece tija menționată.
Frânele arătate mai sus se montează pe același arbore cu cuplajul și anume la extremitățile acestuia.
Determinarea momentului de calcul
Unghiul de frânare :
f 15 0
Momentul de calcul al frânei :
în care :
jf , jc – coeficienți;
jf = 1,4
jc = 2,6
nf – numărul rotațiilor arborelui frânei;
nf = 110 [rot/min]
Jr – momentul de inerție redus la axa cuplajului fără piesele cuplajului și frânei;
Jf = Jrot + mfr
în care :
Jrot = 0,004 [daN m s2]
Jr = 0,07 [daN m s2]
mfr – masa părților în mișcare de translație concentrată de culisor;
mfr = 200 kg
C – viteza unghiulară a arborelui pe care este asamblată frâna;
C = 11,51 [s-1]
vB – viteza de deplasare a culisorului în momentul frânării;
vB = 0,21 [m/s]
Mcalc f = 51966,58 [daN cm]
cf = 1,55
mcuplări = 0,5 mcd
mcuplări = 0,5 14,11
mcuplări = 8 [min-1]
nf = 110
Calculul razei medii de frecare :
Rmf = 17,47 [cm]
Rmf = 174,7 [mm]
z = 2
= 0,61
kc = 1
q = 3,5
Materialul de fricțiune este FERODOU.
Coeficientul de frecare
uq’ = uq f
uq = 0,35
f = 1,0452
uq’ = 0,35 1,0452
uq’ = 0,365
Calculul razei de dispunere a arcurilor frânei :
Rd arc = 117,25 [mm]
Forța necesară unui arc de frâne:
F1a = 488,57 [daN]
în care :
za – numărul de arcuri
za = 10
Forța necesară unui arc F1a pentru readucerea discurilor de cuplare:
F1a = 180,32 [daN]
în care :
Pra = 0,55 [daN/cm2]
Sp = 3278,576 [cm2]
2.3.3.3. Calculul altor elemente de frânare cuplare
Forța de calcul al arcurilor
Ff = 351,15 [daN]
Diametrul spirei arcului
în care :
a = 6500 – 6800 [daN/cm2]
Ka = 1,3
Ca = 4
dsp = 8,4 = 9 [mm]
Calculul mediu al arcului
Dmed = Ca dsp
Dmed = 4 0,9
Dmed = 3,6 [cm]
Dmed = 36 [mm]
Numărul minim de spire
în care :
G = 8,1 105
i = 8,34 [spire]
2.3.4. Calculul batiului
Batiul preselor mecanice este organul cel mai mare și mai greu al acesteia. În batiu se montează toate organele mobile și fixe ale presei. Ca urmare batiul va prelua în timpul lucrului și toate forțele ce se dezvoltă la celelalte organe. Aceasta înseamnă, că construcția și dimensionarea lui trebuie făcute corect, ca să nu se rupă cumva la apariția unei suprasolicitări. Pe lângă faptul însă, că preia toate forțele, batiul trebuie să fie astfel construit, încât să se deformeze elastic cât se poate de puțin sau chiar deloc sub acțiunea acestor forțe. Numai în aceste condiții piesele obținute prin deformare pe o presă vor avea o precizie mare.
Batiurile se execută prin turnare și sudare. Prin turnare se pot executa batiuri din fontă și din oțel. Fonta are avantajul unei turnabilități bune și a unei capacități bune de amortizare, dat fiind conținutul ridicat în carbon. Se toarnă din fontă cenușie, cu Rmin = 260 [N/mm2] și duritatea în jur de 220 HB precum și din fonte speciale, cum ar fi cea modificată. Batiurile turnate din oțel, cu rmin = 450 [N/mm2] au pe lângă greutatea mai redusă și avantajul că se pot realiza îmbinări și prin sudare.
Calculul batiurilor de tip deschis
Acest calcul rezultă din figura 2.4.a., unde:
A – A – fibra medie;
B – B – fibra neutră;
Date de intrare:
Momentul de rezistență la tracțiune este:
Momentul de rezistență la compresiune este:
Momentul de încovoiere va fi:
Tensiunile care iau naștere în batiu vor fi de întindere – compresiune și de încovoiere. Astfel rezultă:
Tensiunile maxime se vor calcula cu ajutorul tensiunii de întindere t.
