Prof. Dr. Ing. DRAGOă PARASCHIV [601811]
Prof. Dr. Ing. DRAGOă PARASCHIV
TEHNOLOGII DE RECONDIȚIONARE
ăI PROCESÃRI ALE
SUPRAFEȚELOR METALICE
Prof. Dr. Ing. DRAGOă PARASCHIV
TEHNOLOGII DE
RECONDIȚIONARE
ăI PROCESÃRI ALE
SUPRAFEȚELOR METALICE
EDITURA JUNIMEA
IAăI 2005
Referent științific:
Conf. dr. ing. Lucian C-tin HANGANU
Coordonator serie:
Prof. dr. ing. Dragoș Paraschiv
Carte editatã cu sprijinul Ministerului Educației și Cercetãrii
Seria: OPUS TECHNICUM
ISBN 973-37-0539-x
5INTRODUCERE
Pentru ca parcul de utilaje sã lucreze cu eficiențã economicã
maximã a mecanizãrii și automatizãrii lucrãrilor, pe lângã exploatarea
raționalã și întreținere corespunzãtoa re, trebuie asigurarã organizarea și
efectuarea la un nivel tehnic ridicat a reparațiilor curente și capitale precum
și a asamblãrilor. Acest lucru n ecesitã crearea de condiții privind baza
materialã și cadrele tehnice de specialitate.
În acest scop s-au creat unitãți speci alizate, cu utilaje capabile sã
facã reparații curente și reparații capitale specializate pe tipuri de utilaje.
Este cunoscut faptul cã dupã un anumit numãr de ore de
funcționare, utilajele nu mai au aceiaș i parametri de exploatare, starea
tehnicã se înrãutãțește și apare neces itatea efectuãrii reparațiilor prin care
mașina sã fie repusã în stare normalã de funcționare, pe o perioadã de timp
determinatã.
Perioada de timp dupã care un anu mit tip de mașinã are nevoie de
reparație, s-a determinat pe baza statis ticii pentru fiecare tip în parte. De
asemenea, dacã din punct de vedere te hnic reparațiile se pot face în numãr
nelimitat, putându-se crede cã un anumit tip de mașinã poate fi utilizat un
timp nedefinit, dupã anumite criterii tehnico-economice se poate stabili cu
precizie câte reparații capitale se pot face unui utilaj, pentru ca exploatarea acestuia sã fie economicã.
Dacã utilajele și mașinile, ajuns e la limitele funcționãrii normale, în
loc sã li se refacã parametrii inițiali prin reparare, se reformeazã, s-ar obține
pierderi impresionante pentru econo mia firmelor. Pentru justificarea
necesitãții reparațiilor, valoarea pierde rilor mai sus menționate se pot
calcula cu relația:
P = N
tα(vo A) [lei/an] (1)
în care: Nt numãrul utilajelor de acelaș i tip, aflate în exploatare;
α procentul de utilaje care ar tre bui sã intre în reparație capitalã
anualã;
vo prețul de vânzare al utilajulu i la data intrãrii în exploatare;
A amortizarea pânã la da ta când utilajul ajunge la limita
maximã de uzurã.
Amortizarea se calculeazã cu relația:
o
nefVttA ⋅ = [lei] (2)
6în care: tef – durata de exploatare pânã la prima reparație;
tn timpul normal de amortizare.
Prin introducerea relației (2) în relația (1) se obține:
) 1(
neef
o tttvNP − =α [lei/an] (3)
Dacã se considerã urmãtoarele date:
N = 100.000 bucãți; α = 10%; tn = 8 ani; vo = 1.000.000.000 lei; tef = 4 ani,
atunci:
P = 5 · 10
12 lei/an = 5.000 miliarde lei/an ,
adicã pierderile impresionante, care ilu streazã necesitatea reparãrii utilajelor
și mașinilor în mod corespunzãtor. Din punct de vedere economic r ezultã necesitatea reparațiilor și
canalizarea eforturilor cel or chemați sã îndeplineascã aceste cerințe, spre
realizarea unor reparații de bunã calitate și la prețuri de cost cât mai scãzute,
pentru a permite repararea unui numãr cât mai mare de utilaje.
În ultimul timp se practicã tot mai mult specializarea unitãților de
reparații, în repararea anumitor pãrți al e utilajelor, cu or ganizarea lucrãrilor
în flux, aplicând procese tehnologice mode rne la recondiționãri și folosind
utilajele specifice de înaltã tehnic itate. Introducerea tehnologiilor avansate,
asigurã calitatea reparațiilor, crește rea productivitãții muncii și reducerea
prețului de cost. Lucrarea de fațã se adreseazã în primul rând studenților din domeniul mecanic, dar dã și posibilitatea specialiștilor sã stabileascã cu precizie defectele, zonele de uzurã și mãrimea acesteia la piesele în funcționare, metodele de recondiționare și etapele de asamblare, utilajele
necesare, metode și aparatura de control. Prin abordarea problematicii r econdiționãrilor prin prelucrãri
mecanice sunt studiate o serie de probleme specifice fabricãrii utilajelor și anume: calculul adaosurilor de prelucra re, al dimensiunilor intermediare și
al regimurilor de așchiere, pr ecum și normarea acestor lucrãri.
Sunt date de asemenea, principiile generale de proiectare a proceselor tehnologice de recondiționare și a întreprinderilor de reparație,
mãsurile care se iau la intrarea utilaju lui în reparație, și condițiile calitative
necesare executãrii unor reparații cât ma i economice în condițiile legate de
securitatea muncii.
Autorul
7Capitolul 1
PRINCIPII GENERALE PRIVIND ELABORAREA
PROCESELOR TEHNOLOGICE DE
RECONDIȚIONARE
1.1. Considerații generale
Pentru proiectarea unui anumit produs, cât și pentru fabricarea
acestuia, se urmãrește a se da pies elor caracteristicile necesare în ceea ce
privește calitatea materialului, forma, dimensiunile, precizia și calitatea de
suprafațã, în așa fe l încât sã corespundã integral scopului pentru care a fost
creat.
Toate caracteristicile care concur ã la obținerea unui produs de
calitate, formeazã așa-numitele condiții tehnice ale pieselor ce se executã, care de obicei se prescriu pe desenele de execuție ale acestora.
În cazul unei analize temeinice a de senului pieselor privind forma,
precizia și celelalte condiții tehnice impuse, urmatã de alegerea metodelor
de prelucrare care pot sã le asigure, acestea, se obțin piese ce vor garanta funcționarea corect ã a ansamblului.
În timpul funcționãrii, caracteristicile inițiale ale pieselor se
modificã datoritã defectelor care apar, fie de naturã accidentalã, fie chiar ca
urmare a unei exploatãri și funcționãri normale. ăi într-un caz și în celãlalt
funcționarea produsului se înrãutãțește apãrând necesitatea reparãrii lui, ca
urmare mai ales a uzurii pieselor.
Ținând seama de natura, forma și mã rimea uzurii, pe de o parte, iar
pe de altã parte de calitatea materi alului piesei, condițiile tehnice impuse
acesteia și posibilitãțile existente în unitatea care efectueazã repararea, se
precizeazã metodele de recondiționare, stabilindu-se traseul tehnologic de
recondiționare.
Fiecare organ de mașinã, component al unui utilaj, funcționeazã în
anumite condiții, apãrând un anumit tip de uzurã, de o anumitã mãrime,
care în general se poate aprecia fãrã demontare, pe baza datelor statistice
existente.
Cunoscând precis condițiile în car e funcționeazã (natura frecãrii,
natura ajustajelor, calitatea materialel or în contact, felul ungerii și natura
lubrifiantului), se stabilesc anumite metode tehnologice de prelucrare, fie
pentru restabilirea dimensiunilor iniția le, fie pentru recondiționarea la o
8dimensiune de reparație (inferioarã sau superioarã dimensiunii nominale),
metodã denumitã și recondiționa rea la trepte de reparație.
Datoritã unei practici îndelungate institutele de cercetãri din
domeniu au reușit sã elaboreze, pentru o anumitã etapã, tehnologii tipizate
de reparații pe grupuri de pies e sau pentru piese separate.
Prin aceste tehnologii recondiționarea unei anumite piese se
stabilește a se face într-o anumitã va riantã, care cuprinde anumite metode
de prelucrare. Condițiile concrete ale unitãților de reparat nu sunt
întotdeauna corespunzãtoare prescrip țiilor din tehnologia tip stabilitã, încât,
aceste unitãți se vãd în imposibilitatea folosirii recomandã rilor. în acest caz
se întocmește de unitatea în cauzã o variantã tehnologicã de recondiționare
funcție de condițiile de care dispune, car e sã asigure totuși condițiile inițiale
impuse la fabricarea piesei.
Datoritã acestui aspect în cele ce urmeazã se stabilesc anumite
principii generale de proiectare a tehnologiei de rec ondiționare, impunându-
se, acolo unde este posibil, mai mu lte variante, pentru proiectarea
recondiționãrii aceleiași piese.
1.2. Definirea, scopul și elementele procesului
tehnologic de recondiționare
Fiind vorba despre un proces te hnologic, care trebuie sã asigure o
anumitã precizie pieselor, în decursul procesului tehnologic de recondiționare, utilajele supuse reparație i parcurg mai multe etape, într-o
anumitã ordine impusã de desfãșurar ea logicã a procesului tehnologic, cum
ar fi: pregãtirea utilajului pentru reparare, demontarea acestuia în
ansambluri, subansambluri și pies e componente, spãlarea și sortarea
pieselor, recondiționarea pieselor repara bile și înlocuirea celor nereparabile,
asamblarea și rodarea utilajulu i, recepția și vopsirea lui.
Prin proces tehnologic de reparație se înțelege partea din procesul
de producție al unitãții de reparații, car e cuprinde totalitatea acțiunilor ce se
întreprind pentru restabilirea formelor și dimensiunilor inițiale ale pieselor
ce se recondiționeazã sau prin realizar ea unor dimensiuni noi, de reparație,
pentru realizarea calitãții suprafețelor , precum și realizarea caracterului
inițial al ajustajelor asamblãrilor uzate. Astfel, în procesul de producție al
unitãților de reparație se întâlneș te tehnologia demontãrii utilajului,
tehnologia recondiționãrii pieselor repa rabile, tehnologia de reparație a unor
9piese de mare uzurã (bucșe, axe s imple, roți dințate etc.) și tehnologia
asamblãrii. Procesele tehnologice de reparație se elaboreazã în mai multe situații și anume: – cu ocazia recondiționãrii unor piese pentru care nu sunt elaborate procese tehnologice tip, sau atunci când deși acestea existã, posibilitãțile unitãții de reparat nu permit aplicarea lo r. În acest caz se întocmesc procese
tehnologice de recondiționare prin met ode existente care însã trebuie sã
asigure aceleași condiții tehnice; – atunci când pentru îmbunãtãțirea condițiilor de funcționare se face
modificarea constructivã a unor ansambluri sau piese la utilaje aflate în
exploatare curentã; – în cazul când se schimbã natura materialului (mai ales în cazul
înlocuirii materialelor metalice cu materiale nemetalice de obicei
materiale plastice sau compozite; – atunci când se pune în apli care o propunere de inovație sau
raționalizare privind natura materi alului, forma constructivã, sau
modificarea a însãși tehnol ogiei de recondiționare.
Procesele tehnologice de recondiționare se întocmesc în scopul de a stabili metoda de reparație privi nd demontarea, recondiționarea și
asamblarea, care sã asigure condițiile tehnice impuse, iar pe de altã parte sã
fie și cea mai productivã (dintre metodele posibile de aplicare), sã permitã
stabilirea normelor de timp pe baza cãror a sã se poatã face calculul pentru
necesarul de materiale, piese de schimb, scule și dispozitive și în final, sã permitã calcularea prețului de cost al reparãrii. Procesul tehnologic de recondiționare se executã la diferite locuri de
muncã.
Se numește loc de muncã acea parte din suprafața de producție care
se utileazã cu cele necesare lucrului ce se executã.
În general, procesul tehnologic es te format din mai multe operații.
Operația este acea parte a procesului tehnologic de a cãrei efectuare
rãspunde unul sau mai mulți executanți, pe un anumit loc de muncã,
acționând asupra unui obiect sau a unor grupe de obiecte ale muncii, în
cadrul unei aceleiași tehnologii. Așadar, pr in natura ei, operația este legatã
de locul de muncã. De exemplu, rectif icarea fusurilor paliere și manetoane
ale unui arbore cotit la aceeași mașinã (pe același loc de muncã), este o operație cu toate cã pentru rectifi carea fusurilor-maneton, este necesarã
reglarea mașinii.
10 Operația se poate executa cu o singurã așezare sau cu mai multe
așezãri ale piesei care se prel ucreazã la locul de muncã.
Așezarea este acea parte a operației care se executã o singurã datã la
instalarea piesei pe mașinã în vederea prelucrãrii (așezarea și fixarea executându-se cu ajutorul unor dispoz itive corespunzãtoare). Piesa odatã
fixatã poate ocupa dife rite poziții distincte fațã de mașina-unealtã.
Operația este formatã din mai multe faze. Faza este acea parte a
operației care se caracterizeazã printr-o singurã așezare și poziție a piesei
care se prelucreazã, cu aceleași unelte de lucru și același regim tehnologic,
obiectul muncii suferind o singur ã transformare tehnologicã.
În exemplul dat privind rectif icarea unui arbore cotit, rectificarea
fusurilor paliere care se efectueazã dint r-o anumitã așezare și fixare, cu un
anumit regim de lucru formeazã o fazã a ope rației de rectificare, rectificarea
fusurilor-maneton fãcându-se ca o altã fazã a operației de rectificare a
arborelui cotit. Dacã aceste faze, în exemplul dat, se executã pe mașini de același tip însã diferite, fiecare dint re ele vor constitui o operație.
Recondiționarea unei piese se face prin îndepãrtarea sau aportul unei cantitãți de material pânã se adu ce piesa la forma doritã. Cantitatea de
material depusã sau care se îndepã rteazã în cadrul unei operații, poartã
denumirea de adaos pentru operația (s au faza) datã. Adaosul care trebuie
îndepãrtat sau depus într-o fazã se poate realiza într-o singurã trecere sau mai multe treceri. Trecerea este acea parte a fazei care se repetã identic care cuprinde
acțiunile de îndepãrtare sa u de aport a unui strat de material pe o suprafațã a
piesei, pãstrându-se neschimbatã scula și regimul de lucru. Stabilirea
numãrului de treceri depinde de mu lți factori printre care: mãrimea
adaosului la o fazã, caracterul rec ondiționãrii, rigiditatea sistemului
tehnologic (mai ales a sculei de lucru) etc. Fazele se compun din mânuiri care reprezintã totalitatea mișcãrilor
efectuate de executant în procesul de pregãtire sau realizare a lucrului.
Mânuirile sunt acțiunile auxiliare pentru așezarea și fixarea piesei în
dispozitiv, apropierea sculei de piesã, pornirea și oprirea mașinii, controlul
piesei etc. Mișcarea este cel mai simplu element al activitãții executantului,
fiind cea mai micã parte din mânuire care poate fi mãsuratã în timp (întinderea brațului spre maneta de pornire a avansului sculei, apãsarea pe
buton sau pe manetã, retr agerea brațului etc.).
11 La baza procesului tehnologic de r econdiționare stau operațiile și în
anumite situații fazele de lucru.
1.3. Documentația necesarã elaborãrii proceselor
tehnologice de recondiționare
În momentul introducerii în reparație a utilajului se întocmește foaia
de constatare generalã, iar dupã spãlare și demont are foaia de constatare
detaliatã. Aceastã documentație este necesarã nu atât pentru întocmirea tehnologiei de recondiționare, cât mai al es pentru stabilirea pieselor uzate,
distruse complet, sau lipsã, care vor fi recondiționate sau înlocuite.
1. Foaia de constatare generalã se întocmește în momentul primirii
în reparație și cuprinde date care se referã la:
– aspectul exterior al mașinii, menționându-se starea în care se
gãsește, dacã anumite organe sau subans amble sunt distruse sau lipsesc etc.;
– pe cât posibil precizia stãrii tehni ce a motorului, tr ansmisiei etc.;
– precizarea felului în care au fo st executate îngrijirile tehnice și
volumul de lucrãri executat de la da rea în exploatare sau de la ultima
reparație; – felul reparației ce urmeazã a se efectua;
– alte indicații.
2. Foaia de constatare detaliatã , în baza cãreia se face și
antecalculația reparației, trebuie sã con ținã date referitoare la lucrãrile de
efectuat, precum și date asupra necesarului de materiale și piese pentru efectuarea reparației. Pentru înlocuirea documentație i tehnologice sub formã de file
tehnologice sau plane de operații, în care se precizeazã metodele de
recondiționare și succesiunea lor, sunt necesare ca date inițiale, urmãtoarele:
– desenele de execuție ale pieselor ce se recondiționeazã; – desenele sau cotele suprafețele de uzurã ale pieselor cu toleranțe și
abateri (tab. 1.7.-1.8); – desenele complete a subansambl ului sau ansamblului din care fac
parte piesa cu ajustajele recomandate;
– caracteristicile tehnice ale utila jului existent în unitatea de
reparație care executã recondiționarea; – normele tehnice de control și recepție; – volumul producției (dat de tipul unitãții de reparat).
12 a. Desenul de execuție a piesei ce se recondiționeazã reprezintã una
din datele inițiale cele mai importa nte pentru întocmirea procesului
tehnologic de recondiționare. Analizând desenul de execuție a unei supape de admisie (fig. 1.1),
se pot desprinde urmãtoarele concluzii: -forma și dimensiunile piesei dau indicații asupra utilizãrii acesteia și sculelor necesare recondiționãrii;
– suprafețele de prelucrat, calitatea și precizia acestora, dau indicații
privind metoda de recond iționare, sculele necesare, suprafețele de așezare și
fixare ale piesei și a dispozitivelor ce trebuie folosite; – prin calitatea și precizia suprafeț elor se prevãd aparatele necesare
verificãrii. Analizând desenul urmãtor se poa te stabili pe baza dimensiunilor
piesei cã utilajul este de gabarit redus și specializat (prelucrarea suprafeței
înclinate de contact a supapei cu scaunul ei). Precizia și calitatea de suprafațã reclamã o metodã de prelucra re de precizie ridicatã, cum ar fi
rectificarea. Așezarea și fixarea piesei se va face în bucșã elasticã, mașina
având posibilitatea de înclinare pentru a rectifica suprafața conicã a supapei
(fig. 1.2).
Fig. 1.1. Supapã de admisie
Fig. 1.2. Rectificarea suprafeței conice a talerului supapei
13 Se poate preciza de asemenea, met oda de control a dimensiunilor,
care poate fi prin control direct cu ajutorul micrometrului, sau prin
comparație, cu ajutorul unui etalon fo losind un ceas comparator cu precizie
de (0,01 0,001) mm. b. Cu ajutorul desene lor sau a cotelor supr afețelor de uzurã se
stabilește metoda și traseul tehnologic de recondiționare, cu ajutorul cãruia
se întocmește fișa tehnologi cã sau planul de operații.
c. Desenele de ans amblu și subansamblu din care face parte piesa,
sunt necesare pentru stabilirea tehnologiei de demontare și montare a acesteia. Desenele conțin date refer itoare la dimensiunile de gabarit,
caracterul ajustajelor și precizia elem entului de închidere a lanțului de
dimensiuni. Caracterul ajustajului de multe or i este dat în desenul de execuție.
d. Pentru întocmirea unui proces tehnologic optim este necesar sã se
cunoascã caracteristicile tehnice ale utilajelor existente , privind
posibilitãțile de prelucrare din punct de vedere al dimensiunilor pieselor, a
preciziei pe care o poate asigura, a echipamentului tehnologic de care
dispune etc. În baza listei utilajului existent în unitatea de reparat și a
caracteristicilor acestora, se întocmește traseul tehnologic de prelucrare, cu
alte cuvinte se nominalizeazã metodele de prelucrare.
e. Punctul de control din unitatea de reparat trebuie sã fie înzestrat
cu norme de control și recepție . Normele de control sunt necesare pentru
trierea pieselor și consta tarea defectelor pe care le prezintã dupã demontare,
stabilindu-se piesele bune, piesele pent ru recondiționat și piesele rebut.
De asemenea, aceste norme stau la baza controlului interoperațional
și final al produselor prelucrate. Pe lângã precizarea condițiilor tehnice pe
care trebuie sã le îndeplineascã piesele, se stabilesc metode și aparatul sau
instrumentul de control. Normele de recepție stabilesc de asemenea condițiile tehnice privind ansamblul, subansamblul sau produsul finit, piesele ce se recondiționeazã,
precum și aparatura indicatã în așa fel încât produsul sã-și recapete, pe cât
posibil, parametrii de funcționare inițiali.
f. Volumul producției reprezintã de asemenea o datã inițialã
importantã pentru cã, funcție de mã rimea acestuia, se vor stabili tehnologia
de recondiționare prin fișe te hnologice (în cazul unui volum mic de
producție, în cazul producției individuale sau de serie micã la care nomenclatura producției este foarte va riatã), sau se întocmesc plane de
14operații (în cazul unei producții de serie mijlocie sau mare, cu o
nomenclaturã ceva mai redusã, la un volum de producție mare).
1.4. Metode de restabilire a jocurilor
1.4.1. Metoda dimensiun ilor de reparații
Metoda de restabilire a jocului din îmb inãri prin folosirea pieselor la
dimensiunile de reparație constã în aceea cã la una din piesele îmbinãrii uzate se reface forma geometricã prin prelucrarea la o anumitã treaptã
dimensionalã iar piesa conjugatã se în locuiește. La baza alegerii pieselor
care trebuie pãstrate stau considerente economice. Astfel piesa mai scumpã
se prelucreazã pentru refacerea formei geometrice iar piesa mai ieftinã se
înlocuiește.