Momentul încovoietor va deforma fibra neutră B – B cu raza de curbură ,
unde este coeficient ce depinde de forma batiului.
Unghiul de rotire ca un arc de cerc
unde l reprezintă distanța dintre masa presei și arborele principal
2.3.5. Verificarea arborelui
Verificarea se face după modelul grinzilor de egală rezistență, solicitate la încovoiere.
Materialul din care se execută de obicei arborii sunt oțeluri de îmbunătățire sau cele slab aliate cu Cr și Ni (OLC 45, 40Cr10, etc.)
Verificarea arborelui:
Reacțiunile din lagăre sunt: RA = RB = F/2;
Arborele se execută din oțel aliat 33MoC11 cu:
Verificarea la torsiune:
Solicitarea compusă va fi:
CAPITOLUL III
3. INSTRUCȚIUNI DE MONTAJ, ÎNTREȚINERE ȘI EXPLOATARE
3.1. Rodaj și reglare
Operația de rodaj se execută la întreprinderea producătoare după montarea completa a presei și la beneficiar ori de câte ori este cazul.
Pentru rodaj, presa poate fi echipată, sau nu după caz, cu dispozitive pentru automatizarea operațiilor.
Pentru rodaj, presa va funcționa în gol timp de 48 ore, în regim de, lucru cu lovituri singulare și în regim automat și se vor verifica următoarele:
corectitudinea realizării comenzii, acționând pe rând, în ordinea succesiunii manevrelor, butoanele de la pupitrul de comandă și manevrând pedala de comanda.
se verifică daca cuplarea și decuplarea volantului cu arborele cu excentric se face lin, fără șocuri și fără zgomote anormale.
se verifica oprirea berbecului în orice punct, pe cursa de coborâre, până la 30° înainte de P.M.I. în regim de lucru ,,lovituri singulare”. Aceasta verificare se execută prin ridicarea piciorului de pe pedală sau a mâinilor de pe cele doua butoane existente pe pupitrul de comandă.
piesele aflate în mișcare de rotație sau translație trebuie să funcționeze fără încălziri nepermise și fără blocări. Temperatura lagărelor arborelui cu excentric nu trebuie să depășească 60°C, temperatura lagărelor cu rulmenți nu trebuie să depășească 70°C iar pentru celelalte lagăre de alunecare nu trebuie să depășească 50°C.
se verifica inexistența pierderilor de aer în instalația pneumatică;
se verifica buna funcționare a instalației electrice;
se verifica zgomotul produs de presa. Nivelul zgomotului produs nu trebuie să depășească valoarea admisă conform curbei Cz 85 din “Normele departamentale de protecția muncii în industria constructoare de mașini"
După încheierea operației de rodaj se va verifica precizia geometrică a presei în conformitate cu prescripțiile fișei de măsurători
3.2. Pregătirea și punerea în funcțiune
Presa se alimentează de la rețeaua de curent alternativ, la tensiunilor frecvențele specificate.
Alimentarea cu aer se face de la rețeaua de aer comprimat sau de la compresor independent alimentat cu energia electrica prin pupitrul de comanda al presei (dulap cu aparate). Puterea nominala a motorului compresorului nu trebuie să depășească 3 [kW].
Presiunea aerului comprimat va fi de 4-6 bar. La determinarea debitului necesar de aer, în cazul alimentarii prin compresor, se vor avea în vedere consumurile specifice de aer .
Presa va fi conectată mai întâi la rețeaua electrică de curent alternativ și apoi la rețeaua de aer comprimat compresor).
După conectarea presei la rețelele de curent alternativ și de aer comprimat se va alege regimul de lucru al presei în funcție de cerințele procesului tehnologic.
Pentru deconectarea presei se va opri mai întâi berbecul la P.M.S., apoi se va opri alimentarea cu energie electrică și aer comprimat.
3.3. Reguli de exploatare
Pentru aducerea elementelor componente ale presei în situație de funcționare se procedează în modul următor:
De la comutatorul regimului de lucru se alege regimul “reglaj” iar comutatorul regimului de comandă se pune pe poziția 1
Se schimbă cursa presei, în funcție de necesități.
Schimbarea cursei se face în modul următor:
Se deblochează inelul prin slăbirea știftului filetat;
Se rotește inelul cu ajutorul unui levier, în sensul de decuplare a craboților cât este necesar;
Se rotește bucșa excentrica folosind un levier și găurile respective până ce gradația cursei căutate de pe seminelele, vine în dreptul indicatorului
se cuplează craboții prin rotirea inelului în sens invers.
se blochează inelul din nou prin înșurubarea știftului filetat și asigurarea lui prin piulița
Se face reglajul pentru oprirea berbecului la P.M.S.
Acest reglaj este necesar de fiecare data când se schimba cursa presei și se face obligatoriu pentru fiecare cursă. Presele au 7 curse, corespunzător cu 7 poziții ale centrului bucșii excentrice care se rotește pe manetonul arborelui cu excentric cuplându-se cu acesta din 30° în 30.
Manivela mecanismului bielă manivelă este distanța de la punctul A la cele 7 poziții. De două ori lungimea manivelei reprezintă mărimea cursei. Pentru poziția P.M.S. manivela trebuie să fie în prelungire cu biela, iar în acest punct să se oprească la comanda de oprire. Deoarece oprirea este efectuată de came după 360 dacă nu se readuce manivela din pozițiile 1-5 în poziția „0", oprirea se va face în aceste poziții. Manivela rămânând înclinata față de axa presei în poziția de oprire. Pentru înlăturarea acestui neajuns se face o rotire și a axului cu came din dispozitivul de programare cu unghiurile i, corespunzătoare fiecărei curse.
Aceasta va duce la o rotire mai mica de 360° la prima lovitura, prin aceasta manivela oprindu-se după prima lovitură în poziția de P.M.S. adică pe axa presei în prelungire cu biela și efectuând un unghi de rotație = 360- i. În continuare la a doua lovitură și următoarele, manivela va face o rotație completă = 360°. Pentru realizarea acestui lucru, dispozitivul este prevăzut cu două scale.
Gradațiile pe cele două scale sunt însemnate cu valorile curselor și decalate fata de cursa maximă sau poz. ,,0" cu unghiurile . Gradația pentru cursa maximă și cursa minimă se suprapun. Sensurile de dispunere ale gradațiilor pe cele două scale sunt opuse.
Indexorul are un singur riz. Acesta indica mișcarea axului cu came fata de gradațiile de pe scala. După prima lovitura el trebuie să se oprească la comanda de oprire în dreptul primei gradații de pe scala fixa și în dreptul gradației cursei de pe scala mobilă pe care dorim să o obținem.
După ce s-a fixat cursa prin bucșa excentrică se decuplează axul de roata de lanț prin slăbirea șuruburilor și se rotește până când indexorul ajunge cu rizul indicator în dreptul gradației cu cursa respectiva de pe scala mobilă. Se cuplează apoi axul cu roata de lanț prin strângerea șuruburilor având grija ca gradația de pe indexare să rămână în dreptul gradației cursei respective de pe scala mobilă. Apoi se slăbesc știfturile din suportul scalei mobile și se rotește scala mobila până când rizul de pe scala mobila se oprește în dreptul gradației ce indica aceeași cursa pe scala fixa. Se strâng știfturile din nou și se apasă pe butonul de pornire în regim „Lovituri singulare”. După prima lovitura, indexorul va reveni din nou în dreptul gradației cursei prescrise de pe scala mobilă. De asemenea, indicatorul va arata pe cadran oprirea la P.M.S. Rotirea indexorului poate avea loc într-un sens sau altul, după cum cursa cerută de reglare se află pe scala mobila în stânga sau dreapta rizului de pe indexor.
Pentru fixarea unei noi curse, indexorul se rotește numai după gradațiile de pe scala mobilă, iar scala mobilă după gradațiile de pe scala fixă.
În acest fel, manivela care a fost mărită sau micșorata prin rotirea bucșei cu excentric și de asemenea i s-a schimbat unghiul față de axa presei, va reveni în poziția inițiala la P.M.S. (deci în prelungirea bielei) după prima lovitura.
Se va reține de asemenea ca acest reglaj se va face în regim de lucru cu lovituri singulare.