Dimensiunile de reparație pot fi standardizate, stabilite pe bazã de
norme interne sau pot avea dimensiuni libere.
La îmbinãrile arbore-lagãr fusurile arborelui se prelucreazã prin
rectificare la o dimensiune mai micã pentru a se reface forma cilindricã iar cuzineții se înlocuiesc cu alții noi car e au diametrul micșorat corespunzãtor.
Numãrul dimensiunilor de reparație ale fusurilor arborelui cotit este dat de
relația:
hd dnn min−= (1.1)
în care: n este numãrul d imensiunilor de reparație;
dn diametrul nominal al fusului arborelui;
dmin – diametrul minim admis pentru ultima dimensiune de
reparație;
h înãlțimea stratului de material mãsurat pe diametrul
fusului, care trebuie î ndepãrtat prin prelucrare mecanicã
pentru restabilirea formei geometrice corecte. In principiu, intervalul dintre dimensiunile de reparație nu se
schimbã, adicã h rãmâne constant. În acest caz dimensiunile de reparație ale
fusurilor sunt date de urmãtoarele relații:
d
r1 = dn h; dr2 = dn 2h; …. (1.2)
15 La îmbinãrile cilindru-piston , prin uzare cilindrul își mãrește
diametrul, se ovalizeazã și devine c onic. Repararea îmbinãrilor constã în
menținerea cilindrului care se alezeazã ia r pistonul se înlocuiește cu altul
nou, având diametrul majorat corespun zãtor. Numãrul dimensiunilor de
reparație ale alezajului este dat de relația:
hD Dnn−=max (1.3)
în care: Dmax este diametrul maxim admis pentru alezaj;
Dn diametrul nominal al alezajului;
h dimensiunea cu car e trebuie mãrit diametrul alezajului
pentru a se restabili forma geometricã corectã. Dimensiunile de reparație ale alezajelor se calculeazã cu relația: D
r1 = Dn h; Dr2 = Dn 2h; z… (1.4)
Metoda dimensiunilor de reparații este simplã și accesibilã, iar prin
aplicarea ei se realizeazã economii însemnate. 1.4.2. Metoda restabilirii formei și dimensiunilor inițiale
Restabilirea dimensiunilor inițiale oferã o rezolvare
corespunzãtoare pentru repararea îmbinãrilor deoarece nu se limiteazã
interschimbabilitatea pieselor iar siguran ța funcționãrii este menținutã. În
procesul de reparare a mașinilor rest abilirea formei și dimensiunilor inițiale
ale pieselor se realizeazã prin sudare, metalizare, acoperire electroliticã sau deformare plasticã.
Încãrcarea prin sudurã cu material de adaos a pieselor uzate
constituie cea mai rãspânditã metodã folo sitã în procesul de reparație. La
refacerea pieselor prin sudare se pot depune straturi cu grosimi apreciabile.
Metalizarea prin pulverizare este o altã metodã care se folosește la
refacerea pieselor uzate. Metalul top it este pulverizat de aerul comprimat
ceea ce face ca piesa sã nu se încãlzeascã prea mult iar materialul de bazã nu suferã modificãri.
Acoperirea electroliticã a pieselor uzate se aplicã la îmbinãrile care
nu pot fi refãcute prin metoda dimens iunilor de reparație sau prin încãrcarea
materialului de adaos cu arc electric sau cu flacãrã de gaze. Prin folosirea
16acestei metode materialul pieselor supuse recondiționãrii se încãlzește la o
temperaturã scãzutã care nu modificã proprietãțile sale.
Prelucrarea prin deformare plasticã constã în refacerea
suprafețelor uzate prin redistribuir ea materialului piesei. În practica
reparațiilor acest procedeu se reali zeazã prin întindere, comprimare sau
refulare, datoritã plasticitãții pe care o au metalele în stare încãlzitã, iar
unele chiar la rece.
Aplicarea în procesul de reparație a metodei de restabilirea a formei
și dimensiunilor inițiale ale pieselor este mai indicatã deoarece dã posibilitatea sã se pãstreze valoarea jo cului optim și a jocului maxim admis.
1.4.3. Metoda înlocuirii pi eselor degradate prin fabricarea
de piese noi
Metoda se aplicã în urmãtoarele situații: – degradãri în timpul exploatãrii și lipsa unor piese de schimb
similare în dotare;
– uzuri avansate sub limita de rezistențã a pieselor; – fabricarea reperelor unor dispozitiv e, instalații sau utilaje unicate.
Prelucrarea mecanicã implicã la fel ca și la celelalte metode,
respectarea condițiilor tehnice prevãzute în desenele de execuție, obținerea
diferitelor tipuri de suprafețe fãcâ ndu-se de regulã pe mașini-unelte
universale sau specializate.
Astfel de mașini se gãsesc în atelierele de reparații.
1.5. Traseul tehnologic de recondiționare
Dupã analiza temeinicã a desenului de execuție al piesei ce se recondiționeazã (analizã necesarã în vederea cunoașterii condițiilor tehnice
pe care trebuie sã le îndeplineascã piesa și dupã recondiționare) se
întocmește desenul sau se precizeazã cote le suprafețelor de uzurã, ținând
seama de volumul producției și natura utilajului disponibil al unitãții de
reparat, se întocmește traseul tehnologi c de recondiționare al piesei. Prin
traseul tehnologic se precizeazã metodele de recondiționare în succesiunea lor logicã, utilajul pe care se face pr elucrarea și suprafața de așezare și
fixare a piesei.
17 Tipul operației de încãrcare se stabilește în funcție de destinația
suprafeței și de mãrimea adaosulu i total, iar numãrul prelucrãrilor
mecanice sunt în concordanțã cu preci zia de prelucrare (tabelul 1.1, 1.8 și
1.9) și calitatea suprafeței (tabelul 1.12).
Tabelul 1.1. Toleranțe și ajustaje clase de precizie
Simbolul
ajustajelor Caracterul ajustajulu i Domenii de aplicare
H9/a9,
H11/a11,
H8/b9, H11/b11,
H12/b12 Jocuri foarte mari Se folosesc foarte rar
H7/c8, H8/c9,
H11/c1 Jocuri mari Asigurarea unei anumite elasticitãți necesare a
pieselor în condiții de solicitãri și mediu
nefavorabile. Asigurarea montãrii ușoare. Joc redus dacã arborele se încãlzește mult mai
mult decât alezajul (d e exemplu ajustajul
H7/c8 la tija supapei în bucșa de ghidare la motoare cu ardere internã)
H7/d8, H8/d9, H9/d10,
H10/d10,
H11/d11 Jocuri mijlocii Asamblãri mobile la mașini grele de exemplu
roți libere pe arbore, lagãre de alunecare în
turbine, mașini de îndreptat, laminoare
H6/e6, H7/e8, H8/e9 Jocuri mijlocii Arbori în lagãre de alunecare cu lubrifiere
abundentã, mult distanțate între ele sau arbori
în mai mult de douã lagãre (de exemplu, H6/e7 la arborele cotit și axul cu came în
lagãrele lor la motoarele cu ardere internã,
lagãrele turbogeneratoarelor, motoarelor
electrice mari etc.
H8/f6,
H7/f6,
H7/f7,
H8/f8, H9/f9 Jocuri mici Arbori în lagãre de alunecare cu lubrifierea
normalã cu ulei sau unsoare, funcționând la
temperaturi nu prea ri dicate (de exemplu
lagãre de reductoare de turație, motoare electrice mici, pompe, mecanisme mijlocii și
ușoare, roți dințate libere pe axe fixe, tije de
tacheți în ghidajul lor, mecanisme de cuplare)
H6/k5,
H7/k6
H8/k7 Ajustaje intermediare
cu strângere probabilã
micã Asamblãri precise cu montaj ușor. Asigurarea
lipsei de vibrații (de exemplu: bolțul
pistonului în piston, bucșele cu ghidare de
cuplare pe arborii cutiilor de vitezã)
18Simbolul
ajustajelor Caracterul ajustajulu i Domenii de aplicare
H6/m5,
H7/m6, H8/m8Ajustaje intermediare
cu strângere probabilã
mai mare Forța de montare redusã în cazul strângerii
probabile, dar apreciab ilã în cazul strângerii
maxime. Asamblãri foarte precise cu joc limitat la maximum (de exemplu, came pe ax,
șuruburi cu tijã de centrare)
H6/n5, ajustaj cu
strângeri foarte mici
(pentru D ≤3 mm) Asamblãri foarte precise fãrã joc, însã fãrã
strângeri prea mari
H8/n8, H7/n6,
H8/n7
H7/n6, H8/n7, ajustaje
intermediare cu joc:
probabil extrem de reduse Asamblãri strânse. Dacã suprafețele în
contact sunt lungi, erorile de rectilinitate sau
coaxialitate contribuie la mãrirea strângerii
H6/p5, H7/p6,
H8/p7 H7/p6 ajustaj cu
strângeri mici (pentru
D≤3 mm) Fixarea pieselor la solicitãri sau în cazul unui
element suplimentar de fixare (pene etc.).
Montarea și demontarea fãrã pericole de deteriorare. Ajustaj tipic cu strângeri obișnuite
la piese de oțel și font ã sau oțel și alamã (de
exemplu roți împãnate pe arbori și butuci, cuzineți în lagãre. La piese din aliaje ușoare
strângerea e prea redusã pentru a asigura
fixarea corespunzãtoare)
H6/p8, ajustaj cu strângeri mici Ca la H7/p6, însã o execuție mai precisã (deci
mai scumpã)
H8/p7, ajustaj
intermediar Se folosește rar
H6/g5,
H7/g6 Jocuri foarte mici Asamblãri mobile numai la mecanisme de
precizie cu solicitãri foarte reduse. Asamblãri
fixe de poziționare a el ementelor (de exemplu
știfturi de centrare, șurubul capului de bielã)
H6/h5, H7/h6,
H8/h8, H8/h7,
H9/h9, H10/h10,
H11/h11,
H12/h12 Joc minim egal cu
zero, joc probabil
foarte mic Asamblãri fixe cu poziționarea precisã a
elementelor.
Asamblãri mobile cu ghidare foarte precisã, cu ajustaje de precizie 5-7 (de exemplu supape
comandate cu arc, articulații în mecanisme
finale). Lanțuri de dimensiuni la montarea în
șir a mai multor piese (de exemplu, roți
dințate pe axul cutiei de vitezã)
19Simbolul
ajustajelor Caracterul ajustajulu i Domenii de aplicare
H6/j5, H7/j6,
H8/j7 Ajustaje intermediare
cu joc probabil foarte
mic sau într-un numãr redus de cazuri cu o
slabã strângere
probabilã Asamblãri fixe cu montare și demontare
ușoarã a pieselor și joc limitat (de exemplu,
roata melcatã pe arbore, capace în corpuri, coroane de roți dințate fixate cu șuruburi pe
capul roții, centrarea semicuplajului)
H7/r6, ajustaj cu strângeri mijlocii Fixare mijlocie la piese din metale feroase și
fixare ușoarã la piese din metale neferoase (de
exemplu bucșe presate în lagãre, ghidaje,
capete de bielã, fixarea rotorilor de pompã pe
arbore)
H6/r5 ajustaj
intermediar Ca la H7/r6 dar o execuție mai precisã (deci
mai scumpã) H6/r5, H7/r6,
H8/r7
H8/r7, ajustaj
intermediar pentru
D>100 mm sau ajustaj
cu strângere pentru D<100 mm Strângere minimã extrem de redusã apropiatã
de zero
H6/s5, H7/s6, H8/s7 Ajustaje cu strângeri
mari Strângeri apreciabile (în special la H6/s5 și
H7/s6). La dimensiuni mari, montarea se face
prin încãlzirea alezajului sau rãcirea arborelui.
Asamblãri cu strângeri mari permanente sau
nepermanente (de exemplu manetonul, în
manivela arborelui cotit, cãmașa de cilindru în
cilindrul din blocul motoarelor
Tabelul 1.2. Câmpuri de toleranțã preferențiale și ajustaje preferențiale
pentru dimensiuni pânã la 500 mm. SISTEMUL ALEZAJ
UNITAR (STAS 8104-98)
H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12
a a9 a11
b b9 b11 b12
c c8 c9 c11
d d8 d9 d10 d10 d11
e e7 e8 e9
f f6 f7/f6 f9 f9
g g5 g6
h h5 h6 h8/h7 h9 h10 h11 h12
20 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12
j j5 j6 j7
k k5 k6 k7
m m5 m6 m7
n n5 n6 n7
p p5 p6 p7
r r5 r6 r7
s s5 s6 s7
t t5 t6
u u5 u6 u7
v v5 v6
x x5 x6 x7
y y6 y7
z z6 z7
Tabelul 1.3. Câmpuri de toleranțã preferențiale și ajutaje preferențiale
pentru dimensiuni pânã la 500 mm. SISTEMUL ARBORE
UNITAR (STAS 81095-98)
h6 h7 h8 h9 h11
A A11
B B11
C D11
D D8
E E7
F f7 F8
G G7
H H7 H7 H9 H9 H11
J J7
K K7
M M7
N N7
P P7
R R7
S S7
U U7
X X7
Z Z7
21 Pentru exemplul dat supapa de admisie (fig. 1.1) ținând seama
de condițiile de funcționare, se c onstatã urmãtoarele defecțiuni:
– uzura suprafeței de cont act cu scaunul (suprafața I);
– uzura supapei (suprafața II);
– uzura suprafeței de contact cu culbutorul (suprafața III).
În baza acestor defecțiuni se întocmește traseul tehnologic de
recondiționare prezentat în tabelul 1.4.
Tabelul 1.4. Traseul tehnologic de recondiționare pentru
supapa de admisie
Nr.
crt. Denumirea operației Utilajul folosit Suprafața de
așezare și fixare
1. Rectificarea suprafeței
frontale de contact cu
culbutorul Mașinã de rectificat
supape Suprafața
exterioarã a tijei
2. Rectificarea suprafeței
tijei Mașinã de rectificat
exterior Între vârfuri
3. Rectificarea suprafeței de
contact cu scaunul
supapei Mașinã de rectificat
supape Suprafața
exterioarã a tijei
4. Control final Dispozitive speciale Între vârfuri
În situația în care existã posib ilitatea ca una sau mai multe suprafețe
uzate, ale aceleiași piese, sã se r econdiționeze prin diferite metode, se
întocmesc mai multe variante de trasee tehnologice, adoptându-se acea variantã care are indici tehnico- economici superiori (condițiile tehnice
impuse, productivitate sporitã , preț de cost redus).
Pentru aceleași exemple, se poate face recondiționarea uzurii tijei supapei și prin cromare, urmatã de rectificarea la dimensiunea inițialã. În
aceastã situație traseul tehnologic de r econdiționare a supapei este prezentat
în tabelul 1.5.
22Tabelul 1.5. Traseu tehnologic de recondiționare a supapei
(la dimensiuni inițiale)
Nr.
crt. Denumirea operației Utilajul folosit Suprafața de
așezare și fixare
1. Rectificarea suprafeței
frontale de contact cu
culbutorul Mașinã de rectificat
supape Suprafața
exterioarã a tijei
2. Rectificarea tijelor
pânã la dispariția urmelor de uzurã Mașinã de rectificat
exterior Între vârfuri
3. Cromare Baie de cromare Dispozitive
speciale
4. Rectificarea tijei la
dimensiunea inițialã Mașinã de rectificat
exterior Între vârfuri
5. Rectificarea suprafeței
de contact cu scaunul Mașinã de rectificat
supape Suprafața
exterioarã a tijei
6. Control final Dispozitive speciale Între vârfuri
Indiferent de varianta adoptatã dupã efectuarea unor calcule tehnico-
economice, piesele conjugate se vor alege în așa fel încât sã fie asigurat
caracterul ajustajului între ele (valoa rea jocului sau a strângerii prescrise).
Este absolut necesar a se întocmi traseul tehnologic, chiar și într-o
singurã variantã, înainte de întoc mirea fișei tehnologice a planului de
operații, pentru cã se precizeazã utilajul necesar, dispozitivele și aparatura
indicatã realizãrii condițiilor tehnice impuse.
1.6. Întocmirea și conținutul fișei tehnologice și a
planului de operații
1.6.1. Întocmirea și conți nutul fișei tehnologice
Dupã stabilirea traseului tehnologic cu operațiile necesare recondiționãrii, calculul regimurilor de lucru și a normelor de timp, se
elaboreazã fișa tehnologicã sau planul de operații.
23 Se elaboreazã fișa tehnologicã în ateliere mecanice de reparații,
adicã acolo unde nomenclatura producției este foarte variatã iar seria de
fabricare redusã. Fișa tehnologicã, pentru a fi utilã atelierelor, trebuie sã cuprindã:
– desenul de execuție a piesei; – denumirea piesei; – materialul din care este executatã și eventual tratamentul termic
recomandat;
– denumirea defectului, metoda de stabilire a acestuia și aparatul sau instrumentul folosit; – precizarea dimensiunilor inițiale , jocul sau strângerea cu piesa
conjugatã, dimensiuni admise pânã la reparație, jocul sau strângerea
maximã admisã, cota de reparație;
– denumirea operației de recondiționare;
– tehnologia sumarã; – condiții tehnice; – utilajul, dispozitivele, sculele și verificatoarele necesare, cu
stabilirea metodei de control. În tabelul 1.6 se prezintã o fișã tehnologicã de recondiționare la
treaptã de reparație pe ntru arborele din fig. 1.3.
Fig. 1.3. Arbore în trepte
24
Tabelul 1.6. Model fișã tehnologicã
FIăA TEHNOLOGICÃ PENTRU RECONDIȚIO NAREA LA TREAPTA DE REPARAȚIE
Dimensiuni
Nominal Admis pânã la
reparație Nr. crt. Denumirea
operației
Dimen-
siuni Tole-
ranțe Dimen-
siuni Tole-
ranțe Cota de
reparațieMetoda de
reparație Utilaje și SDV Tehnologie
sumarã
1. Tratament
termic recoacere Cuptor tratament
termic Încãlzire peste punctul de
transformare și rãcire cu
cuptorul
2. Îndreptare îndreptare Presa PAI 16 Se așeazã pe prismã și se
îndreaptã cu sãgeata inversã egalã cu deformarea
3. Recondiționare
filet 30 +0,28 30,3 2430,0
26,0+
− filetare Strung SNA 329
cuțit din oțel rapid p=2 mm; t=0,33 mm;
Nt=6,14 min
4. Frezare canal
panã 10 -0,14
-0,36
-0,048 -0,20 10,1 10,3
36,0
020+
−frezare prin
majorare cu
0,3 mm Mașinã de frezat
cilindro-frontalã FU-
32 t=2,4 mm; td=0,013
min/dinte; Nt=2,99 min
250 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 Rectificare de
degroșare 25 -0,048
-0,016 rectificare de
degroșare Mașinã de rectificat
RU-350 disc abraziv
E40KC t=0,014 mm/c.d; v=10,78
m/min, vd=25 m/s
30 -0,014
-0,054 rectificare de
finisare Mașinã de rectificat
RU-350 disc abraziv E40KC i=0,015 mm/c.d.
N
t = 1,69 min
25 -0,021
-0,54 rectificare de
finisare Mașinã de rectificat
rotund exterior
RU350 t =0,015 mm/c.d.
vp=15 m/min;
vd=30 m/s 6. Rectificare de
finisare
30 -0,021
-0,010 Mașinã de rectificat
rotund exterior 350 t=0,015 mm/c.d
vp=15 m/min; vd=30 m/s
26 1.6.2. Întocmirea și conținut ul planului de operații
Planul de operații se întocmește acolo unde organizarea producției,
volumul și nomenclatura producției, precum și dotarea unitãții, permite
defalcarea tehnologiei de reparații pe ope rații și faze cu respectarea strictã a
regimului de lucru, normãrii te hnice și a altor prescripții.
Planul de operații trebuie sã cuprindã: -denumirea piesei; -utilajul pe care se executã operația de recondiționare;
-denumirea operației;
-schița piesei, cu indicarea dimens iunilor strict necesare executãrii
operației, în care se precizeazã toleranț ele, abaterile de formã maximã
admisibile, abaterile de la poziția r eciprocã a suprafețelor, calitatea de
suprafațã etc.;
-instrucțiuni suplimentare care se referã la condițiile concrete de
lucru;
-dispozitivele, sculele, verificatoarele necesare; -regimul de lucru și norma de timp.
Dacã operația se executã din mai multe faze, acestea sunt
menționate pe foaia de operație, precizându-se de asemenea sculele,
verificatoarele, regimu l și norma de timp.
Planul de operații (care cuprinde atâtea foi câte operații sunt stabilite
în traseul tehnologic), serv ește executantului în at elierul de prelucrare.
În tabelul 1.7 este prezentatã o paginã a unui plan de operații.
27
Fig. 1.7 . Foaie de plan de operație
28
1.7. Alegerea materialelor, semifabricatelor și a
tratamentelor termice în vederea recondiționãrii
Este cunoscut faptul cã restabilirea condițiilor funcționale ale
ansamblurilor sau subansamblurilor dife ritelor mașini, în urma uzurii sau
distrugerii elementelor constructive, se face pe douã cãi:
a. recondiționarea elementelor cons titutive uzate, prin metodele care
se prezintã în capitolele urmãtoare;
b. fabricarea din nou a elementelor constructive, uzate sau distruse,
pentru care nu este rentabilã, sa u posibilã recondiționarea lor.
Pentru cea de-a doua cale, privind restabilirea proprietãților
funcționale ale elementelor constitutiv e ale mașinilor, se pune problema
alegerii materialelor și a semifabri catelor în vederea fabricãrii lor.