Montarea sculei se realizează în modul următor:
se desfac piulițele;
se scoate din berbec piesa de fixare;
se montează partea superioară a sculei prin introducerea cepului în locașul pentru fixarea sculei.
se montează apoi piesa de fixare și se strâng din nou piulițele;
se asigura cepul sculei prin strângerea șurubului și a piuliței respective;
se montează apoi pe masa presei (cu sau fără placă de înălțare) partea inferioară a scuIei, având grijă să se asigure ghidarea corespunzătoare dintre cele două părți ale sculei. Pentru asigurarea acestei ghidări, se manevrează arborele cu excentric al presei, cu ajutorul unui levier. Poziția părții inferioare a sculei se definitivează după ce se asigură ghidarea corespunzătoare a ei în partea superioara a sculei.
Reglarea distanței dintre masa și berbec la P.M.S. în funcție de înălțimea sculei se realizează în modul următor:
se slăbesc șuruburile de fixare a inelului de blocare;
se atașează manivela la capătul de acționare ai melcului și se rotește melcul antrenând tija filetată rigidizat cu roata melcată în sensul de mărire sau micșorare a distanței dintre masa și berbec.
se scoate manivela;
se strâng șuruburile;
stabilitatea reglajului este asigurată prin autoblocare pe tija filetată și în angrenajul melc-roata melcată.
Daca în timpul procesului de lucru se depășește forța de presare pentru care a fost calibrată placa de siguranță, poansonul foarfecă această placă, tija filetată, împreună cu carcasa și discul tampon, se deplasează în jos, astfel că lamela acționează microîntreruptorul.
Acesta comandă deschiderea distribuitorului pneumatic; aerul din cuplaj este eliberat în atmosferă și arborele cu excentric este frânat.
Pentru schimbarea plăcii de siguranță se procedează în modul următor:
comutatorul se pune pe poziția „reglaj”;
se readuce berbecul la P.M.S. prin mișcare manuală;
se închide regulatorul de presiune prin care sunt alimentați cilindrii de echilibrare;
se scot cilindrii de echilibrare de sub presiune prin slăbirea ventilului de purjare;
se slăbesc șuruburile cu cep, care mențin pana în poziție fixă;
se desfac șuruburile de fixare a capacului și se demontează acest capac;
pana este prevăzută cu o gaură filetată. Cu ajutorul unui șurub se scoate aceasta pană din berbec;
Se interzice ca după scoaterea pieselor enumerate mai sus să se introducă mâna în spațiul gol astfel creat, când cilindrii de echilibrare sunt sub presiune.
Berbecul, fiind legat de cilindrii de echilibrare, este tras în sus, până vine în contact cu discul tampon, putându-se produce astfel accidentarea muncitorului.
Se reface ansamblul înlocuindu-se placa de siguranță forfecată cu una noua;
Se montează acest ansamblu, se fixează cu șuruburile, apoi se strâng șuruburile de fixare a capacului;
Se repun cilindrii de echilibrare sub presiune.
În cazul în care se urmărește eliminarea automată a pieselor ștanțate se procedează la înclinarea presei, în modul următor:
se desfac piulițele de fixare a bolțurilor de legătură batiu-suport dinspre spatele presei și se extrag aceste bolțuri, lăsându-se presa sprijinită în articulație și cric;
se slăbesc piulițele.
se atașează manivela la cric și se rotește în sensul de coborâre până în dreptul găurii de bolț corespunzătoare unghiului de înclinare necesar.
se introduc bolțurile extrase și se fixează prin strângerea piulițelor respective descărcându-se cricul.
se strâng din nou piulițele;
Pentru ridicarea presei se procedează ca mai sus, cu deosebirea ca în acest caz cricul se acționează în sensul de ridicare.
Reglarea balansului în grătarul de protecție:
Se slăbesc șuruburile de fixare a contragreutăților de pe tijele suport și se deplasează contragreutățile în sensul necesar reglării balansului.
Se blochează contragreutățile în noua poziție prin șuruburile respective asigurate prin contrapiulițe.
Instalația de ungere:
La montaj se reglează tensiunile din arcurile celor două supape ale agregatului de pompare astfel încât să se realizeze o funcționare corectă a pompei.
Montarea celor dona came de pe tija cilindrului pneumatic se face astfel incit să rămână un spațiu de siguranță între piston și capacele cilindrului pneumatic de cca. 10 [mm].
La sesizorul electric de presiune se reglează la montaj tensiunea din are astfel incit sesizorul să funcționeze corect.
Tensiunea din arc se reglează cu inele de adaos.
Se fixează pe contorul de impulsuri prevăzut, numărul de curse după care trebuie să se facă ungerea.
3.4. Măsurarea parametrilor funcționali. Reglarea și controlul, funcționării
Parametrii care trebuiesc măsurați în timpul funcționarii presei sunt presiunea aerului diferitelor circuite
Măsurarea se face prin citirea valorilor presiunilor indicate de manometrele respective.
Operațiile de reglaj a diferitelor subansambluri ale preselor sunt următoarele:
3.4.1. Sistemul de antrenare
a) Întinderea curelelor (când se observa reducerea numărului de lovituri la presa).
se slăbește piulița inferioară cu câteva rotații și se rotește piulița superioară în sensul desfacerii, întinzându-se cureaua până la o tensiune corespunzătoare în ramuri. După aceasta se strânge și piulița inferioară, rigidizându-se întregul sistem.
b) Schimbarea curelelor uzate:
Se trage corespunzător înspre afară suportul lagăr, după deșurubarea celor 4 șuruburi de fixare în batiu, până se realizează spațiul de trecere corespunzător între batiu și capul arborelui intermediar.
Se slăbesc șuruburile de întindere a curelelor și se scot curelele vechi.
se introduc curelele după arbore. În acest timp, arborele stă sprijinit prin cuplaj-frână pe bolțurile de frânare legate la batiu.
Se împinge suportul lagăr la loc și se fixează cu șuruburile respective.
se deșurubează știfturile de fixare a bolțurilor de frânare și se trag bolțurile din bucșele frânei, lăsând spațiul liber dintre inelul de frână și suporți.
Se trec curelele peste cuplaj-frână și se pot monta pe roțile de curea.
se împing bolțurile de frână la loc și se fixează cu știfturile filetate.
Curelele uzate se pot demonta prin retezarea lor.
3.4.2. Cuplajul și frână
Reglajul după un timp de funcționare al presei se execută atunci când se constată ca cuplarea și frânarea nu se mai realizează în mod corespunzător știind că jocul inițial între plăcile de frecare cuplaj și flanșă respectiv între placule de frecare frână și flanșă este de 0,5-1 [mm]. Prin măsurarea jocului după o uzură oarecare se poate stabili valoarea uzurii plăcilor de frecare, uzură ce trebuie compensată prin tensionarea arcurilor.
Pentru aceasta se rotesc șuruburile în sensul de înșurubare. Se va tine cont ca la o rotire completă a șurubului se compensează o uzură de 2 [mm]. Uzura maxim admisă a plăcilor de frecare este de 4 [mm], după care se impune schimbarea lor.
Schimbarea plăcilor de frecare se face în modul următor: se desfac șuruburile și se scoate afara segmentul. După înlocuirea plăcilor de ferodou uzate, cu altele noi, se reintroduc în spațiul lor după care se prind cu șuruburile respective..
Schimbarea plăcilor de frecare de la frâna se va face întotdeauna fără a scoate plăcile de la cuplaj pentru a nu deteriora membrana de cauciuc.
3.4.3. Biela cu berbec
a) Reglajul jocului între berber și glisiere (când jocul depășește valoarea de 0,09 [mm] la controlul cu spionul);
se slăbesc șuruburile frontale și laterale de prindere al glisierelor;
după desfacerea piulițelor de blocare se avansează știfturile filetate de sprijin pe ambele părți laterale ale batiului cu cantitatea necesară controlând jocul cu spionul.
se blochează știfturile filetate de reglaj prin piulițele respective și se strâng șuruburile frontale și laterale de prindere a glisierelor.
b) Reglajul jocului în articulația sferică (când se aud bătăi în timpul mersului și se constată cauza, jocul mărit în articulație);
se demontează siguranța
se desface piulița specială folosind în acest scop cheia specială;
se scoate scaunul sferic;
se scot cele două semiinele de reglaj;
se rectifică din grosimea semiinelelor atât cât trebuie pentru ca jocul dintre șurubul cu cap sferic și scaunul sferic să fie cuprins între anumite valori:
se reface montajul.