Se știe însã, cã la stabilirea materialelor și a metodelor de
semifabricare a elementelor constitutiv e primeazã factorii funcționali, adicã
se aleg materiale și metode de semifabricare care asigurã cea mai bunã
comportare funcționalã în exploa tarea elementelor constitutive ale
mașinilor. Fãrã îndoialã cã, la stabilir ea materialelor și semifabricatelor se
au în vedere și posibilitãțile tehnol ogice de fabricare a elementelor
constitutive, cu cheltuieli minime de muncã vie și materializatã.
29
Tabelul 1.8. Toleranța T, µm, pentru dimensiuni de la 1 pânã la 500 mm (STAS 8100/4-88)
Treapta de precizie Dimensiunea nominalã,
în mm 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Peste 1 pânã la 3 4 6 10 14 25 40 60 100 140 250 400 600
Peste 3 pânã la 6 5 8 12 18 30 48 75 120 180 330 480 750
Peste 6 pânã la 10 6 9 15 22 36 58 90 150 220 360 580 900
Peste 10 pânã la 18 8 11 18 27 41 70 110 180 270 430 700 1100
Peste 18 pânã la 30 9 13 21 33 52 84 130 210 330 520 840 1300
Peste 30 pânã la 50 11 16 25 39 62 100 162 250 420 620 1000 1600
Peste 50 pânã la 80 13 19 30 46 74 120 190 300 460 740 1200 1900
Peste 80 pânã la 120 15 22 35 54 87 140 220 350 540 870 1400 2300
Peste 120 pânã la 180 18 25 40 63 100 160 250 400 610 1000 1600 2500
Peste 180 pânã la 250 20 29 46 72 115 185 290 450 720 1160 1850 2900
Peste 250 pânã la 315 23 32 52 81 130 210 320 520 800 1300 2100 3200
Peste 315 la 400 25 36 57 89 140 230 360 570 840 1400 2400 3600
Peste 400 la 500 27 40 63 90 155 250 400 630 900 1550 2500 4000
Observație : Valorile toleranțelor din tabel sunt valabile atât pentru prelucrarea suprafețelor de revoluție cât și a
suprafețelor plane.
30
Tabelul 1.9. Toleranța T, pentru dimens iuni peste 500 pânã la 5000 mm
Treapta de precizie
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Dimensiunea
nominalã, în mm
Valori, în µm
Peste 500 la 630 44 70 110 175 280 440 0,7 1,1 1,75 2,8 4,4
Peste 630 la 800 50 80 125 200 320 500 0,8 1,25 2,0 3,2 5,0
Peste 800 la 1000 55 90 140 230 360 560 0,9 1,40 2,3 3,6 5,6
Peste 1000 la 1250 66 105 165 260 420 660 1,05 1,65 2,6 4,2 6,6
Peste 1250 la 1600 78 125 195 310 500 780 1,25 1,95 3,1 5,0 7,8
Peste 1600 la 2000 91 150 230 379 600 920 1,5 2,3 3,7 6,0 9,2
Peste 2000 la 2500 110 175 280 440 700 1100 1,75 2,8 4,4 7,0 11,0
Peste 2500 la 3150 135 210 330 450 860 1350 2,1 3,3 5,4 8,6 13,5
Peste 3150 la 4000 – 260 410 660 1050 1650 2,6 4,1 6,6 10,5 16,5
Peste 4000 la 5000 – 320 500 800 1300 2000 3,2 5,0 8,0 13,0 20,0
31Tabelul 1.10. Corelația informativã dintre rugozitate și precizia dimensionalã
Toleranța fundamentalã
IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 Dimensiunea
nominalã, în mm
Rugozitatea suprafețelor Ra, în µm
Peste 1 pânã la 3 1,6-6,3 3,2-12,5
Peste 3 pânã la 6 0,1-
0,4 0,2-
0,8 0,4-
1,6 0,8-
3,2
Peste 6 pânã la 10
0,1- 0,4
Peste 10 pânã la 18
0,1- 0,4 0,4-
1,6 0,8-
3,2 6,3-
25
Peste 18 pânã la 30 0,02-
0,1
0,05-
0,1 0,2-
0,8
1,6-
6,3 1,6-
6,3 3,2-
12,5
Peste 30 pânã la 50 6,3-25
Peste 50 pânã la 80 0,05-
0,2
0,2-
0,8 0,2-
0,8 0,4-
1,6 0,8-
3,2 3,2-
12,5
Peste 80 pânã la 120
Peste 120 pânã la 180
0,1-
0,4
0,2-
0,8 1,6-
6,3 6,3-
25 12,5-
50
Peste 180 pânã la 250
0,8-
3,2 3,2-
12,5
Peste 250 pânã la 315 0,1-
0,4 0,4-
1,6
Peste 315 pânã la 400 12,5-50
Peste 400 pânã la 500 0,2-
0,8
0,2- 0,8 0,4-
1,5
0,4- 1,6
0,4-
1,6
0,8-
3,2 0,8-
3,2
1,6-
6,3 1,6-
6,3
3,2-
12,5 3,2-
12,5
6,3-
25 6,3-
25
12,5-
50
25-100 25-
100
32 Tabelul 1.11. Corespondența dint re treapta de pr ecizie și metoda
de prelucrare
Metoda de prelucrare Caracterul prelucrãrii Treapta de precizie
1. Strunjire (exterioarã,
interioarã) -degroșare
-finisare
-foarte finã (cu diamant) 10,11,12, 13
7,8,9,10
6,6,7
2. Frezare (cilindricã, planã) -degroșare
-finisare -foarte finã 9…10,11,12
8,9,10 7
3. Rabotare -degroșare
-finisare 10,11,12
8,9,10,11
4. Gãurire 9,10,11,12
5. Adâncire 8,9,10,11,12
6. Alezare -degroșare
-finisare -foarte finã 6,7,8
6,7 5,6
7. Rectificare -degroșare
-finisare
-foarte finã 7,8,9,10
6,7,8
5,6,7
8. Honuire Lepuire Rodare -medie
-finã 6,7
5,7
9. Filetare -cu filiere
-cu cuțit pieptene, frezare -rectificare 6,7,8
6,7,8 5,6,7
10.Danturare -prelucrarea cu scule din
Rp sau CM
-rectificare 6,7,8,9,10
5,6
Observații : S-a notat cu Rp oțelul rapi d și cu CM carburi metalice.
33 Tabelul 1.12 . Rugozitãți de suprafațã obți nute prin dife rite procedee
tehnologice, în µm
Denumirea
procedeului Ra, în µm Denumirea
procedeului Ra, în µm
Turnare
-în nisip -în cochilã -sub presiune
12,5-100 1,6-25 0,4-6,3 Alezare
-prealabilã -finisare
0,8-3,2 0,2-1,6
Forjare -liberã -în matrițã
1,6-25 1,6-3,2 Broșare
-finã -foarte finã
0,8-3,2 0,4-0,8
Sablare 12,5-100 Frezare
-degroșare
-finisare
-netezire
12,5-100
3,2-12,5
0,4-3,2
Laminare -la cald -la rece
6,3-100 0,2-3,2 Danturare
-rabotare -frezare -șeveruire -rectificare
1,6-3,2 1,6-3,2 0,8-1,6 0,2-0,8
Extrudare 0,2-1,6 Rectificare
-degroșare
-finisare -netezire
0,8-3,2
0,4-1,6 0,05-0,2
Tãiere -cu cuțitul -cu fierãstrãul
12,5-100 1,6-12,5 Supranetezire
-netedã -foarte netedã
0,05-0,2 0,012-0,1
Strunjire -degroșare -finisare
-netezire cu
carburi -netezire cu diamant
6,3-100 3,2-12,5
0,4-1,6 0,2-1,6 Lepuire 0,012-0,1
Rabotare -degroșare -finã
-foarte finã Honuire
-prealabilã -finã
0,1-0,8 0,012-0,1
34Denumirea
procedeului Ra, în µm Denumirea
procedeului Ra, în µm
Burghiere
-degroșare -finisare Lustruire 0,12-0,1
Aceste criterii, de care se ține seama la fabricarea mașinilor în
uzinele constructoare, trebui avute în vedere și la repa rarea curentã, sau
capitalã a mașinilor. Dar, aceasta presupune ca atelierele de reparații sã fie
dotate tehnic la nivelul uzinelor constr uctoare de mașini, lucru care este
imposibil. Pe baza condițiilor existente, se va alege una din variantele de compromis: – aprovizionarea cu piese de schimb de la uzinele constructoare de
mașini;
– aprovizionarea cu semifabricate de la uzinele constructoare de
mașini; – stabilirea unor materiale și metode de semifabricare cu proprietãți cât mai apropiate de materialele și semifabricatele folosite inițial la
confecționarea pieselor, în uzin ele constructoare de mașini.
1.7.1. Materiale folosite la reparații
Materialele folosite sunt material e metalice feroase (oțeluri, fonte),
metalice neferoase (bronzuri, alame, a liaje de Al, Mg) și nemetalice (mase
plastice, lemn etc.). Alegerea unuia sau altuia dintre materiale depinde de
condițiile reale în care funcționeazã pies ele, alegându-se proprietãțile fizice
(conductibilitatea termicã, coeficientul de dilatare termicã, coeficientul de
dilatare liniarã, conductibilitatea electricã, rezistivitatea, coeficientul de
temperaturã al rezistivitãții), mecanice (rezistențã mecanicã, elasticitatea,
plasticitatea, ecruisarea, tenacitatea, duritatea, rezistența la obosealã și
uzurã) și tehnologice (forjabilitatea, turnabilitatea, așchiabilitatera,
saudabilitatea, cãlibilitatea), adecvate. Oțelurile și tratamentele termi ce recomandate pentru organele de
mașini de uz general s unt date în tabelul 1.13.
35Tabelul 1.13. Oțeluri și tratamente reco mandate pentru organe de
mașini de uz general
Tipul piesei Oțeluri și trat amente termice recomandate
ORGANE DE MAăINI
Arbori canelați, arbori cu
profil OLC20, 18MNCr10, 18MoCrNi15, 13CrNi30, cimentate
și ulterior tratate termic; OLC45; 38Mn16, 34MoCrNi15,
41MoCr11, 50VC11
Îmbunãtãțite la 35-45 HRC. pentru reducerea
deformațiilor se recomandã cãlirea izotermã la
martensitã, în bãi de sãruri cu temperatura de 200oC
ătifturi OL37, OL50-OL70 netratate; OLC25-OLC60 netratate
termic sau îmbunãtãțite
Pene OL50-OL70 netratate; OLC35-OLC60 netratate termic
sau îmbunãtãțite
Piulițe OL37-OL60, AUT12, OP25 netratate, OLC25-OLC45,
35Mn16, 35MoCr11, 40Cr10, 41MoCr11, AUT30, AUT40 îmbunãtãțite
ăuruburi (obișnuite, buloane. prezoane speciale etc. Idem cu piulițele (excepție OP25), OLC25, OLC35
cianurate și cãlite la 56-62 HRC
ăaibe, rondele (brute, obișnuite, speciale) OL34, OL37 netratate
ORGANE DE ASAMBLARE
Cuplaje OL60, OL70 netratate, OT550, OT600 tratate termic
Arbori cu flanșe dintr-o bucatã
pentru cuplaje rigide OLC35, OLC45, 40Cr10, 41MoCr11 Îmbunãtãțite la
30-40 HRC, OL50, OL60 normalizate
Discuri de turbine cu abur sau
gaze OLC45, 40Cr10, 33MoCr11, 34MoCrNi15
îmbunãtãțite
Arbori, osii (bare de torsiune, axe auto, osii de vagoane, axe
cardanice și planetare, fuzete, arbori melcați principali etc.) OLC35-OLC50, 35Mn16, 40Cr10, 41MoCr11,
34MoCrNi15, 21MoMnCr12, 18MoCr10,
28TiMnCr12 îmbunãtãțite, cu eventualã cãlire superficialã a fusurilor
Arbori cotiți OL50, OL60, OLC 45, OLC60, 35Mn16, 40Cr10
îmbunãtãțite la 20-30 HRC, fusurile cãlite superficial (2-5 mm)
Came, arbori cu came OLC15, OLC20, 15Cr08, 13CrNi30, 21MoMnCr12
cementate și cãlite; OLC45, 40Cr10, 35Mn16 îmbunãtãțite și cãlite superficial. Se mai pot utiliza
fonte aliate îmbunãtãțite sau normalizate și cãlite
superficial
Roți dințate
-foarte greu solicitate (viteze
periferice mari >12 m/g și 13CrNi30, 18MoCrNi13, 20MoNi35, 21MoMnCr12,
21TiMnCr12 cementate (1,5 mm) și cãlite (58-62)
HRC la suprafațã și (30-40) HRC în miez
36Tipul piesei Oțeluri și trat amente termice recomandate
încercãri specifice mari,
combinate cu șocuri)
-greu solicitate (viteze și
presiuni mari; șocuri)
-mediu solicitate (viteze
medii, 8-12 m/s, presiuni mari, șocuri)
-mediu solicitate (viteze medii
mici și medii; 4-8 m/s,
presiuni mari, fãrã șocuri)
-slab ssolicitate (viteze medii; 6-12 m/s, presiuni mici șocuri)
-slab solicitate (viteze mici <6
m/s, presiuni mici, cu sau fãrã
șocuri)
-foarte slab solicitate 18MoCrNi13, 13MnCr10, 15Cr08 cementate (1,5 mm)
sau carbonitrurate (0,6-0,8 mm) și cãlire (55-60 HRC
la suprafațã și 20-30 HRC în miez)
OLC45, 40Cr10, 41MoCr11 îmbunãtãțite (30-35 HRC)
și cãlite superficial (50-55 HRC)
40Cr10, 50VCr11, 41MoCr11 îmbunãtãțite (45-50 HRC); eventual cianurate (0,2-0,3 mm) cãlite direct și
revenite jos (55 HRC la suprafațã și 40-45 HRC în
miez); îmbunãtãțite (40-45 HRC) și cãlite superficial
(52-56 HRC)
OLC15, OLC20 cementate (0,6-1 mm) și cãlite (55-60 HRC la suprafațã); carbonitrurate (0,4-0,6 mm) și cãlite
direct
OLC45, 35Mn16, 40Cr10, 35MnSi12 îmbunãtãțite (20-
25 HRC). Oțeluri carbon sau aliaje turnate
Oțeluri carbon (0,25-0,5% C) netratate; oțeluri sau fonte turnate
Melci (arbori melcați) 13CrNi30, 21MoMnCr12 cãlite și revenite (58-63
HRC) OLC45, 40Cr10, 41CrNi12 cãlite și revenite (45-55 HRC)
Eclise OLC45, 40Cr10, 50VCr11 îmbunãtãțite (40-50 HRC)
Role (bucșe), bolțuri OLC15, OLC20, 15Cr08, 18MNCr10, 21MoMnCr12
ORGANE DE TRANSFORMARE A MIăCÃRII
Biele (capete) OLC25-OLC45. 35Mn16, 40Cr10, 50VCr11,
33MoCr11, 41CrNi12, îmbunãtãțite (210-280 HB)
Buloane de bielã 35Mn16, 33MoCr11, 40Cr10, 41CrNi12, 34MoCrNi15
îmbunãtãțite (20-30 HRC)
ORGANE CU MIăCARE DE TRANSLAȚIE
Supape de admisie, de evacuare (scaune, tije) OLC45, 40Cr10, 41CrNi 12 îmbunãtãțite, 38MoCrAl09
Bolțuri de capete de cruce, de
pistoane OLC10, OLC15, 15Cr08, 15CrNi15
Pistoane, capete de pistoane OL50, OL C35 forjate, eventual îmbunãtãțite, OT55
Tije de legãturã OL50, OL60, OLC35, OLC45, 40Cr10, 50VCr11
Cãmãși de cilindru 38MoCrAl09 nitrurat,, oțel turnat, fontã cenușie
Ghidaje Oțeluri carbon, carbon de îmbunãtãțire cãlite (total sau
superficial); fontã cenușie sau cãlitã superficial
Fontele sunt aliaje Fe-C al cãrui conținut de C cel mai frecvent, cuprins între 2,2-3,8%, în prezența elem entelor Si, Mn, P. Au sudabilitate
mecanicã și rezistențã mecanicã redusã dar au turnabilitate foarte bunã și
capacitate de amortizare a vibrațiilor.
37 Recomandãrile privind utilizarea fontelor cenușii și cu grafit
nodular sunt date în tabelul 1.14 și 1.15. Fontele maleabile sunt fonte s uperioare obținute prin grafitizarea
celor albe turnate în piese, print r-un tratament caracteristic (recoacere de
maleabilitate) STAS 569-79.
Fontele aliate sunt fonte cenușii, albe sau maleabile care datoritã
prezenței unor elemente de aliere ca: peste 0,3% NI, Cr, Cu sau W, peste 0,1% Mo, V sau Ti, mai mult de 2% Mn și 4% Si, posedã caracteristici
mecanice îmbunãtãțite, inclusiv rezistențã la uzare, temperaturi înalte și
coroziune. Compoziția și destinația aces tor fonte sunt date în tabelul 1.16.
Aluminiul, datoritã proprietãților sale, mai ales a plasticitãții este
recomandat pentru piese cãrora li se cere o vitezã maximã de transport a
cãldurii (pistoane, schimbãt oare de cãldurã etc.).
Aluminiul primar STAS 7607-80 se prelucreazã bine prin deformare plasticã, ecruisare conducând la dublar ea limitelor de elasticitate și duritate.
În construcția de mașini se utilizeazã de obicei aliaje de Cu, Mg, Zn, Mn,
Ni, Fe, elemente care conduc la îmbunãtãțirea proprietãților mecanice cât și a celor tehnologice, fãcând oportunã ap licarea tratamentelor termice de
durificare.
Tabelul 1.14. Utilizãri ale fontelor cenușii și grafit
Marca recomandatã
Domeniul de
utilizare Exemple Fc100 Fc150 Fc200 Fc250 Fc300 Fc350 Fc400
Piese turnate:
-slab solicitate, fãrã
frecare Capace, cutii, plãci de bazã,
suporți, lingotiere mari,
mijlocii
*
*
-mediu solicitate la
frecare sub 5 daN/mm2 Cãrucioare, suporți, lingotiere mici
*
*
-cu pereți subțiri Mașini agricole, textile de
cusut, de calcul
*
*
-cu compactitate
ridicatã, pentru p=10-30
daN/mm2 Diferite organe de mașini,
țevi, vane, ventile, fitinguri
*
-de mare importanțã Blocuri motor, chiulase,
pistoane, cilindri,
compresoare, pompe, batiuri, corpuri axe, volanți
(*)
*
*
*
38Marca recomandatã
Segmenți (motoare cu
aprindere prin scânteie,
diesel), axe, roți dințate, mufe
și alte organe de legãturã,
matrițe (arbori cotiți)
*
*
*
* -cu tenacitate ridicatã
Arbori cotiți, roți de
dimensiuni mari, corpuri de
pompe hidraulice
*
*
Tabelul 1.15. Utilizarea fontelor cu grafit nodular
Marca Caracteristici Exemple de utilizare
Fgn370-17 Piese pentru mașini agricole,
autovehicule (în locul fontei cenușii, pentru micșorarea greutãții pieselor)
Fgn400-12 Așchiabilitatea foarte bunã,
plasticitate bunã Piese sub presiune (corpuri de pompe și
vane) piese ale construcțiilor navale (elice), piese pentru mașini agricole,
piese solicitate la șoc etc.
Fgn450-5 Matrițe, armãturi etc.
Fgn500-7 Structurã ferito-perliticã
Corpuri de compresoare, piese pentru
utilaje minere, de transport (arbori cotiți)
Fgn600-2 Rezistențã ridicatã în stare
brut turnatã, calitate
superficialã Segmenți de platon, roți dințate, matrițe,
piese în contact cu arbori tratați termic,
cilindri de laminor
Fgn700-2
Fgn800-2 Structurã finã (dupã
normalizare și revenire sau
aliere) plasticitatea și
rezistența la uzare foarte
bunã Arbori cotiți de mari dimensiuni (pentru
motoare diesel), piese pentru turbine, roți
dințate și pinioane, came, ghidaje, piese
pentru mașini agricole, saboți de frânã
Tabelul 1.16 . Utilizarea și compoziția fontelor albe
Compoziția Utilizarea
C Si Mn P Ni Cr Mo V Cu
Fonte
superioare
de mașini 2,8-
3,3 1,8-
2,5
1,4-
2,5 0,75
0,8 0,35 1-2,5
0,5-2
0,5-1 –
0,4
0,6
390 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Mașini
unelte 3-3,4
2,8-
3,2 2,2-
2,6
1-1,6 0,8
0,9 0,6
0,4 1,5
1 0,25-
1,2
Matrițe 3-3,3
3-3,3 1,8-
2,2
1-1 0,64
0,7 0,35
0,35
1-2,5
0,8 1-
1,65
0,6 0,2
Roți dințate 3,1-
3,5 1-1,6 0,7 0,2 1,5 0,4 0,6
Pinioane 3-3,4 1,2-
2,4 0,7 0,8 0,25-
0,5 0,4-
0,8
Blocuri
motor și
chiulase
auto 3,2-
3,4 2-2,2 0,7 0,35 0,2 0,3-
0,5 0,5-1
Pistoane 3,5 2 0,8 0,25
Arbori cotiți 2,5-3 1,8-
2,5 1,8-
2,5 0,7 0,2 1-1,5 0,3-
0,5 0,5-1
Axe cu
came 3,1-
3,3 2-2,4 0,6 0,3 0,2-
0,4 0,3-1 0,4-
0,6 (0,8) (2,5-
3)
Observație : Pentru fontele superioare de mașini compozițiile corespund
pentru categoriile de mașini ușoare, medii și respectiv grele iar pentru
fontele pentru mașini-unelte, pent ru categoriile ușoare și grele.
Așchiabilitatea este cu atât mai bunã. cu cât rezistența materialelor este mai ridicatã, iar s udarea este mai bunã cu excepția aliajelor cu cupru.