3.4.4. Sistemul de comandă
Pentru întinderea lanțului (când se constată alungirea exagerată a ramurii libere din cauza uzurii lanțului) se procedează astfel:
se slăbesc șuruburile de prindere a dispozitivului de programare pe batiu;
se deblochează știfturile filetate de reazem de sub tabla dispozitivului;
prin înșurubarea știfturilor se ridică dispozitivul de programare și se aliniază în planul lanțului cu role preluând jocul de uzura din transmisie;
se blochează știfturile de reazem și se strâng șuruburile de prindere ale dispozitivului de programare.
3.4.5. Reglarea jocului în ghidajele dispozitivului
se slăbesc cu 1-3 rotații șuruburile, de prindere a prismei exterioare de ghidare
se deblochează știfturile de reglaj și se avansează prin înșurubare până la realizarea jocului corespunzător în ghidaje;
se blochează din nou știfturile de reglaj și se strâng șuruburilor de prindere a prismei de ghidare;
Toate operațiile de reglaj descrise mai sus se execută cu berbecul oprit la P.M.S. și cu motorul electric de asemenea oprit.
CAPITOLUL IV
4. Măsuri de protecția muncii și a mediului înconjurător în secțiile de deformări plastice
În sectoarele calde, tehnica securității muncii și igiena muncii joacă un rol deosebit de important în complexul general al măsurilor menite să contribuie la îmbunătățirea condițiilor de producție, la asigurarea protecției muncii și la mărirea productivității.
Personalului tehnico–administrativ și organizațiilor sindicale din secții, le revin sarcina de a organiza condițiile de muncă, prin care să elimine bolile profesionale și traumatismele și să asigure securitatea muncii individuale și colective.
Măsurile principale de protecție a muncii care trebuie respectate sunt:
agregatele trebuie să fie prevăzute din fabricație cu dispozitive de protecție;
raționalizarea și mecanizarea proceselor tehnologice, precum și a lucrărilor auxiliare și a reparațiilor;
fișele tehnologice să conțină recomandări concrete esențiale cu privire la tehnica securității muncii pentru anumite operații;
organizarea rațională a locurilor de muncă în concordanță cu regulamentul de protecția muncii și de igienă industrială;
amenajarea sistemelor de ventilare, protecția împotriva radiațiilor termice, respectarea iluminării și încălzirii, la locul de muncă, amplasarea rațională al utilajului în interiorul secției;
verificarea stării tehnice a utilajului și organizarea reparațiilor preventive, în timpul orelor de nefuncționare;
verificarea calității și stării de funcționare a diferitelor dispozitive, scule, etc.;
echiparea muncitorilor cu haine și încălțăminte de protecție corespunzătoare, precum și cu alte mijloace de protecție individuală;
instruirea muncitorilor asupra metodelor de protecție în timpul executării lucrărilor și supravegherea tehnică a aplicării acestor metode, în fiecare zi.
În toate ramurile industriale, securitatea muncii constituie o problemă deosebită căreia i se acordă o mare atenție.
O atenție și mai mare se acordă securității muncii în cazul secțiilor de matrițare, respectiv debavurare, deoarece presele sunt mașinile la care accidentele de muncă se produc cu urmări deosebit de grave, adesea din neatenție.
Interes deosebit trebuie acordat protecției muncii la operațiile de matrițare, respectiv debavurare care se execută cu dispozitive de presare deschise sau la care prelucrarea pieselor se face din semifabricate individuale.
Semifabricatele individuale trebuie introduse direct, de către muncitor, în spațiul dintre placa activă și poanson, adică în zona periculoasă a dispozitivului ale presei de debavurat.
De asemenea, în unele cazuri, eliminarea pieselor din dispozitiv se face tot direct de către muncitor.
În intervalul de timp cât muncitorul se află cu mâna în zona periculoasă a dispozitivului de presare, accidentul se poate produce.