Duraluminul este un aliaj pe baza sistemului Al-Cu-Mg sau Mn conținând (3,8-4,8)% Cu, (0,4-0,8)% Mg și Mn fiecare. Multe utilizãri
folosesc duraluminiu sub formã de ba re, profile extrudate, laminate, piese
forjate și prelucrate. Cuprul are importante caracteristici tehnice: plasticitate bunã la rece și cald și conductibilitate electricã foar te bunã. Se folosesc sub formã de
aliaje (alame, bronzuri), turnate sau deformabile.
Alamele sunt aliaje ale cuprul ui cu pânã la 45% Zn, având
proprietãți mecanice ridicate și stabilitate la coroziune.
Bronzurile sunt aliajele cuprului cu Sn, Al, Si, Mn, Pb, Be. Interes
tehnic prezintã bronzurile cu 25-30% Sn, bronzurile cu 5-15 % Mn și
bronzurile cu 4-5% Si și adaosuri de Ni.
Aliajele Mg cu Al, Cu, Zn s unt extrudabile, având proprietãți
mecanice ridicate, îndeosebi rezistențã la șoc.
40 Aliajele de Zn sunt cu 45% Al și Cu pentru turnãtorie (STAS 6925-
87) având o stabilitate chimicã ridicat ã ca urmare a peliculei de oxid,
protectoare. Materialele sinterizate sunt destinate obținerii pieselor din pulberi de Fe, oțel, bronz, Al, în locul unor semifabricate compacte. Utilizãrile
acestor materiale sunt prezentate în tabelul 1.17.
Tabelul 1.17. Utilizãrile pieselor sinterizate feroase
Construcția de
mașini și aparate Lagãre, carcase pentru rulmen ți și role, roți dințate,
manivele, came, flanșe, excen trice, filtre, diuze etc.
Fabricația de
autovehicule Roțile pompelor de ulei, ro ți dințate, lagãre de
alunecare, pistoanele amortiz oarelor, came, scaunele
ventilelor, flanșe, roți pentru lanțuri, discurile ambreiajelor etc.
Fabricația de aparate casnice, mașini de scris etc. Roți dințate cilindrice și conice, manivele, lagãre,
discuri, excentrice, discuri cu came, flanșe, piese de ștanțare etc.
1.7.2. Semifabricate folosite
Semifabricatele folosite la conf ecționarea elementelor constitutive
ale mașinilor, în uzinele constructoare de mașini sunt: semifabricate turnate,
semifabricate obținute prin deformare pl asticã la cald (forjare liberã sau în
matrițã), semifabricate obținute pr in deformare plasticã la rece,
semifabricate sudate, piese din materiale plastice, piese obținute prin metalurgia pulberilor. De obicei, atelierele de repara ții sunt dotate tehnic la nivelul
obținerii semifabricatelor turnate în fo rme de pãmânt și a semifabricatelor
deformate plastic la cald prin forjare liberã. ăi atunci, trebuie optat între
aceste douã forme de obținere a semifab ricatelor, la care se mai adaugã
posibilitatea generalã de folosire a semifabricatelor laminate. În funcție de metoda de semifab ricare, rezultã și adaosurile de
prelucrare mecanicã, care trebuie înde pãrtate prin așchiere, în vederea
obținerii pieselor finite.
Mãrimile adaosurilor de prelucra re mecanicã prin așchiere și
dimensiunile intermediare, pe baza cãrora se determinã dimensiunile
semifabricatelor, se obțin prin calcul an alitic, sau utilizând valorile tabelate
41ale adaosurilor de prelucrare mecan icã prin așchiere, dimensiunile
semifabricatelor și metoda de semifabricare. Metoda analiticã de calcul a ad aosurilor de prelucrare creeazã
avantajul determinãrii mãr imilor oprime ale adaosurilor de prelucrare, însã
este mai laborioasã, iar metoda ta belarã creeazã avantajul simplitãții și
operativitãții de calcul, dar nu este su ficient de precisã., ducând fie la
prescrierea unor adaosuri de prelucrare prea mari, fie prea mici. Adaosurile
de prelucrare mecanicã prea mari duc la consum exagerat de metal, iar
adaosurile de prelucrare prea mici duc la rebutarea pieselor.
În funcție de condițiile practice ale fabricãrii pieselor, mai ales de numãrul pieselor din lotul de fabrica ție, se va opta pentru metoda analiticã
de calcul a adaosurilor de prelucra re, sau pentru me toda tabelarã.
Dacã se opteazã pentru metoda tabelarã de determinare a adaosurilor de prelucrare mecanicã prin așchiere, se vor folosi în primul
rând, indicațiile cuprinse în diferite standarde în vigoare: STAS 1592-94.
Piese turnate din fontã și oțel. Abateri limitã și adaosuri de prelucrare; Toleranțe și adaosuri de prelucrare pentru piesele turnate în sol sau în
forme prin șablonare STAS 6287-90: Pie se turnate din metale și aliaje
neferoase. Abateri limitã și adaosuri de prelucrare STAS 2171-95: Piese
din oțel forjate liber. Adaosuri de prelucrare și abateri limitã; STAS E 7095-96 : Adaosuri de prelucrare în vederea rectificãrii suprafețelor
cilindrice exterioare STAS E 7096-96 A bateri de prelucrare în vederea
rectificãrii suprafețelor cilindrice interioare; STAS E 7097-96 Adaosuri
de prelucrare în vederea rec tificãrii suprafețelor plane.
Dacã se opteazã pentru metoda analiticã de calcul a adaosurilor de
prelucrare mecanicã se vor folosi indi cațiile date în capitolele urmãtoare.
1.7.3. Tehnologia tratamentelor termice. Definiție și
clasificare
Tratamentele termice reprezintã metodele practice de modificare a
proprietãților materialelor metalice, prin modificãri de structurã, realizate
prin aplicarea de încãlziri și rãci ri controlate în stare mobilã.
Prin tratamente termice se pot modifica atât proprietãțile de prelucrare (tehnologice) ale materialel or metalice, cât și proprietãțile de
utilizare (exploatare). Aceasta de terminã o primã clasificare în tratamente
termice preliminare (primare, intermediare) și tratamente termice finale
(secundare).
42 Transformãrile structurale se pot conduce în așa fel încât sã se
obținã structuri de echilibru (stabile) sa u în afarã de echilibru (nestabile),
ceea ce determinã clasificarea tratamentelor termice în recoaceri și cãliri .
La rândul lor, structurile în afarã de echilibru (de cãlire) pot fi readuse cãtre
(sau la) starea de echilibru pr in tratamentul termic de revenire . De regulã,
recoacerile sunt tratamente termice preliminare, iar cãlirea urmatã de
revenire este un tratament termic final. Schema prezentatã este însã insuficientã pentru a cuprinde totalitatea și mai ales diversitatea trat amentelor termice aplicate în practica
industrialã. Pentru o clarificare mai completã tr ebuie sã se ia în considerare și
alte criterii în afarã de structura finalã și anume: starea inițialã a aliajului,
modul în care se executã încãlzirea (e xprimatã prin poziția temperaturii de
încãlzire în raport cu punctele critice al e aliajului și temperatura mediului
de încãlzire), modul în care se execu tã rãcirea și scopul tratamentului.
Starea inițialã a aliajelor este de terminatã de natura prelucrãrilor
anterioare tratamentelor termice și se exprimã prin starea fizico-chimicã,
mecanicã și structuralã. Astfel un aliaj r ecopt este considerat a fi într-o stare
de echilibru din toate punctele de vede re, iar un aliaj cãlit, în stare de
neechilibru, dar anumite prelucrãri pot aduce materialul, respectiv produsul
în stãri intermediare, în care prel eveazã anumite neechilib ru chimice, fizice
și mecanice, care determinã (sau în soțesc) anumite stãri de neechilibru
structural. În principiu, un aliaj este în echilibru chimic când compozițio sa
este omogenã la scarã microscopicã. O soluție solidã dendriticã constituie
cazul tipic al neechilibrulu i chimic și structural, cu diverse grade de
neechilibru, în funcție de gradul de segregare. Echilibrul fizico-mecanic este de terminat de absența tensiunilor
interne microscopice, astfel cã produs ele cu tensiuni interne pot fi
considerate într-o anumitã stare (m ai mult sau mai puțin avansatã) de
neechilibru fizico-mecanic. Într-o asem eneaa situație se aflã, de exemplu,
produsele ecruisate prin deformare la r ece, piesele cãlite (numai cu tensiuni
termice sau termice și structurale), piesele deformate plastic la cald cu tensiuni termice, piesele prelucrate pr in așchiere (cu tensiuni de lucru),
piesele sudate etc. Neechilibrul mecan ic poate fi însoțit de neechilibru
structural (de exemplu, la ecruisare sau la cãlire) sau sã fie grefat pe o structurã apropiatã de echilibru (cazul te nsiunilor termice și de prelucrare).
Starea inițialã poate fi modificatã prin tratamente termice în sensul
cã ea poate fi apropiatã sau îndepãrtatã de starea de echilibru într-o mãsurã
43mai mare sau mai micã, în funcție de cerințe, care determinã și modul în
care trebuie sã se execute încãlzirea și rãcirea.
Ținând cont de cele prezentate mai înainte, tratamentele termice pot fi clasificate în modul prezentat în tabelul 1.18 și ilustrate grafic prin
ciclurile caracteristice reproduse în fig. 1.4.
Fig. 1.4. Ciclograme: 1,2,3,10-recoacere completã, incompletã de
omogenizare, subcriticã; 4,5-cãlire completã, incompletã;
6,7,8- revenire joasã, me die, înaltã; 9-globulizare
Tabelul 1.18. Clasificarea tratamentelor termice
Denumirea
tratamen-
tului termic Starea
inițialã a
produsului
(aliajului) Modul de
încãlzire
(tipul tra-
tamentului Natura
mediului de
încãlzire Modul de
rãcire Scopuri urmãrite
(tipuri de
tratamente)
Recoacere (cu
transformãri
de fazã) Teoretic,
indiferentã
Practic:
turnat, deformat la
cald, sudat,
incorect
tratat termic a.Peste
punctele
critice (recoacere
completã)
b.Între
punctele
critice (recoacere
incompletã) Obișnuit
sau neutru
(protector) Lentã (în
cuptor, în
aer) a. Obținerea
structurii de
echilibru (recoa-cere de renegerare
sau de corectare;
normalizare)
b.Obținerea
aliajului în stare moale (recoacere
de înmuiere)
Cãlire Teoretic,
indiferent Practic:
recopt,
normalizat,
omogenizat Peste
punctele critice
(cãlire
completã)
între Obișnuit
sau neutru (protector) Rapidã(apã,
ulei, soluții de sãruri, în
ceațã uneori
în apã) a.Obținerea unei
stãri intermediare în afarã (sau mult
depãrtatã) de
echilibru
44Denumirea
tratamen-
tului termic Starea
inițialã a
produsului
(aliajului) Modul de
încãlzire
(tipul tra-
tamentului Natura
mediului de
încãlzire Modul de
rãcire Scopuri urmãrite
(tipuri de
tratamente)
punctele critice
(cãlire incompletã) b.Înmuierea (cãlire
de punere în
soluție) c.durificare (cãlire
martensiticã, cãlire
bainiticã)
Revenire Cãlit (nee-
chilibru
fizico-
chimic și
structural) Sub punctele
critice Obișnuit
sau netru
(protector) Teoretic
indiferent
Practic: în
aer sau
relativ rapid (pentru
evitarea
fragilitãții la
revenirea în
ulei Revenirea cãtre
starea de echilibru structural:
a.dupã cãlirea de
punere în soluție:
-durificare (îmbã-
trânire naturalã)
-înmuiere
(supraîmbãtrânire
globulizare)
b.dupã cãlirea martensiticã sau
bainiticã:
-detensionare
(revenire joasã)
-elasticitate ridi-
catã și rezistențã la
uzurã (revenire medie)
-asociație optimã
de proprietãți
mecanice-înmuiere
a.Ecruisarea
(neechilibru fizico-
mecanic și
structural) Sub punctele
critice (res-pectiv sub
punctul de
topire, dacã
aliajul nu are
transformãri în fazã solidã)Obișnuit
sau netru (protector) Teoretic
indiferent Practic în
naer, ulei,
apã, sub
atmosferã
protectoare a.Detensionare
(recoacere de detensionare)
b.Recristalizarea
parțialã sau totalã
(recoacere de
recristalizare) Recoaceri subcritice (fãrã
transformãri
de fazã)
b. Cu ten-
siuni interne (neechilibru
mecanic,
datorat
prelucrãrilor
tehnologice) Sub punctele
critice Obișnuit
sau neutru Lentã Eliminarea parțialã
sau totalã a tensiunilor interne
(recoacere de
dentensionare)
45Denumirea
tratamen-
tului termic Starea
inițialã a
produsului
(aliajului) Modul de
încãlzire
(tipul tra-
tamentului Natura
mediului de
încãlzire Modul de
rãcire Scopuri urmãrite
(tipuri de
tratamente)
Recoaceri de omogeni-
zare (cu sau fãrã trans-
formãri de
fazã) Structura
dendriticã
(neechilibru chimic,
structural,
dupã
turnare) Sub punctul
de topire
(aliajul are
transformãri
în stare
solidã peste punctele
critice) Obișnuit
sau neutru
(protector) Teoretic
indiferent
Practic: lentã Eliminarea parțialã
sau totalã a
neomogenizãrii chimice și
structurale
(recoacere de
omogenizare)
Tratamente
termochi-mice (ce-
cemntãri) Teoretic
indiferentã Practic: dupã
prelucrãri
mecanice de
finisare și
curãțire Peste sau
sub punctele critice Special
(medii so-lide chimic
active,
atmosfere
controlate,
topituri de sãruri chi-
mice active)Teoretic
indiferent Practic: lent
sau rapid, în
funcție de
structura
doritã în stratul
cementat Modificarea
compoziției chimice și a
structurii straturilor
superficiale, care
capãtã proprietãți
net diferite de ale miezului
necementat
Locul tratamentelor termice în producția de semifabricate,
piese și scule din materiale metalice . Tratamentele termice sunt operații
tehnologice. Ele ocupã locuri bine determinat în fluxul tehnologic de
fabricație al produselor metalice, de la elaborare, pânã la finisare, atât ca
semifabricate cât și ca produse prelucrate (piese, scule). În fluxul tehnologic
general, tratamentele termice se apli cã fie în scop tehnologic, fie în vederea
obținerii proprietãților de exploatare al e produsului. Ele se aplicã atât la
combinatele și uzinele producãtoare de semifabricate (laminate pline, țevi,
table, benzi, sârme), cât și la întrep rinderile prelucrãtoare și constructoare
de mașini, utilaje, aparataj) și bunuri de larg consum, la piese și scule.
Tratamentele termice care se apli cã în mod obișnuit în procesul de
reparație sunt. cãlirea, revenirea și tratamentele termochimice.
Cãlirea se realizeazã prin încãlzirea și menținerea pieselor la o
anumitã temperaturã (peste punctul de transformare) urmatã de o rãcire
rapidã. Pentru cãlire, piesele se încãlzesc în cuptoare, la forje sau în bãi de sãruri, ulei, aer etc. Încãlzirea pieselor trebuie sã fie uniformã, deoarece în
caz contrat se produc tensiuni interne care provoacã deformarea sau fisurarea pieselor. Controlul pieselor încãlzite se face cu pirometre optice sau
pirometre de contact. În lipsa acestora se poate face prin observarea culorii
piesei încãlzite într-un loc mai întunecat.
46 Metodele uzuale de cãlire în pro cesul de recondiționare a pieselor
sunt date în tabelul 1.19. Pentru reducerea pericolului de deformare și finisare trebuie
acordatã o importanțã deosebitã modului de rãcire a piesei în timpul cãlirii.
Piesele lungi și subțiri se introduc în poziția verticalã, discurile se
introduc cu diametrul perpe ndicular pe suprafața bãii.
Revenirea. În urma cãlirii, în piesele de oțel iau naștere tensiuni
interne, li se mãrește duritatea, scad e tenacitatea, devenind casante. Prin
revenire se urmãrește îndepãrtarea sau reducer ea tensiunilor interne,
mãrirea tenacitãții și a fragilitãții. Re venirea se realizeazã prin încãlzirea
pieselor din oțel la temperaturi între 200 și 700
oC urmatã de o rãcire lentã.
În procesul de reparații se aplicã reveni rea înaltã și revenirea joasã (tabelul
1.20).
Tabelul 1.19. Metode de cãlire în procesul de recondiționare a pieselor
Nr.
crt. Felul cãlirii Mediul de rãcirePiesele la care se aplicã
cãlirea Tipul de menținere
Apã Piese cu conținut în
carbon de pânã la 0,3-
0,4% și grosimi de 3-5 mm Se scufundã și se
menține piesa în baia
de cãlire pânã la rãcirea ei totalã 1. Cãlire simplã
sau obișnuitã
Ulei Piese din oț el cu conținut
pânã la 0,8% C sau aliaje
2. Cãlire
întreruptã în
douã medii de rãcire Apã sau soluție
apoasã de sãruri
și apoi ulei sau aer Piese din oțel carbon cu
secțiuni mici și pentru
cele din oțeluri aliate 1 s pentru fiecare 5-6
mm diametru sau
grosime a piesei
3. Cãlire în
trepte Bãi de sãruri
calde cu tempe-
raturã constantã
apoi se continuã
rãcirea în apã sau
ulei La piesele mi ci din oțel
carbon și îndeosebi la sculele din oțel carbon Se menține în baia
caldã pânã se va obține o temperaturã
constantã apoi se
rãcește în apã
4. Cãlire localã
(zonalã) Apã, ulei Brãzdare, scormonitori,
cuțite cultivator, scule
tãietoare de așchiere,
ciocane etc. See menține în mediul
de rãcire sau se
stropește zona ce
trebuie cãlitã pânã la rãcirea totalã
5. Cãlire
superficialã cu flacãrã
oxiacetilenicã Apã La piesele supuse la
solicitãri: roți dințate, arbori piese pentru utilaje
agricole Prin deplasarea flãcãrii
oxiacetilenice pe suprafața ce trebuie
cãlitã sau deplasând
piesa în fața flãcãrii
47Nr.
crt. Felul cãlirii Mediul de rãcirePiesele la care se aplicã
cãlirea Tipul de menținere
6. Cãlire
superficialã
prin curenți de
înaltã
frecvențã Apã Arrbori, axe, roți dințate,
cãmãși din cilindri,
supape, bolțuri, lame
tãietoare și batere, role de
la șenilele tractoarelor pe șenile Încãlzirea stratului
superficial dureazã
între 2 și 10 s, apoi se
deplaseazã inductorul
pe întreaga suprafațã ce trebuie cãlitã
Tabelul 1.20. Piese la care se aplicã tratamentul termic de revenire
Nr.
crt. Felul
revenirii Temperatura
de încãlzire, oC Modul de
rãcire Piesele la care se aplicã
1. Revenire
înaltã 500-700 Apã sau
aer Cilindri, axe de piston, roți, arbori
dupã ce au fost cãliți CIF,
chiulase, cartere, chiulase
recondiționate prin sudare la cald
2. Revenire
joasã 200-450 Apã sau
aer Piese pentru utilaje agricole ca
brãzdare, scormonitori, discuri,
cãlite total sau zonal
Tratamentele termochimice . Tratamentele termochimice aplicate
în procesul de reparații sunt: cementar ea, nitrurarea, cia nurarea și alitarea.
Dintre acestea, cel mai mult este folositã cementarea.
Cementarea constã în îmbogãțirea în carbon a stratului de la
suprafața unei piese din aliaj feros, cu conținut redus de carbon 0,1-0,25%.
Prin cementare se obține piese cu duritate mare la suprafațã și cu tenacitate
mare la miez. Cementarea se realizeazã prin încãl zirea și menținerea piesei la o
temperaturã superioarã zonei de tr ansformare, într-un mediu carburant
solid, lichid sau gazos.
În tabelul 1.21 sunt date compozițiile unor componenți ai
amestecurilor carburante solide, fo losite la cementarea pieselor.
Tabelul 1.21. Compozițiile componenților amestecurilor carburante
solide la cementare
Nr.
crt. Componenții amest ecului carburant %
1. Cãrbune de lemn
Carbonat de bariu
Carbonat de sodiu
Melasã 80-75
12-15
1-2
4-5
48Nr.
crt. Componenții amest ecului carburant %
2. Cãrbune de lemn
Cocs de cãrbuni
Carbonat de bariu
Carbonat de sodiu
Cretã 65-55
20-25
6-8
3-4
2-3 4-5
3. Cãrbune de lemn
Carbonat de bariu 85-90
10-15
4. Cãrbune de lemn
Carbonat de sodiu 80-85
15-20
5. Cãrbune de lemn
Carbonat de bariu
Carbonat de sodiu 80-85
5-8
10-12
Pentru cementarea cu gaze se folosesc gaze naturale și gaze
preparate artificial care conțin : oxid de carbon (CO), metan (CH4),
hidrocarburi saturate etan (C2H6), propan (C2H8). Ca medii carburante
gazoase se pot utiliza: gazele naturale, gazul de iluminat, gazul de cocserie,
gazele de cracare etc. Dintre acestea cel mai utilizat este gazul natural, fiind
bogat în carbon și mai ieftin. Dupã cementare piesel e sunt supuse cãlirii și revenirii. regimul de
cãlire și revenire es te dat în tabelul 1.22.
Tabelul 1.22. Regimuri de cãlire și revenire dupã cementare
Regimul de cãlire Nr.
crt. Marca
oțelului Temperatura
de cementare,
oC Temperatura
de încãlzire, oC Mediul
de rãcire Temperatura de
revenire pentru
detensionare Duritatea,
HRC
1. OLC10 880-930 880-900
750-780 Apã
2. OLC15 880-930 880-900
750-780 Apã
3. OLC20 880-930 880-900
750-780 Apã
150-180
30-52
Cementarea se aplicã la arbori, ax e, bolțuri (recondiționate sau noi),
cruci cardanice, bucșe etc.
49Capitolul 2
SIGURANȚA ÎN FUNCȚIONARE
Siguranța în funcționare reprezi ntã un indicator cantitativ, prin care
se înțelege capacitatea unei piese sau a unui produs, de a funcționa potrivit
destinației pentru care au fost fabricat e, cu cheltuieli minime, în perioada și
în condițiile de e xploatare date.
Utilajele, lucrând în condiții grele de exploatare, au siguranța în
exploatare în strânsã legãturã cu uniformitatea uzurii principalelor
elemente componente și cu modificarea în timp a structurii și proprietãților
fizico-chimice ale materialelor. Evaluarea siguranței în funcționare se face pe cale statisticã, pe baza
observațiilor din timpul încercãrii prototi pului, sau în procesul exploatãrii
mașini și este în strânsã legãturã cu destinația acesteia, condițiile ei de
funcționare și o perioadã de timp determinatã.
Evoluția noțiunii de calitate cãtre cea de siguranțã în funcționare și
cumularea lor cu elementul timp, în noțiunea complexã de fiabilitate, pe
baza calculului probabilitãților și a statisticii matematice, diminueazã
influența factorilor aleatori în favoa rea celor cerți, în construcția și
exploatarea mașinilor.
2.1. Indicatorii siguranței în exploatare
Se pot enumera urmãtorii indicatori:
– numãrul cãderilor în unitatea de timp;
– probabilitatea funcționãrii fãrã cãderi; – timpul mediu de func ționare fãrã cãderi.
2.1.1. Noțiunea de cãdere
Prin cãderi se înțeleg acele defecțiuni ale produsului, care împiedicã
îndeplinirea în continuare a uneia sa u a tuturor funcțiunilor de bazã ale
acestuia. Ele pot fi parțiale, to tale, momentane sau treptate.
Cãderile parțiale determinã încetarea uneia sau a mai multor funcțiuni de bazã, iar cãderile totale a tuturor acestora. Cãderile momentane
apar întâmplãtor și sunt, de obicei, to tale și evidente. Ele au o frecvențã
mare în perioada de funcționare a produsului.
50 Cãderile treptate depind de durat a de exploatare a mașinii, fiind
rezultatul uzurii și îmbãtrânirii elemen telor componente. Se previn prin
efectuarea la timp a reviziilor și reparațiilor planificate. 2.1.2. Frecvența cãderilor
Aceasta se definește ca raportul între numãrul total al cãderilor a,
care apar în timpul încercãrilor și perioada T, destinatã încercãrilor.
Tar= [cãderi/orã] (2.1)
Forma tipicã a curbei de frecvențã a cãderilor este reprezentatã în
fig. 2.1. Aceastã curbã se caracterizeazã prin trei perioade distincte: prima
corespunde rodajului, caract erizatã printr-o frecvențã ridicatã a cãderilor; a
doua, cea mai lungã, numitã perioada de bazã, se caracter izeazã prin cãderi
momentane cu frecvențã medie scãzutã și stabilã; perioada a treia se
caracterizeazã printr-o creștere bruscã a cãderilor treptate.
Fig. 2.1. Curba frecvenței cãderilor
2.1.3. Legea exponențialã a cãderilor
Deoarece în perioada de bazã a funcționãrii apar cãderi momentane
cu o frecvențã redusã se poate presupune cã numãrul acestora urmeazã legea de variație a lui Poisson, adicã probabilitatea ca în timpul T sã aparã x
cãderi este datã de relația:
ax
x exaP−= (2.2)
51 Tra ⋅= (2.3)
dacã x = 0, P
o = e-a (2.4)
în care: a este numãrul mediu de cãderi;
r frecvența cãderilor, în cãderi/orã; P
o probabilitatea ca în timpul T sã nu aparã nici o cãdere și se
numește legea exponențialã a cãderilor. Valorile lui P
o sunt tabelate, iar reprezentarea graficã este datã în
fig. 2.2.
Fig. 2.2 . Curba probabilitãții funcționãrii fãrã cãderi
2.1.4. Timpul mediu de f uncționare fãrã cãderi
Acest indicator (t
m) se folosește pentru compararea siguranței în
exploatare a mai multor produse de acel ași tip, cu funcționare în condiții
identice:
aTtm= [h] (2.5)
mp
tta= dacã: T = tm
Cunoscând timpul mediu de funcționa re fãrã cãderi se poate folosi
relația:
52 mp
tt
eP= (2.5)
în care: t
p este timpul în care produsul trebuie sã funcționeze neîntrerupt, în
ore.
Dacã: tp = tm
37,01= =−eP (2.7)
În acest caz produsul va funcționa fãrã cãderi în 37 din 100 de cazuri analizate. Rezultã deci cã, pentru o funcționare apropiatã de
certitudine, este necesarã inegalitatea:
t
m > tp (2.8)
Din graficul de variație a lui P, dat în fig. 2.3, se constatã cã
probabilitatea funcționãrii fãrã cãderi în 90% de cazuri (P = 0,9) se obține
când:
t
m = 10 · tp (2.9)
Fig. 2.3. Siguranța în exploatar e datã de raportul tp/tm
2.1.5. Disponibilitatea produsului
Prin disponibilitatea produsului se înțelege capacitatea de restabilire rapidã a funcționãrii normale, dupã apar iția cãderii acestuia și se mãsoarã cu
ajutorul coeficientului de disponibilitate K
d:
53
msr
dttK= (2.10)
în care: tsr este timpul de staționare a produsului necesar pentru
restabilirea funcționãrii normale, în ore.
2.1.6. Siguranța în funcționare a elementelor unui produs
Elementul este parte din produs , separat din punc t de vedere
constructiv și care nu poate funcționa de sine stãtãtor. Acest lucru împiedicã
folosirea indicatorilor: timpul mediu t
m și frecvența cãderilo r r, la aprecierea
siguranței în funcționare a elementului unui produs.
Intervalul de timp care începe oda tã cu intrarea în funcțiune a
elementului și în care nu se înregist reazã cãderi, se numește termen de
funcționare garantatã a elementului. Valoarea acestui indicator se determinã
cu relația:
mg
tt
se P= (2.11)
în care: tg este timpul de func ționare garantatã a elementului, în ore.
2.1.7. Siguranța în funcționare a unui produs
Legãtura între elemente depinde de modul în care sunt îmbinate
acestea în produs. Deosebim legarea în serie și legarea în paralel.
a. Legarea în serie . Se considerã elementele legate în serie, atunci
când cãderea unuia atrage dupã si ne cãderea produsului. Produsul
funcționeazã deci atâta cât funcțion eazã elementul cu probabilitatea cea mai
micã de funcționare fãrã cãderi. Dacã se considerã un produs cu k elemente,
ce au probabilitatea P
i de funcționare fãrã cãder i, probabilitatea totalã de
funcționare fãrã cãderi a produs ului este datã de relația:
i p P PP P ….2 1⋅= (2.12)
adicã: P
p < Pi (12.13)
54 b. Legarea în paralel . Se considerã acest tip de legãturã la
produsele la care, dacã unul dintre elem ente a cãzut, funcția acestuia este
preluatã de un alt element de acelaș i tip, iar produsul nu mai funcționeazã
când cad toate elementele de același tip legate în paralel. Dacã se considerã
douã elemente, legate în paralel, pr obabilitatea ca cel puțin unul dintre ele
sã funcționeze este datã de relația:
1 2 1 2 2 1 12 ) 1() 1( PP P P PP P −+ − −⋅= (2.14)
în care P1 este probabilitatea funcționãrii fãrã cãderi a elementului 1;
P2 – idem pentru elementul 2.
Pentru cazul concret când: P
1 = 0,9 se obține P12 = 0,98 (2.15)
P2 = 0,8
adicã siguranța totalã este mai mare d ecât a oricãruia dintre elementele sale
componente.
2.1.8. Procentul mediu de cã deri ale elementelor
Indicatorul se definește ca raportul între numãrul de elemente tip cu
cãderi n
c, într-un interval de timp T și numãr ul total de elemente de tipul dat
nt, incluse în produs.
%100⋅ =
tc
tnnK (2.16)
2.19. Coeficientul de încãrcare a elementelor
Acest coeficient depinde de regimul de lucru al elementelor și este
dat de relația:
tf
tNNK= (2.17)
în care: Nf este încãrcarea elementului în procesul funcționãrii, în %;
Nt încãrcarea nominalã, în %.
Dacã Kt > 1, durata, respectiv siguran ța în funcționare scade.
55 În fig. 2.4 sunt date curbele tip ice ale frecvenței cãderilor pentru
cazul funcționãrii în regim de subîncãrcare (Kt < 1) și regim de lucru
încãrcat (Kt > 1). Din grafic rezultã valori di ferite pentru cele trei perioade
caracteristice acestui gen de curbe.
Fig. 2.4. Curbele tipice ale frecvenței cãderilor
2.2. Uzura și criterii pentru stabilirea limitelor de
uzurã
2.2.1. Cauzele scãderii capacitã ții de lucru a utilajelor
La proiectarea utilajelor se urmãrește a se da pieselor componente, caracteristicile necesare în privința fo rmei, dimensiunilor, poziției reciproce
a suprafețelor, calitãții materialului și fineții de prelucrare a suprafețelor.
Acestea se prescriu în desenele de execuție ale pieselor, respectarea lor
asigurând condiții favorabile pentru as amblãri, din punct de vedere al
ungerii, repartiției sarcinii, tipului de ajustaj etc.
În timpul exploatãrii, calitãțile inițiale ale pieselor se modificã prin
apariția unor defecte, consecințe ale uzur ii sau ale deteriorãrii de orice grad.
Indicii principali de exploatare, ce caracterizeazã starea tehnicã a mașinilor,
sunt: – forța și puterea de tracțiune; – puterea la prizele anexe;
– consumul de combustibil și lubrifiant;
– productivitatea mașinii; – necesarul de putere pentru acționare; – calitatea lucrãrilor efectuate.
56 Abaterile de la funcționarea normalã a mașinii, indicã prezența
defecțiunilor. Acestea sunt cauzate de reglaje necorespunzãtoare sau ca urmare a uzurii pieselor componente al e ansamblurilor și subansamblurilor
mașinii. Schimbãrile la care sunt supuse pi esele pot fi:
– schimbãri dimensionale (uzuri care slãbesc strângerea îmbinãrilor
fixe și mãresc jocul îmbinãrilor mobile);
– schimbãri ale formei pieselor și ale poziției reciproce a suprafețelor (uzuri ce provoacã ova litate, conicitate etc.) (fig. 2.5);
– schimbãri ale calitãții suprafețelor pieselor; – schimbãri ale însușirilor m ecano-tehnologice ale materialului
(obosealã);
– schimbãri în compoziția ch imicã (uzura chimicã, termicã).
Fig. 2.5. Erori de formã ale suprafețelor
Dintre acestea, cele mai frecvente ce provoacã defecțiuni sunt schimbãrile dimensionale și de formã ale pieselor.
2.2.2. Studiul uzurii. Leg ile uzurii și metode le de determinare
a acesteia
Frecarea, fenomen de uzurã . În timpul funcționãrii, între piesele
conjugate, aflate în mișcare relativã, ia naștere o rezistențã care se opune
mișcãrii, numitã frecare. În funcție de deplasarea relativã a suprafețelor în
contact întâlnim frecare de alunecare, de adeziune, de rostogolire, de
pivotare și frecare în articulații. Pentru cazurile practice se întâ lnesc fenomene de frecare compuse.
Folosirea ungerii, prin introducerea unui film de ulei între suprafețele de
frecare are ca scop:
57- reducerea forței sau a cuplului de frecare;
– micșorarea uzurii, a temperaturii pieselor și prevenirea gripajelor;
– mãrirea etanșeitãții cilindrilor motoarelor; – apãrarea anticorozivã a pieselor; – curãțirea suprafețelor de impur itãți și evacuarea acestora în timpul
funcționãrii.
Luând drept criteriu de clasifi care starea filmului de ulei între
suprafețe, se întâlnesc ma i multe fenomene de frecare:
a. Frecarea lichidã se produce când suprafețele pieselor în frecare
sunt complet separate printr-un film de ulei, presiunea exterioarã fiind
preluatã și transmisã suprafețelor pr in intermediul stratului de ulei în
mișcare. Deși grosimea stratului de ul ei este foarte micã în raport cu
celelalte dimensiuni ale pieselor în frecare, mișcarea lubrifiantului se
produce potrivit legilor hidrodinamicii lichidelor vâscoase, neglijându-se
forțele de inerție și greutatea flui dului, deoarece efectul vâscozitãții este
predominant. Regimul hidrodinamic es te de tip laminar sau turbulent.
Mișcarea laminarã a uleiului între cele douã suprafețe are loc în straturi
paralele, cu viteze diferite, frecar ea datorându-se alunecãrii relative a
straturilor. Forța de frecare, în acest caz, este datã de legea lui Newton:
hvA F ⋅⋅=η [daN] (2.18)
în care: este vâscoz itatea dinamicã, în daN ⋅ s/m 2;
A aria suprafețelor în frecare, în m2;
v viteza deplasãrii relative, în m/s; h grosimea stratului de ulei, în m.
Trecerea la regimul tur bulent, caracterizatã de numãrul critic al lui
Reynolds (rel. 2.19), are loc în moment ul când particulele lichidului trec
dintr-un strat în altul.
ηρ hvRe⋅⋅= (2.19)
în care D este densitatea uleiului, în kg/m3.
Pentru reducerea frecãrilor este necesarã o frecare lichidã și
folosirea unor lubrifianți de calitate.
58 b. Frecarea uscatã se produce când nu existã lubrifiant între
suprafețele în mișcare relativã. La deplasarea pieselor, se produce
deformația elasticã sau plasticã a asperitãților suprafețelor. În cazul deformațiilor elastice, forța de frecare se determinã cu relația:
F = µ· N [daN] (2.20) în care µ este coeficientul de frecare ce depinde de natura materialului și
de rugozitatea suprafețelor; N forța normalã ce acționeazã pe suprafațã, în daN.
c. Frecarea limitã se produce atunci când sarcina crește mult, viteza
relativã se micșoreazã, iar stratul de l ubrifiant între suprafețe este foarte
subțire (maximum 1 m). Stratul limitã evitã uzura de eroziune, împiedicând frecarea uscatã.
d. Frecarea semiuscatã are loc când nu existã un film continuu de
ulei. Este o frecare combinatã între frecarea limitã și uscatã. Ea se produce
la partea superioarã a cilindrilor moto arelor în contact cu segmenții, în
timpul arderii amestecului carburant și a expansiunii gazelor arse.
e. Frecarea semilichidã se produce între suprafețe cu peliculã de
ulei continuã, dar de grosime variabilã. Apare frecvent în lagãrele
suprasolicitate sau uzate și este inevita bilã în lagãre la pornirea motorului.
În funcție de felul frecãrii, coef icientul , din relația (2.20), are
valorile date în tabelul 2.1.
Tabelul 2.1. Valorile coeficientului de frecare
Felul frecãrii Coeficientul µ
Frecare fluidã
Frecare semilichidã pânã la frecare limitã Frecare uscatã 0,001-0,02
0,02-0,2
0,2-0,5
Uzura pieselor . Curba uzurii . Frecarea suprafețelor în contact duce
la uzurã, având ca rezultat modifi carea dimensiunilor, a calitãții de
suprafațã și a formei geometrice, dato ritã eliminãrii continue de material.
Duritatea pieselor scade pe mãsura avan sãrii uzurii, la piesele cementate și
cãlite superficial, sau crește, ca urmare a ecruisãrii, provocând o creștere
treptatã a fragilitãții stratului superficial.
În timpul deplasãrii reciproce a s uprafețelor în contact, rugozitãțile
determinã o anumitã presiune specificã, diferitã de presiunea teoreticã.
Dupã forța de apãsare este P, presiunea specificã este determinatã de suma
59suprafețelor vârfurilor proeminențe lor în contact (fig. 2.6). Dacã uzura
inițialã, foarte intensã, are loc micșora rea vârfurilor asperitãților cu valoarea
δ1, mãrindu-se suprafața de contact, cu o scãdere co respunzãtoare a
presiunii specifice. Valorile presiunilo r, pentru cele douã cazuri, sunt date
de relațiile urmãtoare:
Fig. 2.6. Uzura microasperitãților suprafețelor în contact
lAPp= [MPa] (2.21)
''
lAPp= [MPa] (2.22)
Scãderea presiunii specifice cr eeazã posibilitatea mãririi vitezei
relative și apãsãrii P, fãrã pericolul apariției rizurilor sau gripãrii pieselor.
Pentru piesele asamblate cu joc, în timpul funcționãrii se produce mãrirea acestuia, de la valoarea inițialã pânã la o valoare maxim admisibilã.
Reprezentarea graficã a variației aces tui joc în funcție de timpul de
funcționare (fig. 2.7) este tocmai curba uzurii. Ea poate fi împãrțitã în trei
zone: – zona I, numitã și perioadã de rodaj, cu uzurã pronunțatã a
microneregularitãților, pânã la realizar ea unui grad de calitate constant al
suprafețelor; – zona II, sau perioa da de uzurã normalã, cu durata cea mai lungã și
cu creșterea constantã a uzurii în timp. Ea corespunde perioadei de
funcționare normalã a îmbinãrii; – zona III, caracterizatã printr-o creștere bruscã a uzurii, apariția
bãtãilor și posibilitatea distrugerii îmbinãr ii. Zona este marcatã de atingerea
60valorii maxime a jocului, la care condițiile normale de funcționare (ungere,
vitezã de uzurã, suprafața de sprijin) nu se mai mențin constante, înrãutãțindu-se în timp.
Fig. 2.7. Curba uzurii
Din fig. 2.7 se poate determin a timpul normal de funcționare
conform relației:
αtgJ Jtnmin max−= [h] (2.23)
în care: Jmax este jocul maxim admis ibil al îmbinãrii, în µm;
Jmin jocul minim, în µm;
tg α intensitatea uzurii, în µm/h.
Din analiza relației, în vederea asigurãrii unei valori cât mai mari a
lui tn, se impune menținerea numitorului la valori minime și creșterea
numãrãtorului. Prima condiție se obține prin aplicarea mãsurilor
corespunzãtoare de expl oatare tehnicã (ungerea mecanismelor, alimentarea
cu combustibil de bunã calitate, re spectarea normelor de pornire și
conducere, reglarea corespunzãtoare a mecanismelor), precum și printr-o
serie de mãsuri din practica reparațiilor (realizarea de suprafețe mai
rezistente la uzurã și cu calitate mai bunã, aplicarea tratamentelor termice
sau acoperirilor galvanice). Reparațiile dispun, de asemenea, de o serie de mãsuri pentru
menținerea sau restabilirea diferenței J
max Jmin. Prin restabilirea jocului
inițial al unei îmbinãri uzate, se obțin e o duratã de funcționare suplimentarã
tnl. Dacã se executã mai multe operații su ccesive, durata totalã de serviciu
va fi datã de suma timpurilor de f uncționare normalã între douã reparații:
61 nn n n on nl t t t t t ++ + + = …2 1 (2.24)
Graficul de succesiune al acestor perioade este dat în fig. 2.8. Se
constatã cã timpul de funcționare normalã scade odatã cu creșterea
numãrului de reparații:
nn n n t t t >> > …1 0 (2.25)
Fig. 2.8. Periodicitatea reparațiilor
Pentru stabilirea momentului în care îmbinarea trebuie
recondiționatã, este necesarã cunoașter ea intensitãții uzurii și a valorilor
jocurilor maxim și minim. Intensitatea uzurii se stabilește experimental iar
valorile jocurilor se stabilesc teoretic. pentru stabilirea intensitãții uzurii, se lasã îmbinarea sã funcționeze
500 de ore, dupã efectuarea rodajului și a mãsurãtorilor inițiale, în condiții
cât mai apropiate de cele reale. Pr in mãsurarea jocului dupã rodaj, J
r și a
jocului rezultat la sfârș itul perioadei de încercare Jf (fig. 2.9), rezultã cã:
500r fJ Jtg−=α [ µm/h] (2.26)
Având aceste valori și înlocuindu-se în relația (2.23) se poate determina mãrimea timpului de funcți onare în exploatare a îmbinãrii.
62
Fig. 2.9. Determinarea experimentalã a intensitãții uzurii
Clasificarea uzurilor și forme de apariție
Deoarece procesul de uzare a pi eselor se datoreazã fenomenelor
fizico-chimice complexe, putem difere nția urmãtoarele tipuri de uzurã:
a. uzura de aderențã sau de contact care produce distrugerea
suprafețelor de lucru datoritã frecãr ii semiuscate. pe suprafețe se creeazã
contacte locale, unde crește foarte mult presiunea specificã și temperatura,
fãcând posibilã apariția gripajului;
b. uzura de abraziune este de naturã mecanicã și constã în așchierea
straturilor superficiale de cãtre particul e abrazive aflate între suprafețele de
frecare. Acest tip de uzurã este foarte rãspândit la organele de lucru ale
mașinilor de prelucrarea solului, la morile cu cio cane etc. În cazul
motoarelor, acest tip de uzurã se diminueazã prin folosirea unor filtre
eficiente pentru filtrarea uleiului;
c. uzura de coroziune sau de oxidare este caracterizatã prin
combinarea deformãrii plastice a metalu lui cu fenomenele de oxidare și
exfoliere a acestor straturi de oxizi de pe suprafața de frecare: piesele
supuse acestui tip de uzurã sunt arborii cotiți, bolțurile, supapele de
evacuare din zona gâtului și a ciupe rcii acestora, cilindrii motoarelor în
momentul pornirii, în timpul funcționãr ii cu temperatura apei de rãcire sub
90
o C și atunci când suprafețele nu sunt protejate cu pelicule de ulei;
d . uzura de obosealã se manifestã sub acțiunea de lungã duratã a
sarcinilor variabile, adeseori combinatã cu schimbãri de temperaturã și care
duc la apariția în materialul pieselor , începând de la exterior, de fisuri
microscopice, care cresc treptat, pânã ce secțiunea rãmasã nefisuratã
63prezintã o zonã cu cristale mari, core spunzãtoare ruperii bruște și o zonã
relativ netedã, rezultatã din evoluția fisurii;
e. uzura prin ciupire este o formã specialã a uzurii de obosealã
superficialã, numitã și uzurã pitting. Aceasta este caracteristicã frecãrii de
rostogolire (rulmenți cu bile și role), precum și dinților roților dințate în
contact. Ea apare sub forma unei adânc ituri provocatã de presiunile totale
mari, ce ajung la valori de 4500 5000 MPa. În cazul rulmenților, contracțiile maxime se gãsesc sub supr afețele de lucru la o adâncime de
0,25 mm. Când rostogolirea este asociatã cu frecarea, contracțiile maxime
se apropie de suprafațã, dar în acest caz se adaugã și uzura de contact (fig. 2.10).