Cauzele producerii accidentului, în timp ce muncitorul se află cu mâna în zona periculoasă a dispozitivului de presare, sunt următoarele :
1.Repetarea accidentală a loviturii sau căderea bruscă a berbecului, fără acționarea mecanismului de comandă a mașinii;
2.Acționarea presei înainte de vreme ducând la coborârea berbecului în timp ce muncitorul continuă să manipuleze piesa în zona periculoasă a dispozitivului de presare;
3.Introducerea mâinii în zona periculoasă a dispozitivului după declanșarea loviturii când muncitorul vrea să îndrepte, în ultima clipă, fără să reușească, piesa așezată greșit în dispozitiv;
4.Ținerea, în mod conștient, a mâinii în apropierea sculelor dispozitivului de debavurare, muncitorul susținând, nepermis piesa, uitarea sau alunecarea accidentală a mâinii în zona periculoasă a dispozitivului de debavurare, după declanșarea loviturii;
5.Declanșarea loviturii, accidental sau inconștient, de către un alt muncitor.
Antrenarea individuală a presei de către motorul electric propriu, prin intermediul curelelor de transmisie, de asemenea constituie o sursă periculoasă care poate provoca accidente.
La aceste prese, se pot produce și electrocutări dacă instalația electrică nu este corespunzătoare sau este deteriorată.
În secțiile de presare se produc și accidente care nu sunt legate direct de mașină, ca, de exemplu accidente în timpul transportului dispozitivelor de presare grele, al semifabricatelor și al pieselor sau tăieri la mâini cu semifabricate sau deșeuri de material.
Revenirea rănilor sau accidentelor de muncă în procesul de producție al secțiilor de presare se poate realiza prin mai multe mijloace, cum sunt :
1.prin utilizarea de către muncitori, a unor scule auxiliare prin alimentarea presei cu semifabricate și pentru înlăturarea pieselor de pe presă (pensete, clești, rigle, etc.);
2.prin întrebuințarea dispozitivelor combinate de presare care să nu prezinte pericol în exploatare;
3.prin înzestrarea preselor cu apărători și mecanisme speciale de protecție;
4.prin înlocuirea metodelor manuale de alimentare a preselor cu semifabricate, cu sisteme mecanice automate sau automatizate.
Conform normelor de protecția muncii întreprinderile și instituțiile au următoarele obligații:
să supună la examen medical pe toți lucrătorii la angajare și periodic pe cei de la locurile de muncă prevăzute în norme;
să asigure echipamentul de protecție pentru toți lucrătorii conform normativelor în vigoare;
să stabilească și să organizeze procesele tehnologice, astfel ca desfășurarea activității să se facă în condiții de deplină securitate și să se controleze respectarea proceselor tehnologice stabilite;
să afișeze instrucțiunile de protecția muncii la fiecare loc de lucru;
să nu pună în funcțiune obiectivele și utilajele decât numai după ce a obținut avizele și autorizațiile de funcționare;
să înregistreze toate accidentele de muncă și să țină o evidență a tuturor cauzelor care provoacă accidente de muncă;
să analizeze cauzele care produc accidente și să ia măsurile necesare pentru prevenirea lor pe viitor.
Conform articolului 13, din normativul de protecție a muncii în industria construcțiilor de mașini răspunderea pentru realizarea deplină a măsurilor de protecție a muncii o au cei care organizează, controlează și conduc procesul de muncă, după cum urmează:
la locul de muncă: șefii de secții, sectoare și ateliere, maiștrii, precum și șefii brigăzilor și echipelor;
la nivelul întreprinderilor și instituțiilor: directorii sau conducătorii acestora.
Angajații au următoarele obligații:
să respecte tehnologia stabilită de întreprindere și disciplina la locul de muncă;
să ia parte la instructajul de protecția muncii;
să aplice și să respecte toate normele și instrucțiunile de protecția muncii;
să folosească corect echipamentul de protecție și de lucru cu care a fost dotat;
să cunoască măsurile de prim ajutor, în caz de accident sau de îmbolnăvire;
să comunice șefilor ierarhici lipsurile sau defectele periculoase ale utilajului la care lucrează, imediat ce le constată;
să anunțe imediat șeful ierarhic, în caz de accidentare a sa sau a angajaților din imediata apropiere.
Angajații răspund de orice acțiune care ar scoate din funcțiune, avaria sau deteriora dispozitivele sau instalațiile de lucru, cele de protecție a muncii sau instrucțiunile afișate la locul de muncă.
Prin accident de muncă sau traumatism industrial se înțelege vătămarea violentă și neprevăzută a corpului muncitorului în timpul executării sarcinilor de producție.
Vătămarea fizică provoacă distrugerea țesutului sau tulburări în funcționarea organismului și diferă după factorii care o produc. După acești factori, accidentele de muncă pot fi clasificate în următoarele categorii:
accidente mecanice care se datorează unor acțiuni mecanice (contuzii, tăieturi, înțepături, fracturi) provocate de căderi, loviri, striviri;
accidente chimice care se caracterizează prin arsuri chimice datorite contactului cu substanțe corozive sau prin intoxicații acute produse de substanțe toxice;
accidente termice, provocate de foc, de contactul cu un corp fierbinte;
accidente electrice, care se datorează acțiunii curentului electric;
accidente provocate de două sau mai multe dintre cauzele citate anterior.
Prevenirea accidentelor de muncă implică studierea cauzelor care le provoacă și care le contribuie la producerea acestora. Printre cauzele care produc accidente se pot enumera: instruirea insuficientă a muncitorilor, folosirea unor metode greșite și periculoase de muncă, supravegherea insuficientă a executării diferitelor operații, lipsa apărătorilor și a dispozitivelor pentru mecanizarea proceselor grele și cu volum mare de muncă.
Mecanismele de transmitere neîngrădite și piesele în mișcare a mașinilor unelte provoacă accidente destul de frecvente. Din această cauză, la mașinile noi toate piesele în mișcare sunt livrate de uzinele producătoare cu apărători. Dispozitivele de protecție trebuie să fie astfel construite încât să nu împiedice muncitorii în timpul lucrului și să fie ușor demontabile, în scopul înlocuirii unor piese, a reviziei, reparațiilor.
O altă cauză a accidentelor o constituie curentul electric care poate provoca organismului omenesc șocuri electrice și traumatisme electrice. Șocul electric este un accident foarte grav, deoarece, de cele mai multe ori, este mortal. Traumatismele electrice afectează numai părțile exterioare ale corpului, provocând arsuri, semne electrice și electrometalizarea pielii.
Aglomerarea locurilor de trecere și a căilor de acces cu materiale care împiedică circulația, precum și neîntreținerea în bune condiții a locului de muncă sunt cauze care provoacă diferite accidente de muncă.
BIBLIOGRAFIE
1. MOLDOVAN V., MANIU ALEXANDRU – „UTILAJE PENTRU DEFORMĂRI PLASTICE”, EDITURA DIDACTICĂ ȘI PEDAGOGICĂ, BUCUREȘTI, 1982.
2. VIRGIL GEAMĂN – „INGINERIA UTILAJELOR TEHNOLOGICE DE FORJARE – MATRIȚARE” – EDITURA UNIVERSITAȚII TRANSILVANIA DIN BRAȘOV, 2002.
3. MANIU ALEXANDRU – „UTILAJE PENTRU DEFORMĂRI PLASTICE”, VOL.I. UNIVERSITATEA DIN BRAȘOV, 1974.
4. TABĂRĂ V., TUREAC ION – „MAȘINI PENTRU PRELUCRĂRI PRIN DEFORMARE” – EDITURA DIDACTICĂ ȘI PEDAGOGICĂ, BUCUREȘTI ,1979.
5. OPREAN A. – ”HIDRAULICA MAȘINILOR UNELTE” – EDITURA DIDACTICĂ ȘI PEDAGOGICĂ, BUCUREȘTI, 1983.
6. MOLDOVAN V., CHIRIȚĂ V. – „EXPLOATAREA RAȚIONALĂ A MAȘINILOR DE FORJAT” – EDITURA TEHNICĂ, BUCUREȘTI, 1979.
* * * – MANUALUL INGINERULUI MECANIC.
Subsemnatul Păduraru Gabriel declar pe propria răspundere că întregul proiect (memoriu + planșe), a fost executat de mine sub îndrumarea D-lui Prof. Dr. ing. JIMAN VASILE.
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: Presa Mecanica (ID: 161668)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.