Fig. 2.10. Variația contracțiilor în suprafețele hertziene
Factorii care influențeazã procesul de uzurã . Felul și intensitatea
uzurii sunt determinate de urmãtorii factori:
a. calitatea materialului și tratamentul termic aplicat sunt dictate
de condițiile de funcționare ale piesel or (solicitãri, ungere, vitezã relativã,
temperaturã), precum și de pr ocesul tehnologic de obținere a
semifabricatului. Piesele din oțel carbon r ezistã la uzurã cu atât mai bine cu
cât duritatea superficialã și procente le de carbon sunt mai mari (fig. 2.11 a
și b). Din fig. 2.11 se constatã cã structura martensiticã (curba 5) este cea
mai rezistentã la uzurã (1 feritã, 2 perlitã, 3 sorbitã; 4 troostitã, 5
martensitã). Piesele utilajelor, care lucreazã s ub sarcini dinamice, se executã din
oțeluri carbon sau aliate de cementare , care dupã tratamentul termic capãtã
64o duritate superficialã mare asigurând rezi stența la uzurã, în timp ce restul
piesei își pãstreazã reziliența, suportând aceste sarcini dinamice. Alierea cu elemente specifice (S i, Mn, Cr, Ni, Mg, V etc.) conduce
la creșterea tenacitãții oțelurilor. La piesele executate din fontã cenușie, intensitatea uzurii scade
odatã cu creșterea % de carbon legat (maximum 0,6% C). Fontele grafitate
se bucurã de o reziliențã mare la uzurã da toritã incluziunilor de grafit, cu rol
de lubrifiant.
Fig. 2.11. Viteza de uzurã a oțelului carbon în funcție de:
a-duritate; b-conținutul de carbon și structurã
Creșterea rezistenței la uzurã se realizeazã și prin conjugarea
pieselor confecționate din materiale diferite ca duritate. Astfel, piesa cea
mai complicatã, deci cea mai scumpã, se recomandã sã fie dintr-un material
de calitate superioarã, cu rezist ențã mare la uzurã și invers;
b. calitatea suprafețelor pieselor conjugate influențeazã decisiv
ungerea, proeminențele mari provocând întreruperea peliculei de ulei, iar
suprafețele prea fin prelucrate, rețin cu greu stratul de lubrifiant, conducând
la frecarea uscatã (fig. 2.12). Alãturi de rugozitate, structura și tensiunile
din stratul superficial au o mare influențã asupra uzurii;
65
Fig. 2.12. Influența Ra asupra continuitãții peliculei de lubrifiant
c. mãrimea jocurilor inițiale de asamblare influențeazã asupra
uzurii în sensul cã durata de serviciu a asamblãrii este cu atât mai mare, cu
cât jocul inițial este mai aproape de jocul optim prescris (fig. 2.13). La
asamblãrile care funcționeazã sub sarc inã dinamicã, mãrimea jocului duce
la eliminarea lubrifiantului și creș terea rapidã a uzurii, în timp ce
asamblarea cu joc prea mic creeazã posibilitatea apariției gripajului;
Fig. 2.13. Creșterea jocului la o asamblare mobilã
d. calitatea lubrifianților folosiți se referã la o bunã stabilitate
chimicã, vâscozitate corespunzãtoare , sã nu conținã acizi și impuritãți
mecanice. Folosirea unor uleiuri de calitate permite formarea unor pelicule
rezistente, care sã elimine frecarea uscatã în perioada inițialã de funcționare,
sau în condiții de temperaturi ridi cate (se recomandã aditivi ca: grafit
coloidal, bisulfura de molibden, teflon etc.);
e. condițiile de exploatare cuprind totalitatea mãsurilor necesare
pentru buna funcționare a utilajelor. Fo losirea la suprasarcini, utilizarea de
combustibili și lubrifianți inferiori, neefectuarea în condiții optime și la
timp a întreținerilor duc la scoaterea di n uz înainte de termen a mașinilor.
66Legile uzurii . S-a constatat cã ritmul de uzurã depinde de presiunea
specificã dintre suprafețele de contact , de proprietãțile materialului, de
calitatea suprafețelor și de viteza de deplasare relativã:
dtpC dt dtvpC du ⋅⋅=⋅=⋅⋅⋅= ε (2.27)
în care: du este creșterea elementarã a uzurii liniare;
C coeficient dependent de proprietãțile materialului, calitatea
suprafețelor și condițiile frecãrii;
p presiunea specificã, înMPa; t timpul de frecare, în h; v – viteza deplasãrii relative, în m/s; L drumul frecãrii, în m;
ε – mãrimea ponderatã a ritmului de uzurã;
vpC ⋅⋅=ε (2.28)
În funcție de duritatea materialului, creșterea uzurii în timp se mai
poate exprima prin relațiile:
) ( H H HpC
HpC
dtdu
o o − −⋅=⋅=β (2.29)
în care: H este duritatea inițialã a materialului; H
o duritatea dupã tratamentul termic;
β – coeficient care depinde de natura materialului.
2.2.3. Stabilirea uzurilor admisibile la îmbinãrile mobile
Când existã frecare fluidã la îmbinãrile mobile, jocul dintre piese este ocupat de lubrifiant, care separã total piesele în mișcare. Este deci
necesar, un anumit debit de lubrifiant, limitat la anumite valori, funcție de
presiunea de antrenare și de viteza relativã între supraf ețele în mișcare.
Cunoscând debitul lubrifiantului se poate determina jocul in ițial, adicã jocul
la care frecarea este teoretic nulã (unge rea lichidã) și jocul maxim, la care
pierderile de lubrifiant au ajuns la valoarea debitului, ad icã suprafețele în
mișcare se ating.
67 Calculul debitului de lubrifiant între douã suprafețe în mișcare
de translație . Pentru stabilirea debitului este necesarã cunoașterea variației
lubrifiantului dintre suprafețe, precum și dimensiunile secțiunii de trecere.
Debitul total este dat de relația:
q = q
1 + q2 (2.30)
în care: q
1 este debitul cauzat de viteza relativã a suprafețelor;
q2 debitul cauzat de cãder ea de presiunea a lubrifiantului în
direcția deplasãrii.
În cazul curgerii lamin are, într-o secțiune cu dimensiunile b și h,
una din suprafețe având mișcarea de translație cu viteza v, cealaltã fiind fixã
(fig. 2.14 a), variația vitezei lubrifiant ului este liniarã, valoarea medie a
acesteia și valoarea debitului datorat depl asãrii suprafeței mobile sunt date
de relația (2.32):
2vvmed= [m/s]; 21vhb q ⋅⋅= [m3/s] (2.31)
Fig. 2.14. Variația vitezei lubrifiantului în cazul: a – unei suprafețe în
mișcare; b – într-un sistem forțat
în care: b este lãțimea de scurgere, în m;
h distanța dintre suprafețe, în m;
v viteza de translație a suprafeței, în m/s.
68 Dacã se considerã douã suprafețe imobile (fig. 2.14 b), lubrifiantul
mișcându-se într-un sistem forțat, v iteza lui va fi maximã la mijlocul
distanței dintre suprafețe și nulã la nivelul acestora, cu o distribuție
parabolicã. Variația vitezei va fi infl uențatã de forțele de apãsare create de
presiune și de forțele de frecare provo cate de vâscozitatea uleiului. Pentru
determinarea debitului se considerã un volum elementar de lubrifiant (fig.
2.15), dx, dz, b , situat într-un sistem rect angular. Asupra elementului de
volum acționeazã forțele date de presiunea lichidului P1 și P2 (rel. 2.33) și
forțele de frecare F1 și F2 dintre straturile de lichid (rel. 2.34):
Fig. 2.15. Forțele care acționeazã asupra elementului volumic
de lubrifiant
P1= p ⋅b ⋅dz (2.32)
P2 = (d + dp) ⋅ b ⋅ dz (2.33)
în care: p este presiunea lichidului; dp cãderea de presiunea pe distanța dx;
b ⋅dz secțiunea de acționare, normalã la direcția de deplasare a
lichidului;
F
1 = τ ⋅ b ⋅ dx F2 = (τ + dτ) ⋅ b ⋅ dx (2.34)
în care: τ, dτ reprezintã forța de trecer e pe unitate de suprafațã și
creșterea acesteia (rel. 2.35);
b ⋅ dx secțiunea elementarã.
ătiind cã:
69 AF=τ și cã hvAF ⋅=
rezultã:
hv⋅=ητ și dzdvd ⋅=τ (2.35)
Ecuația de echilibru a elementului de lubrifiant este: P
2 P1 F1 F2 = 0 (2.36)
Înlocuind în relația (2.36) relațiile (2.33), (2.34) și (2.35) se obține:
dxdp
dzvd
η1
22
= (2.37)
Aceastã ecuație diferențialã inte gratã determinã viteza de deplasare
a lichidului:
) (21
2 12CzCdxdpz v +⋅ +⋅−=η (2.38)
Constantele de integrare se determinã din condițiile limitã și anume
pentru z = ± h/2 rezultã v = 0, care înlocuite în relația (2.38) dau:
C1 = 0; dxdphC ⋅ −=42
2 (2.39)
Înlocuind constantele de integrar e în relația vitezei, se obține:
dxdphz v )4(212
2−⋅=η (2.40)
Debitul de lubrifiant, care tr ece prin secțiunea elementarã b ⋅dz, se
determinã cu relația:
dq
2 = v⋅ b ⋅ dz (2.41)
70 Integrând aceastã ecuație pe întreaga înãlțime h, obținem valoarea
debitului q2:
dxdphbq⋅⋅⋅⋅=η123
2 (2.42)
Debitul total, când lubrifiantul se mișcã sub influența simultanã a deplasãrii suprafețelor și cãderii de presiunea, se calculeazã cu relația:
dxdphbvhb qqqη⋅⋅−⋅⋅= +=1222
2 1 (2.43)
Stabilirea jocurilor admisibile în lagãre solicitate la sarcinã
constantã, lucrând în condiții de frecare lichidã
Calculul sarcinii specifice p
m, suportate de pr esiunea lichidului .
Pentru un fus montat într-un lagãr, cu un joc J, în poziție de repaos, distanța
între cele douã centre este de J/2 (fig.2.16) . Dupã pornire, odatã cu creșterea
turației, fusul antreneazã lubrifiantul și -l împinge în spațiul sub formã de
panã, producându-se dezlipirea acestuia din lagãr și deplasarea lui în
direcția rotirii. Presiunea lichidului crește pânã la valoarea maximã
(0,06…0,12 MPa), în dreptul stratului min im de lubrifiant dupã care scade
brusc (fig. 2.16 b). Sarcina specificã este capacitatea de su sținere a fusului
de cãtre lubrifiant:
ldPpm⋅= (2.44)
în care: P este suma apãsãrilor verticale pe fus; d și l – diametrul și lungimea fusului. Debitul corespunzãtor presiunii maxime
2min 1vhl qq ⋅ ⋅= = (2.45)
Aplicând legea continuitãții curg erii a lui Bernoulli, debitul din
secțiunea minimã și dintr-o secțiune oarecare au valori egale:
71 dxdphlvhlvhl ⋅⋅⋅−⋅⋅=⋅ ⋅η122 23
min (2.46)
de unde rezultã cã:
2min6
hhhvdxdp −⋅⋅⋅=η (2.47)
Pentru determinarea presiunii lubrif iantului într-o secțiune oarecare
I-I (fig. 2.17), având înãlțimea h și decalatã cu unghiul ϕ fațã de poziția
presiunii maxime, relația (2.47) se tr anspune în coordonate polare și se
integreazã. Se obține expresia presiunii specifice sub forma:
Cfpm 2ψωη ⋅⋅= (2.48)
în care: ω este viteza unghiularã;
λ−=104,1f (2.49)
rJ
dJ
2==ψ – jocul relativ (2.50)
Je2=λ – excentricitatea relativã (2.51)
min 2hJe−= – excentricitatea absolutã (2.52)
72
Fig. 2.16 . Funcționarea unui lagãr
cu frecare lichidã Fig. 2.17. Schema de calcul a
presiunii lubrifiantului
ldlC+= – coeficient de corecție (2.53)
Fațã de cazul ideal, în care fusul și lagãrul au lungime infinitã,
suprafețele perfect netede și de form ã cilindricã perfectã, caz în care este
valabil calculul de integrare al relației (2.47), în practicã existã diferențe și
anume: a. fusul și lagãrul au o lungime fi nitã, motiv pentru care se aplicã în
relația de calcul un coeficient de corecție C (rel. 2.53);
b. suprafețele prezintã anumite rugozitãți (fig. 21.8), valorile reale
ale diametrelor fusului și lagã rului sunt date de relațiile:
Fig. 2.18. Influența macroneregularitãților asupra
dimensiunilor
f idealdd δ⋅− = 2 (2.54)
73
l idealdD δ⋅+ = 2
în care: δ f și δl sunt înãlțimile microneregularitãților fusului și lagãrului;
c. piesele prezintã abateri de fo rmã, ce reclamã mãrirea jocului,
compensând influența rugozitãților de suprafațã, care micșoreazã valoarea
acestuia. Determinarea stratului minim de lubrifiant . Frecarea lichidã este
caracterizatã de prezența stratului min im. Egalând relațiile (2.44) și (2.48)
se scoate valoarea lui h
min:
PJCld nh⋅⋅⋅⋅⋅⋅=36,183
minη (2.55)
Pentru asigurarea unei frecãri lichide, se impune deci condiția datã de expresia:
h
min > δf + δl (2.56)
Pe baza celor expuse se pot trage urmãtoarele concluzii: – ungerea în condiții de frecare lichidã este influențatã de rugozitatea
suprafețelor; – creșterea jocului datoritã u zãrii micșoreazã stratul minim, fãcând
posibilã apariția frecãrii semiuscate;
– în timpul funcționãrii mãrimile d și C sunt constante, dar mãrimile
n,
η și P, având variații însemnate, trebuie luate mãsuri ca aceste variații sã
fie astfel corelate încât stratul minim sã fie asigurat. Jocul optim de montare între fus și lagãr . Analizând variația
uzurii în funcție de excentricitatea re lativã se constatã un minim la valoarea
ψ = 0,5 (fig. 2.19). Pornind de la acest rezultat se obține relația de calcul a
jocului inițial, optim între fus și lagãr:
5,02122
2minmin
=⋅−=
−
=⋅=
opt optopt
opt Jh
JhJ
Jeψ
adicã:
74
m optopt
pC Jd n Jh⋅⋅ ⋅⋅⋅= =36,18 42
minη (2.57)
de unde rezultã:
Cpnd J J
minitial opt⋅⋅⋅⋅ = =η467,0 (2.58)
Fig. 2.19. Variația uzurii funcție de excentricitatea relativã
Jocul maxim admi s prin uzurã
a. La o îmbinare fus-lagãr se considerã ca limitã maximã de
funcționare, momentul în care microne regularitãțile suprafețelor se ating,
adicã:
mf lpC Jd nh⋅⋅ ⋅⋅⋅= + =
max2
' '
min36,18ηδδ (2.59)
în care: '
lδ și '
fδ sunt înãlțimile microneregularitãților lagãrului și fusului,
la sfârșitul perioa dei de funcționare.
Împãrțind relațiile (2.57) și (2.59) se obține mãrimea jocului în
funcție de valoarea celui optim de montare:
'42
maxδ⋅=optJJ (2.60)
75Se recomandã ca mãrimea δ sã nu fie mai micã decât particulele de
impuritãți care trec prin filtrul de ulei.
b. La grupul pistonaș-cilindru al pom pelor de înaltã presiune (fig.
2.20), uzura limitã se stabilește în funcție de variația debitului de lichid.
Deoarece lungimea de etanșare se poate considera constantã, scurgerile de
lichid care apar se pot calcula cu relația:
lpJdnq⋅⋅⋅⋅⋅=η123
[m3/s] (2.61)
Din analiza graficului de va riație a presiunii (fig. 2.20) se
recomandã ca valoarea limitã a jocului:
J
max = 12 [ µm]
Fig. 2.20. Variația scurgerilor în funcție de joc
c. Grupul pist on-cilindru al motoarelor lucreazã în regim de
frecare limitã variabil, caracterizat prin tr-o vitezã de alunecare de circa 10
m/s, iar temperatura din canalele segmenților ajungând la 230
oC. Uzura
segmenților genereazã creșterea consumului de ulei, astfel cã jocul limitã, se recomandã a se stabili pe baza acestui criteriu (fig. 2.21). Valorile limitã ale fantei primului segment și ale uzur ii cilindrilor sunt date în tabelul 2.2.
76
Fig. 2.21. Variația consumului de ulei în timpul funcționãrii
Tabelul 2.2. Valorile limitã ale fantei primului segment și ale
uzurii cilindrilor
Starea de uzurã a motorului
nou reparat
Fanta segmentului, mm
Uzura cilindrului, mm 0,6-0,7
0,11 0,7-0,8
0,14
d. Pinioanele au capacitatea de exploatare influențatã de uzura
pitting și abrazivã. Uzura crește inte ns în momentul în care 30-40% din
suprafața dintelui este ocupatã de ciupituri (fig. 2.22), sa u dupã distrugerea
stratului de cementare cu o gros ime de 0,2-0,25 mm. Valorile uzurilor
admisibile sunt date în tabelul 2.3.
Fig. 2.22. Variația suprafețelor cu ciupituri la roțile unei cutii de
viteze roți motrice, roți antrenate: 1- viteza II; 2-viteza IV, 3-viteza III
77 Tabelul 2.3. Uzurile admisibile ale roților dinților
Viteza perifericã, în m/m in <3 >3
Uzura, în % din grosimea dintelui 5-10 10-25
Stabilirea limitelor de uzurã admise la schimbarea formei
geometrice a lagãrul ui și fusului . Prin uzurã piesele își schimbã nu numai
dimensiunile ci și forma geom etricã, înrãutãțind funcționarea
mecanismelor. Valoarea maximã a ova litãții se calculeazã teoretic pe baza
principiilor teoriei hidrodinamice a ungerii. 1. La îmbinãrile fus-lagãr în miș care de rotație se pot ivi douã
cazuri: a . Cazul când se rotește fusul . În perioada tranzitorie, pânã la
atingerea turației normale, are loc o uzurã uniformã a fusului, iar a
lagãrului doar pe sector core spunzãtor unghiului la centru α
1 (fig. 2.23).
Repetarea pornirilor produce reducerea valo rii unghiului de uzurã. În final,
se ajunge la situația când fusul a sãpat în lagãr un profil cilindric cu raza de
curburã egalã cu cea a fu sului uzat (fig. 2.24), împiedicând formarea penei
de lubrifiant. Unghiul la centru core spunzãtor uzurii de ovalizare maxime,
are valori cuprinse între 10o și 120o.
Fig. 2.23 . Evoluția ovalizãrii lagãrului
Considerând limita minimã a acestuia, distanța între cele douã centre ale pieselor uzate se poate scrie:
yxJOO =+=21 (2.62)
78în care: x este uzura fusului;
y uzura de ovalizare a lagãrului. Din relația (2.62) se scoate valoarea lui y:
+⋅ ⋅− ⋅=
+ − − = xJr R xJOA OAzo
x245cos cos21 α (2.63)
Din asemãnarea triunghiurilor OAB și O1AB se obține:
o
xr R AB 45sin sin = ⋅= α
2sin
Rrx=α 2 22
21cosxr R
R−⋅ =α
Fig. 2.24 . Limita de ovalizare a lagãrului
2
2 2 2
227,0 27,0 cos
− −⋅ = −⋅ = ⋅x
xJR R r R R α
Neglijând valoarea lui J2
x și dezvoltând în serie radicalul rezultã
relația:
+ = ⋅27,0 cosxJR R α (2.64)
în care: Jx = J + 2x = 2 (R-rx) jocul dupã uzurã;
rx = r x raza fusului uzat.
79 Termenul al doilea din rela ția (2.63) se poate scrie:
− =⋅ = ⋅27,0 7,0 45x
xo
xJR r r (2.65)
iar ultimul termen:
xxJJxJ5,02 2= =+ (2.66)
Dacã se noteazã raportul uzurilor cu ε = x/y și se înlocuiesc valorile
obținute pentru termenii din relația ( 2.63) se determinã valoarea maximã a
uzurii de ovalizare:
ε−⋅=5,25,0Jy (2.67)
b. Cazul când se rotește lagãrul. Dacã se considerã rotația
lagãrului de bielã, al unui motor, se obține o ovalitate a fusului maneton, cu
valoarea maximã în partea suprafeței sa le care privește spre axa arborelui
motor (fig. 2.25) și care se calculeazã cu o relație de forma relației (2.67), în
care se considerã însã x uzura lagãrului și y uzura de ovalizare a fusului.
Fig. 2.25. Apãsarea pe fusului
2. La îmbinãrile fus-lagãr cu mișcare pendularã , se produce o
uzurã de ovalizare a ambelor piese, s ub acțiunea sarcinilor alternative care
solicitã îmbinarea.
Suma uzurilor celor douã piese tre buie sã fie inferioarã diferenței
jocurilor, maxim și in ițial, ale îmbinãrilor:
x + y = Jmax – Jinițial (2.68)
în care: x este uzura bolțului;
y uzura bucșei bielei.
Dacã se noteazã raportul uzurilor de ovalizare cu ε = x/y , valorile
acestora se calculeazã cu relațiile:
80 ' 1' max
ε+−=ialiniJ Jx (2.69)
' 1' max
ε+−=ialiniJ Jy (2.70)
Pe baza relațiilor de calcul obți nute, se pot trage urmãtoarele
concluzii:
– anulând pe x în rela ția (2.61) rezultã y = 0,2 ⋅ J, adicã ovalitatea
admisã la piesa nouã, fixã, va fi mai micã decât a cincea parte din jocul inițial. În caz contrar, se mãrește jocul inițial de asamblare;
– valoarea uzurii de ovalizare fiind pozitivã sau zero, este necesar ca
ε < 2,5 ;
– indiferent de valoarea lui ε, ovalitatea fusului va satisface relația :
x = J
max – Jinițial (2.71)
– în cazuri obișnuite, fusul maneton este mult mai rezistent la uzurã decât lagãrul, astfel decizia asupra reparã rii nu va fi datã de relația (2.67), ci
de atingerea valorii jocului maxim conform relației (2.60).
2.2.4. Studiul uzurii pr in metode statistico-matematice.
Distribuț ia dimensiunilor pieselor și influența uzurii
asupra acesteia
Dupã frecvența apariției, a variației mãrimii și sensului lor de acționare, erorile dimensi onale, de formã și poziție reciprocã a suprafețelor
pieselor mașinilor, se pot împãr ți în trei categorii și anume:
a. erori sistematice constante , caracterizate prin frecvențã regulatã,
mãrime și sens de acționare consta nt. Sunt cauzate de inexactitatea de
execuție și de gradul de uzurã al sistemului tehnologi c de prelucrare,
precum și de condițiile în care se executã operația respectivã;
b. erori sistematice cu variații dupã o anumitã lege , pot acționa
continuu sau periodic, iar mãrimile acestor erori sunt variabile și de sensuri
schimbãtoare.
81 În general, erorile dimensionale de fabricație sunt distribuite dupã
legea distribuției normale a lui Gau ss-Laplace. Distribuția se caracterizeazã
printr-un numãr mare de factori accide ntali, ce acționeazã asupra dispersiei
dimensionale, independenți între ei și fãrã ca alții sã aibã influențã
determinatã. Expresia matematicã a legii de distribuție normalã este:
[]
22
2)(
21)(σ
π σi i xMx
e xfy−
= = (2.72)
în care: y este frecvența de apariție a caracteristicii x;
M(xi) – centrul de grupare al abaterilor;
σ – abaterea medie pãtraticã a caracteristicii x.
Centrul de grupare al abater ilor se poate determina prin:
1. media aritmeticã , conform relației (2.73):
in
in
i i
i xxpnmx
xM ⋅ =⋅
= ∑∑)( )(21 (2.73)
în care: mi sunt frecvențele absolute de apariție ale caracteristicilor xi;
p(xi) – frecvențele relative;
n numãrul total al pieselor a cãror caracteristicã se mãsoarã. 2. mediana este caracteristica care ocupã poziția centralã în șirul
valorilor așezate în ordinea mãrimii lor și are valorile:
– M(x
i) = xk-1 pentru un șir impar de forma (2k-1);
M(xi) = (xk + xk+2)/2 pentru un șir par de forma (2k).
3 . modulul este valoarea caracteristic ii cu frecvența ce mai mare.
4. abaterea medie pãtraticã reprezintã mãsura de apreciere a
împrãștierii în raport cu centrul de grupa re al abaterilor și se determinã cu
relația:
[]∑ − =n
i i i i xp xMx )()(2ο (2.74)
Funcție de distribuția F(x) a distribuției normale, are suprafața
cuprinsã între curba de distribuție normalã și axa absciselor și este egalã cu
unitatea:
82 []
1
21)(2
2)(
21
=⋅ =−
∞+
∞−∫dx e xFixMx
π
πο (2.75)
Dacã se face o translație a originii de coordonate în punctul x = M(x) (fig. 266 și fig. 2.27) și se trece la o variabilã întâmplãtoare y (rel. 2.76), atunci funcția de distribuție norma lã se transformã în funcție de
distribuție normalã nor matã F(x) (rel.2.77):
Fig. 2.26. Distribuția normalã când
centrul de grupar e are o valoare
definitã Fig. 2.27. Distribuția normalã când
M(x) = 0
σ)(xMxz−= (2.76)
5,0
21)(22
= = ∫∞+
∞−−dze zFz
π σ (2.77)
Funcția de distribuție reprezi ntã probabilitatea ca valorile unei
caracteristici, pentru care s-a întocmit cu rba de dispersie sã fie mai mici sau
egale cu o valoare datã. Probabilitatea P ca o piesã din lotul analizat, sã aibã
dimensiunea d<x (fig. 2.28) este reprezentatã de porțiunea hașuratã și se
determinã cu relația:
dx e xFPxx
∫∞−−
=22
2
21)(σ
π σ (2.78)
Pentru determinarea probabilitã ții ca dimensiunea x<d<+x (fig.
2.29), se folosește relația:
83 dx e xFPx
xx
∫+
−−
= =22
2
21)(σ
π σ (2.79)
Fig.2.28. Probabilitatea ca
dimensiunea d<x Fig. 2.29. Probabilitatea ca
dimensiunea x<d<-x
În practicã, majoritatea pieselor de mașini sunt sc oase din uz, dupã
o anumitã perioadã de f uncționare și se mãsoarã uzura acestora. Condițiile
teoretice de funcționare determinã o distribuție a uzurilor dupã legea lui
Gauss, în timp ce condițiile reale duc la devieri de la distribuția normalã.
Asimetria curbelor de distribuție este caracterizatã de coeficientul α, dat de
relația:
σαoTxM −=)( (2.80)
în care To este modulul distribuție i șirului de dimensiuni.
Funcție de valoarea coeficientului de asimetrie se deosebesc douã
cazuri:
– α pozitiv, cu To < M(x), caracteristic uzurii lente (fig. 2.30);
– α negativ, cu To > M(x), caracteristic uzurii accelerate (fig. 2.31).
Fig. 2.30 Uzura lentã Fig. 2.31. Uzura acceleratã
În relația (2.80), centrul de grupa re al abaterilor se ia sub forma
mediei aritmetice a caracteristicii.
84 2.2.5. Aprecierea uzãrii utilajelor și determinarea duratei lor
optime de funcționare
În timpul exploatãrii, mașinile s unt supuse uzurii, ce poate fi fizicã
sau moralã. Uzura fizicã reprezintã uzura mecanicã a pieselor componente ale mașinii, fãcând ca aceasta sã nu-și ma i menținã capacitatea de utilizare cu
randamentul și siguranța în funcționa re stabilite inițial. Gradul de uzurã
fizicã se determinã cu relația:
max max tt
uuur r
f = = (2.81)
în care: ur este uzura realã mãsuratã a piesei;
umax uzura maximã admisibilã;
tr , tmax durata realã și maximã de serviciu a piesei.
Deoarece uzarea organelor de mașini se face diferit, gradul de uzurã
fizicã se poate stabili mai precis, recurgându-se la indicatori economici:
) 1( )' 1(1 1
t VR
R VR
VRu
R o o oo
f⋅ −=−= =α (2.82)
în care: Ro și R1 sunt valorile reparațiilor în momentul determinãrii uzurii
fãrã, respectiv ținând seama de progresul tehnic din ramura
reparațiilor;
R reducerea medie anualã a preț ului de cost în ramura de
reparații = cR⋅t;
Vo valoarea inițialã a mașinii;
t – tim pul de exploatare a mașinii.
Gradul de uzurã face posibilã aprecierea stãrii tehnice a organelor de mașini, pe când intensitatea uzurii ap reciazã durata de serviciu a acestora.
Uzura moralã este un parametru economic pentru aprecierea duratei
de folosințã a unei mașini, funcție de progresul tehnic în domeniul
respectiv. Ea poate fi de douã feluri:
a. uzurã moralã de genul I și reprezintã deprecierea mașinii în
funcțiune, în cazul în care mașinile de aceeași construcție încep sã fie
reproduse mai ieftin. Ea se poate calcula cu relația:
85 t FVV VuF
oo
mI ⋅ = =−= α' 1 (2.83)
în care: Vt este valoarea de reproducere a u tilajului în momentul analizat,
calculatã cu relația (2.48); F reducerea medie anualã a pr ețului de cost al fabricației.
V
1 = Vo(1 F) = Vo(1 – αF ⋅ t) (2.84)
b. uzurã moralã de genul II și reprezintã deprecierea mașinii în
urma apariției unor tipuri mai perfecționa te. Ea se manifestã prin creșterea
productivitãții noilor mașini și micșora rea cheltuielilor specifice pentru
exploatarea acestora. Expresia de calcul este:
oo
oo
omIIVR R
CC
qq
VVu1 1
111−−⋅⋅ −= (2.85)
în care: qo, q1 reprezintã productivitatea mașinilor de același fel, de tip
vechi și nou;
Co, C1 idem pentru cheltuielile de întreținere în exploatare pe
unitatea de producție; R
o, R1 idem pentru valoar ea reparațiilor, ca urmare a
progresului tehnic în domeniu. Uzura totalã a utilajelor se de terminã cu o relație de forma:
oo
o om f tCC
qq
VV
VRu u u1
11 11) 1)( 1(1 ⋅⋅ − += − −−= (2.86)
Uzura totalã are loc înaintea uz urii fizice, când este satisfãcutã
relația:
oo
CC
qqV R1
11 1 ⋅⋅= (2.87)
Rezultã deci, cã durata tehnico- economicã de serviciu trebuie
analizatã în primul rând di n punct de vedere tehnic.
În general, repararea mașinilor se reduce la în locuirea pieselor uzate
cu piese noi sau recondiționate. Solu ția este economicã dacã prin aplicarea
ei se reface capacitatea de lucru a mașinii.
86 Durata de funcționare economicã se determinã ca fiind minimul
curbei ce reprezintã suma amortizãrilor și cheltuielilor pentru reparații (fig.
2.32). Prețul de cost al produsului rezultat depinde de urmãtoarele
cheltuieli:
Fig. 2.32. Variația cheltuielilor în timp
– amortizarea mașinilor, care scade cu creșterea timpului de serviciu;
– reparațiile capitale, cu valori crescãtoare odatã cu prelungirea
duratei de funcționare, dintre acestea, cheltuielile pentru demontare-montare
rãmân constante, fiind variabile numai cheltuielile pentru piesele de schimb;
– reviziile tehnice și reparațiile curente, fiind formate din operații
periodice și obligatorii, au valori constante în timp; – energia, combustibilii și lubrifia nții nu variazã valoric, în condițiile
pãstrãrii consumului în limite admisibile;
– salariile muncitorilor, care de asemenea nu sunt influențate de
durata de funcționare. Se constatã cã din totalul cheltuielilor prezentate mai sus, cheltuielile pentru piese de schimb cr esc proporțional cu durata de serviciu
a utilajului. Reparațiile capitale, avâ nd un anumit ciclu, este normal, ca la
fiecare reparație urmãtoare sã se în locuiascã suplimentar încã un grup de
piese cu durabilitate dublã fațã de cele în locuite la reparația anterioarã. pe
baza acestor considerente, cheltuielile cu piesele de schimb, folosite în
cursul întregii durate de serviciu a mașinii se pot exprima cu relația:
)1(2… 2 + = ++ += nnKnK K K Cp (2.88)
în care. K este costul mediu al fiecãrui grup nou de piese înlocuite la
reparația respectivã; n numãrul curent al reparației.
87 Dacã se considerã n, ca valoarea raportului dintre durata totalã și
durata de serviciu între douã operații consecutive, n = t/tr, atunci:
+⋅= 12r rptt
ttKC (2.89)
Totalul cheltuielilor specifice variabile, funcție de durata de funcționare a mașinii, este dat de relația:
+ + = + = 12r rt p t
stt
tK
tC
tC
tCC (2.90)
în care: Ct este costul mașinii, exclusiv valoarea de casare.
Durata optimã de serviciu este durata care asigurã cheltuielile
specifice minime în unitate de timp. Se obține prin anularea derivatei relației:
022 2= + −=
rt s
tK
tC
dtdC
KCt tt
r opt2= (2.91)
2.3. Criterii de durabilitate pentru diferite organe
de mașini
Durabilitatea motoarelor cu arde re internã este în funcție de
solicitãrile complexe la care sunt supuse piesele componente ale acestora.
Valorile uzurilor maxime sunt diferite la același tip de piese, dacã motoarele
se deosebesc, sau sunt e xploatate diferit, astfel cã duratele de funcționare nu
vor coincide. Folosind criteriul uzurii relative uzura radialã limitã se poate
scrie sub forma:
u
max = ur ⋅ D (2.92)
88în care: ur este uzura relativã;
D – diametrul piesei supuse uzurii.
2.3.1. Durabilitatea cilindrilor
Timpul de funcționare al acestora este determinat de uzura la partea
superioarã, datã cu relația:
c c c tn u ⋅⋅=ε (2.93)
în care: εc este ritmul uzurii la o mie de curse duble;
n turația motorului;
tc timpul de funcționa re al cilindrului.
Dacã se ține seama de relația (2.92) și de formula vitezei medii a pistonului v
m, se obține:
Dutnr c c ⋅=⋅⋅ε și ε⋅=n vm
2Dvds
u
nDut
m cr
cr
c ⋅⋅ =⋅ =ε ε (2.94)
în care s este cursa pistonului.
Cu ajutorul acestei relații se poate determina raportul durabilitãții a doi cilindri de la douã motoare asemãnãtoare. Se constatã cã acest raport este direct proporțional cu raportul pãtratelor diametrelor cilindrilor:
2
"'
"'
=DD
tt
cc (2.95)
2.3.2. Durabilitatea segmenților
Segmenții de piston, datoritã condițiilor în care lucreazã se uzeazã
radial și în înãlțime. Ținâ nd cont de drumul frecãrii: L = vm⋅ t, uzura
radialã medie maximã este datã de relația:
u
rad = εs⋅ vm ⋅ tsr = ur ⋅D (2.96)
89în care: ts este ritmul uzurii radiale a segmentului la o mie de curse duble;
tsr durata de serviciu a segmen tului pentru uzura radialã:
m sr
srvDut ⋅ =ε (2.97)
Criteriul de durabilitate poate fi , în aceste condiții, factorul de
comparație a doi segmenți:
'"
"'
"'
mm
srsr
vv
DD
tt⋅ = (2.98)
Segmenții au însã pe lângã uzura radialã și o uzurã în înãlțime. La
fiecare cursã a pistonului, datoritã elasticitãții și presiunii laterale, segmenții
se vor deplasa transversal în canal, alte rnativ, pe o distanțã egalã cu uzura
maximã a cilindrului (fig. 2.33). Adicã dr umul de frecare este egal cu uzura
radialã a cilindrului: dL = u
c · n · dt (2.99)
Dacã se ține seama de aceastã relație, uzura de înãlțime a segmentului se poate scrie:
U
t = εî ⋅ uc ⋅ n ⋅ ts = εî ⋅ εc ⋅ n2 ⋅ t2
si = usî ⋅ D (2.100)
Din aceastã relație rezultã durab ilitatea în înãlțime a segmenților:
Du
nt
c ii
sr ⋅⋅⋅=εε1 (2.101)
Comparând durabilitãțile de acest tip, la doi segmenți asemãnãtori, se constatã:
"'
'"
"'23
'"
"'
DD
nn
DD
vv
tt
mm
sisi⋅ =
⋅ = (2.102)
90 Comparând relațiile (2.99) și ( 2.101), se observã cã uzura radialã
variazã dupã o lege liniarã, iar uzura în înãlțime dupã o lege parabolicã (fig.
2.34).
Fig. 2.33. Schema deplasãrii radiale
a segmentului în cilindrul uzat Fig. 2.34. Curbele de uzurã ale
segmenților
2.3.3. Durabilitãțile arborilor cotiți
Fusurile arborilor cotiți sunt foarte solicitate de forțele de inerție,
proporționale cu masa mecanismului bi elã-manivelã și pãtratul vitezei
unghiulare. Considerând dimensiun ile mecanismului proporționale cu
diametrul cilindrului, forțele de in erție se pot exprima prin relația:
Fi = Ki ⋅ n2 ⋅ s ⋅ D3 (2.103)
Presiunea pe lagãr, creatã de aceste forțe, este invers proporționalã
cu suprafața lagãrului (d ⋅ l = K ⋅ D2) și este datã de relația:
DsvKDsnKDDsnK Pm2
2
23 2
1 ⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= (2.104)
Drumul de frecare pe fusurile ar borelui cotit este dat de relația:
Lf = π ⋅ d ⋅ n ⋅ tf = K ⋅ n ⋅ D ⋅ tf (2.105)
în care: d este diametrul fusului, proporțional cu diametrul cilindrului D;
l lungimea fusului. Ținând seama de legea generalã a uzurii, uzura fusului va fi:
Du tDn
DsvLP urf fm
f f f f ⋅ =⋅⋅⋅⋅ =⋅⋅ =2
1 ε ε (2.106)
91 Durabilitatea fusurilor, rezultã di n relația de m ai sus și anume:
D
vDs
ut
m frf
f ⋅
⋅ =32
ε (2.107)
Relația de comparație între dur abilitãțile fusurilor arborilor cotiți de
la motoare asemenea este:
"'
"'
DD
tt
ff= (2.108)
2.3.4. Durabilitatea rulmenților
Rulmentul, ca organ de mașinã, es te scos din funcțiune datoritã
uzurilor prin frecare, lipsei lubrifia ntului, prezenței impuritãților abrazive,
corodãrii și obosirii cãilor de rulare. Între sarcina echivalentã aplicat ã rulmentului, capacitatea sa de
încãrcare și durabilitate s-a stabilit urmãtoarea relație:
Q
k ⋅ T = . const Ck
i= (2.109)
în care: Q este sarcina echivalentã; T durabilitatea rulmentului;
C
î capacitatea de încãrcare.
Din relația (2.109) rezultã cã durabilitatea se calculeazã astfel:
k
t
QcT
= (2.110)
Pentru compararea durabilitãții a doi rulmenți, ce lucreazã în
condiții similare, se folosește raportul:
="'
"'
tt
CC
TT (2.111)
92Capitolul 3
DEMONTAREA MAăINILOR. CONTROLUL ăI
SORTAREA PIESELOR, DI SPOZITIVE FOLOSITE
3.1. Demontarea utilajelor
În aceastã etapã, anterioarã r econdiționãrii pieselor, se executã
operații de pregãtire a utilajului în vederea demontãrii, care constau în
prespãlarea exterioarã și interioarã, demontarea utilajului pe subansamble,
demontarea subansamblului în pies e componente, curãțirea și spãlarea
pieselor. Cum aceste operații se executã dupã anumite reguli, folosindu-se
instalații și dispozitive speciale, ne vom referi în cele ce urmeazã la aceste aspecte. Lucrãrile de reparații se împart în douã grupe mari, și anume: lucrãri
pregãtitoare și lucrãrii propriu-zis de reparare. În cazul reparațiilor capitale,
unde sunt incluse toate lucrãrile, se întâlnesc urmãtoarele operații:
1. lucrãri pregãtitoare întocmir ii documentelor de introducere în
reparație; 2. demontarea utilajului în ansambluri, subansambluri și piese; 3. curãțirea și spãlarea mașinii; 4. revizia și sortarea pieselor;
5. recondiționarea pieselor deteri orate sau fabricarea altora noi;
6. asamblarea pãrților componente și a mașinilor în ansamblu;
7. controlul și încercarea mașinii. La rândul sãu lucrãrile pregã titoare includ urmãtoarele mãsuri
organizatorice și tehnice: – elaborarea documentației tehnice, in clusiv fișa defectãrii, desenele,
comanda pieselor de rezervã pe baza datelor ultimei revizii tehnice a
utilajului;
– elaborarea proiectului de organi zare a lucrãrilor. În proiect se
includ metode de reparare, alegerea mijloacelor de mecanizare a procesului
de reparare, necesarul de unelte, sc ule și mecanisme de ridicat, locul
instalãrii lor, necesarul de forțã de muncã, tehnologia asamblãrii și
condițiile de încercare a utilajului. În proiect se anexeazã fișele tehnologice
de reparare a subansamblurilor și pieselor, graficul reparãrii;
93 – pregãtirea și transportul la lo cul reparãrii a subansamblurilor și
pieselor de schimb, uneltelor și dispozitivelor auxiliare;
– amplasarea surselor de aer compr imat, de curent electric, instalarea
stelajelor, meselor de tâmplãrie; – instructajul personalului priv ind organizarea, tehnologia reparãrii
și tehnica securitãții muncii.
3.1.1. Pregãtirea utilajului pentru demontare . Înainte de operația
de demontare, mașinile și utilajele sunt supuse operației de prespãlare
exterioarã și interioarã. Prespãlarea exterioarã a mașinilor se face pe platforme, cu apã sub
presiune (se recomandã ca presiunea sã fie de 5-10 MPa), în vederea
eliminãrii depunerilor de murdãrii pr ovenite din timpul exploatãrii.
Prespãlarea interioarã se face carterelor cutiilor de viteze și diferențialelor. În acest scop se scoate uleiul din cutia de viteze precum și
valvolina din diferențial și se introdu ce o cantitate corespunzãtoare de petrol
sau motorinã. Pentru o spãlare efi cace a utilajelor mobile acestea se așeazã
pe un stand cu role pentru acționarea transmisiei (fig. 3.1).
Fig. 3.1. Stand pentru prespãlarea interioarã a carterelor: 1-role
motoare; 2-electromotor; 3-arbore de transmisie
Mișcarea primitã de roțile motoare ale utilajului este transmisã la
cutia de viteze prin diferențial iar de aici, prin cuplarea cu motorul, la
mecanismul bielã-manivelã, care antren eazã în sistemul de ungere petrolul
sau motorina introdusã în baia de ulei. Se recomandã ca prespãlarea
interioarã sã dureze 10…15 minute, dupã care se scurge petrolul sau
motorina în bazine speciale pentru a putea fi refolosite.
94 Este indicat la uzinele de repa rat, ca prespãlarea exterioarã și
interioarã sã se facã într-un compar timent special amenajat prevãzut cu o
stație specialã de spãlat (fig. 3.2). Spãlarea cu ajutorul acestor stații se face pe o platformã cu apã caldã la presiunea de 8-10 MPa, încãlzi rea apei fãcându-se într-un boiler cu
ajutorul unei serpentine de abur de la rețeaua de încãlzire centralã. Operația
de spãlare exterioarã dureazã circa 60 minute, urmatã de prespãlarea interioarã în condițiile prezentate.
Fig. 3.2. Stație de prespãlare. Schemã
3.1.2. Demontarea mașinilor în subansamble și piese
componente Operația de demontare a mașin ilor, specificã procesului tehnologic
de reparație, se face în condiții de disciplinã tehnologicã, respectându-se
riguros tehnologia de demontare (ordin ea inversã a tehnologiei de montare),
pãstrându-se curãțenia și ordinea perfectã a locului de muncã, folosindu-se
numai sculele și dispozitivele indicate în tehnologie.
De procesul tehnologic de demontar e depinde funcționarea corectã a
mașinii, constatându-se cã, în procesul tehnologic de repara re, datoritã unei
demontãri necorespunzãtoare provin ci rca 10% din numãrul total de piese
care se înlocuiesc.
Demontarea se face individual în într eprinderile proprii și în flux în
cadrul uzinelor de reparații. Subansamblele și piesele care se demonteazã se așeazã pe mese sau suporți speciali (mai ales cele grele) astfel încât sã fie
95ușor transportate cu un mijloc oarecar e (cãrucioare manuale, electrocare,
poduri rulante).
Demontarea subansamblelor în piese se face pe mese și bancuri
speciale de lucru, folosindu-se dispozitive corespunzãtoare. Piesele montate cu strângere, prin presare, se de monteazã folosindu-se prese hidraulice,
prese mecanice cu acționare manualã, extractoare.
În vederea stabilirii tipului de dispozitiv ce trebuie folosit, se
determinã forța necesarã cu aceleaș i relații ca și în cazul presãrii,
introducându-se eventual coeficienți de corecție care sã ținã seama de faptul
cã anumite îmbinãri pot fi ruginite și na tural, efortul de demontare va fi, cu
siguranțã, mai mare.
De cele mai multe ori se folosesc prrese extractoare care pot fi
simple și universale (fig. 3.3).
Fig. 3.3. Prese exterioare și universale: a-prese exterioare;
b-presã extractoare universalã
Presele universale diferã doar prin posibilitatea de deplasare și
prelungire a brațelor de prindere. Mecanizarea procesului de repara ție mãrește productivitatea muncii,
micșoreazã durata termenului de reparare și montare a utilajului. În funcție
de condițiile executãrii lucrãrilor de repa rații și asamblare, de dimensiunile
de gabarit și masa mași nilor, subansamblurilor și pieselor, lucrãrile de
96ridicare, transport, montare și dem ontare sunt mecanizate folosind pârghii
plane, trolii, diferite macarale. Alegerea mijloacelor de ridicat și transportat joacã un rol
considerabil în etapa pr egãtirii lucrãrilor de montare și reparare. Se
recomandã folosirea mijloacelor de trans port și ridicat, destinate executãrii
procesului tehnologic de re parare și instalare în secție. La montarea și
repararea utilajului și subansamblurilor se utilizeazã diverse tipuri de scule și dispozitive. Numãrul mare de tipodime nsiuni de prese de extracție este
determinat de numãrul mare de operații specifice. principiul de funcționare
al extractorului cu clește, cu vârf de sp rijin și traversã este prezentat în fig.
3.4 (a, b).
Dacã pentru demontarea piesei sunt necesare forțe mai mari se
folosește extractorul hidraulic (fig. 3.5), în care vârful de sprijin este
înlocuit cu pistonul (plunjerul) 2. Deplasarea plunjerului în cilindru se efectueazã cu ajutorul uleiului pompat de o pompã manualã 3 din rezervorul 5.
Organizarea corectã a lucrãrilor de reparare și apr ovizionare bunã cu
uneltele și mecanismele necesare, pe rmite desfãșurarea optimã a lucrãrilor
de reparație cu reducerea perioa dei de reparare a utilajului.
Fig. 3.4. Demontarea și montarea rulmenților: a,b demontarea cu
ajutorul extractorului; c- montarea cu ajutorul presei; d demontarea cu
ajutorul presei; e montarea cu ajutor ul unei țevi speciale; f montarea cu
ajutorul unei țevi cu bucșã, care transmite forța la ambele brațe ale
inelului; g montarea sau demontarea prin șoc
97 Înainte de demontare mașina este reîncãrcatã în sarcinã și în gol.
Starea tehnicã a mașinii se apreciazã ținând cont de sunetele și de șocurile exagerate, vibrațiile și temperaturile majorate ale pieselor conjugate ale
mașinii. Se ia în considerație de asemenea și modificarea valorii
parametrilor mașinii de la valoar ea nominalã (productivitate, calitatea
produsului, consumul de energie etc.), și opinia personalulu i de exploatare a
utilajului. În sfârșit, mașina se curã țã de resturile de produs rãmase, se
eliminã uleiul și agenții de rãcire sau încãlzire. Dacã mașina se reparã fãrã
demontarea ei de pe fundație, pro cesul de reparare se începe cu
deconectarea ei de la rețeaua electri cã, decuplarea conductelor de vapori,
produs etc., demontarea grilajelor (pa nourilor) de protecție, curelelor și
lanțurilor de transmisie, dispozitivelor electrice și apoi se pot demonta alte
subansambluri. În practicã mașina se împarte în agregate, ansambluri
(subansambluri) și piese. În caz de reparare a mașinilor complexe, se
elaboreazã fișe tehnologice de demontare în ansambluri și piese separate, în
care se aratã succesiunea operațiilor. Aceste fișe, pot fi completate cu schițe
și scheme necesare.
Fig. 3.5. Extractor hidraulic : 1-cilindru; 2-piston; 3-pompã cu plunjer
(plunjer); 4-dop perforat; 5-rezervor cu ulei; 6-mâner; 7-clește; 8-bucșã;
9-piesã
Ansamblurile demontate sunt instalate pe mese speciale pentru demontarea lor ulterioarã. În caz de repa rare individualã, piesele în procesul
demontãrii se marcheazã, ceea ce simp lificã lucrãrile de montare.
98 În scopul ușurãrii demontãrii ansa mblurilor filetate se recomandã
urmãtoarele metode:
1. filetul se umezește cu gaz lampant în timp de 20 30 min;
2. se încãlzesc piulițele cu flacãrã oxiacetilenicã; 3. în corpul bulonului sau a prez onului cu ajutorul sudurii electrice
se formeazã o gaurã de formã pãtratã la o adâncime de 1520 mm și se
folosește un dorn pãtrat;
4. la capãtul prezonului se s udeazã o barã (tijã) cu secțiune
transversalã profilatã; 5. în corpul prezonului se executã o gaurã în care se prelucreazã filet
în sens invers fațã de cel al îmbin ãrii filetate, în care se înșurubeazã un
bulon cu capãtul de secțiune pãtratã; 6. corpul prezonului se gãurește în trepte cu diametru crescând și
așchiile se eliminã, în final se folosește un dorn cu cap pãtrat.
Pentru demontarea ansamblurilor cu panã se dezbate cu ajutorul
ciocanului de bronz sau teflon, sau pi esa se încãlzește și se demonteazã,
folosind extractorul. Piesele filetate cu ajustaj presat la rece, se demonteazã
cu ajutorul preselor și extractorului, iar cele cu ajustaj presat la cald, prin
încãlzirea pieselor exterioare.
Scoaterea pieselor din gãuri înfundate se realizeazã dupã cum e arãtat în fig. 3.6, prin strunjire sau gãurir e. În acest scop se toarnã ulei iar la
capãtul tijei 1 se aplicã un impact, caz în care, la capãtul bucșei 2 se
formeazã un șoc hidraulic, deplasând bucșa 2 în exterior. Pentru demontarea
rulmenților se utilizeazã metodele arãtate în fig. 3.4 c, f, g.
Fig. 3.6. Extragerea bucșei dint r-o gaurã înfundatã :
1-tijã; 2-bucșã; 3-ulei
3.1.3. Curãțirea și spãlarea pieselor . Pentru efectuarea controlului
și sortãrii, dupã demontare, piesele s unt supuse procesului de degresare și
99spãlare. Degresarea și spãlarea se f ace cu ajutorul unor solvenți pentru
dizolvare și înlãturarea grãsimior, pentru cã numai în acest fel se pot
constata mai bine fisurile, crãpãturile , uzurile etc. Pentru degresarea și
spãlarea pieselor de mare precizie, cu m ar fi elemenții pompei de injecție,
injectoare, rulmenții etc. se folose sc produsele petroliere ca: petrol,
motorinã, benzinã, whitespirt. Pentru celelalte piese se folosesc diferite
soluții pe bazã de hidroxid de sodiu (N aOH) și hidroxid de potasiu (KOH).
Cu aceste substanțe se pot forma urmãtoarele soluții:
– hidroxid de sodiu 1…2% – sodã calcinatã (CaCO3)………….. 4%
– fosfat trisodic 4% – silicat de Na sau K……………….. 1,5%
– azotat de sodiu 1.5…2,5% – emulsie ………………………………..35%
– apã 93,5% – apã ………………………………….. 59,5%
– hidroxid de potasiu 25 gr
– carbonat de sodiu 6,3 gr. – praf de sãpun 2 gr. – apã 1000 gr. Pentru degresarea pieselor din aluminiu se pot folosi:
– silicat de sodiu 1,5% – carbonat de sodiu 4,5 g
– sãpun 0,2% – hidroxid de sodiu 1,45 g – apã 98,3% – praf de sãpun 1,00 g – apã 1000 gr Înlãturarea depunerilor din corpul pistoanelor (calamina), de pe
chiulase, de pe suprafețele de admis ie și evacuare, se face folosindu-se
anumite soluții în funcție de natura materialului:
– pentru piese din oțel sau fontã:
– sodã calcinatã 35,0 gr – sodã causticã 25,0 gr – silicat de sodiu 1,5 gr – sãpun 25,0 gr
– apã 1000 gr
– pentru piesele din aluminiu :
– sodã calcinatã 10,0 gr – silicat de sodiu 10,0 gr – sãpun 10,0 gr – bicromat de potasiu 1,0 gr – apã 1000 gr
Degresarea în aceste soluții se face prin fierberea pieselor timp de
cca. 6 minute, la temperatura de 95…100
o C, dupã curãțirea stratului de
100calaminã se face cu ajutorul unor per ii de pãr, sau se utilizeazã curãțitoare
de lemn. Se interzice folosirea periilor de sârmã. Dupã ce se face curãțirea depuner ilor, urmeazã spãlarea pieselor
prin introducerea în bãi cu soluție formatã din: sodã calcinatã 2%, silicat de
sodiu 0,2%, bicarbonat de potasiu 0,1% timp de 10-15 minute, urmatã de
rãcire prin suflarea unui jet de aer sub presiune.
Fig. 3.7 . Instalație pentru degresare și spãlare : 1-serpentinã; 2-grãtar; 3
conducte; 4-compartiment de fierbere și agitare; 5-capac; 6-compartimente
de degresare, spãlare; 7-c onducte; 8 electropompã; 9-robinet
În unitãțile mai mici de reparație, pentru degresarea și spãlarea pieselor se folosește o soluție pe bazã de sodã causticã, piesele fiind introduse într-o instalație de forma celei din fig. 3.7.
Instalația este formatã din douã compartimente prevãzute în partea
inferioarã cu o serpentinã din țeavã pe care se trimite abur pentru încãlzirea
soluției de spãlare. Primul compartiment este folosit pe ntru degresarea pieselor care au
un strat de ulei ars și impuritãți. Piesele sunt așezate pe un grãtar special, introdus complet în soluția de degresare. Operația de degresare se face prin
încãlzirea soluției la temperatura de 90…95%, timp de 1,5…2 ore. Pentru urgentarea procesului, cât și pentru o degresare mai bunã, se introduce aer
sub presiune pentru agitarea soluției.
Al doilea compartiment se folo sește pentru spãlarea pieselor
degresate în primul compartiment, sau a celor care nu au nevoie de
degresare. Dupã așezarea pieselor pe grãtar, se supun unor jeturi puternice de soluție cu 3% sodã causticã, di n toate pãrțile, încãlzitã la 90…95%, timp
de 20…30 minute.
101 În cazul pieselor complicate se folosesc bãi speciale (fig. 3.8).
Astfel, pentru degresarea canalelor de ul ei din blocul motor și a canalelor de
ungere din manetoanele arborilor cotiți, se folosește petrol.
Fig. 3.8. Instalație pentru degresarea și spãlarea manetoanelor de la
arborii cotiți : 1-rezervor; 2-suporți; 3-arbore; 4-conducte; 5-filtru; 6-
electropompã Degresarea și spãlarea pieselor în uzinele de reparații, datoritã
cantitãții mari de piese se face în instal ații de degresare tip tunel, prevãzute
cu transportoare. Aceste instalații se compun de obicei din patru compartimente, degresarea și spãlarea efectuându-se astfel:
– în primul compartiment piesele s unt încãlzite cu abur în vederea
înmuierii depunerilor; – în al doilea compartiment se realizeazã înlãturarea depunerilor,
deci se face degresarea și spãlarea, prin stropire din toate pãrțile cu jeturi
puternice de soluție, de regulã din 6…8% sodã causticã, la o temperaturã de
90…95%C; – în al treilea compartiment se face spãlarea pieselor, la limita de
limpezire, cu apã caldã la 85…90
oC;
– în al patrulea compartiment se face uscarea pieselor cu ajutorul
unui curent de aer cald.
In ultimul timp, pentru creșterea productivitãții și calitãții operației
de degresare și spãlare, se fo losesc metode noi cum ar fi:
– degresarea cu ajutorul tricloretilenei (C2HCl3);
– degresarea cu ajut orul ultrasunetelor;
102 – degresarea prin folosirea comb inatã a metodelor de mai sus.
Degresarea cu ajutorul soluției de tricloretilenã sau a etilenei, se face prin încãlzirea la temperatura de evaporare. Prin condensarea vaporilor
pe suprafața piesei se face degresarea într-un timp foarte scurt (aproximativ
1 minut) la piesele de comple xitate medie și ridicatã.
Degresarea cu ajutorul ultrasunetelo r, sau prin folosirea combinatã a
celor douã metode, prezintã avanta jul cã se realizeazã degresarea și a
suprafețelor interioare greu accesibile. Dezavantajul constã în construcția și
întreținerea complicat ã a instalației.
3.2. Controlul și sortarea pieselor
În vederea stabilirii gradului de uzurã pe baza cãruia sã se precizeze
care piese se recondiționeazã, piesele sunt supuse operației de control și
sortare.
Dimensiuni, joc strângeri, în mm
Normale Admise pânã la
reparații Nr. crt. Denumirea
defectului Metoda
stabilirii
defectului Nr.
piese
conju-
gate Dimen-
siuni Joc
strângereDimen-
siuni Joc
strângere
1. Uzura
suprafeței
interioare de contact cu
bucșa
canelatã Mãsurarea
diametrului
interior Micrometru de
exterior 25…50
mm
Comparator de
interior
31.55.329
31.55.330
31.55.332
42
+0,05
100,0
150,042−
−
+0,150
+0,032
42,125
41,825
+0,300
103
052,0
035,048+
−
48-0,027
-0,008
-0,052 -0,008
48,031
48,031
0 2. Uzura
suprafețelor
exterioare a
bucșelor în contact cu
roata dințatã Mãsurarea
diametrului
Micrometru de
exterior de 25…50 mm
Comparator de
interior
31.55.329
31.55.350
31.55.311
Condiții tehnice de reformare a
bucșelor de bronz se produc când
diametrul interior depãșește φ 42,625
mm și când diametrul exterior este
48, 0, 31 mm
Fig. 3.9 Fișã tehnologicã de recondiționare
Mașina: Transportor cu bandã
Piesa: Bucșã de bronz
Nr. de catalog: 31.55.329 și 31.55.330
Materialul: Bz 6 Zn T STAS 197-95 Tratament termic:
Duritatea:
Nr. de piese pe mașinã: 1+1
Cota de
reparație Operații
de recon-
diționare Tehnologia sumarã Condiții
tehnice Utilaj
Dispozitive
InstrumenteMetoda de
control și
instrumente
de verificare
inferioarã
42,5 Alezare Se alezeazã suprafața
interioarã a bucșelor
la cota de reparație de +0,05 mm
Observație : în acest
caz se folosește bucșa
canelatã majoratã prin
deformare plasticã Suprafața
alezatã sã
fie curatã fãrã urme
de prelu-
crare Alezor
reglabil
42,5 mm Control vizual
Mãsurarea
diametrului de exterior
25…50 mm
Comparator
de interior
exterioarã Nu se
recondi-
ționeazã Nu se recondiționeazã
Observație : se
recomandã folosirea
bucșelor noi majorate
la exterior corespun-
zãtor pentru asigura-
rea strângerii normale
–
–
–
104În tehnologia de reparație , sub formã de fișã tehnologicã sau plan de
operații, sunt indicate condițiile tehnice pe care sã le îndeplineascã piesa recondiționatã. De asemenea, sunt preci zate, pe bazã de date statistice,
suprafețele de uzurã și metodele de determinare a uzurilor (fig. 3.9).
Uzurile limitã ale pieselor și corespunzãtor diametrele maxime
admise fãrã recondiționare, se stabilesc fie prin calcule, fie pe baza datelor
experimentale, ridicându-se pentru fiecare ajustaj curba uzurii. Pe baza
indicațiilor din tehnologia de recondiți onare, se procedeazã la controlul
tuturor pieselor utilajului introdus în reparație. Controlul se poate efectua
fie centralizat, fie la posturile de lu cru specializate în repararea anumitor
subansamble sau ansamble. Indiferent de forma de organizare a controlului,
personalul de control trebuie sã fie bi ne calificat pentru a putea stabili cu
precizie piesele bune, recondiționãrile și rebut. În procesul de control și sortare a pieselor se folosesc urmãtoarele
metode de control: – controlul vizual pentru constatar ea crãpãturilor, rupturilor și a altor
defecte care pot fi depistate în acest mod;
– controlul cu aparate sau met ode speciale pentru determinarea
fisurilor;
– folosirea de dispozitive speciale pentru determinarea încovoierii,
torsionãrii etc.;
– controlul cu dispozitive special e a etanșeitãții îmbinãrilor între
diferite organe;
– controlul elasticitãții arcurilor etc.
Metodele enumerate mai sus reprezintã fie parțial, fie în totalitate,
etape în controlul fiecãrei piese, în vederea precizãrii gradului de
concordanțã între valorile mãsurãto rilor efectuate cu condițiile tehnice
(tabelul 3.1). Controlul vizual se face tuturor pieselor pentru a determina
prezența unor defecțiuni grosolane cum ar fi: zgârieturi accentuate care ar
face imposibilã funcționarea piesei (s uprafața interioarã a cilindrului),
crãpãturi (în carter: pe rulmenți etc.), rupturi și alte defecte de acest gen.
Tabelul 3.1. Metode pentru det ectarea defectelor
Defecte Operații Mijloace
Arborii și axele
Încovoiere și rãsuciri Controlul bãtãii Masã de control, indicator
Fisuri Verificarea siguranței,
defectoscopia fisurilor
interne Lupa, defectoscop magnetic
105Defecte Operații Mijloace
Uzura fusului pentru
rulment Evaluarea și mãsurarea
dimensiunilor fisurilor în
diferite secțiuni Micrometru, calibru, șablon
Uzura lateralã a canelurilor Analizã și mãsurare Calibru, șablon, șubler,
micrometru
Uzura canalelor pentru panã Analiza și mãsurarea lãțimii
canalului Lirã de control, cu spion
calibru
Uzura sau defectarea
filetului Analiza controlul filetului Calibru filet, piulițe pentru
control
Rulmenți
Joc axial sau radial Mãsurãri Dispozitive, scule pentru
controlul rulmenților
Culoarea bilelor Control vizual
Amprente, urma bilei pe
calea de rulare
Bucșe
Uzura suprafeței interioare Control vizual, mãsurãri în
câteva zone Calibru, micrometru,
indicator pentru mãsurãri
interne
Uzura suprafeței exte rioare Micrometru
Roți dințate
Uzurã lateralã (a grosimii)
dintelui Controlul vizual, mãsurare ăablon special, șubler
pentru roți dințate
Uzura și deteriorarea pãrții
frontale a dintelui Control vizual, mãsurarea
înãlțimii celui mai uzat
dinte ăubler
Uzura canelurilor butucului Mãsurare Calibru, șubler, lirã de
control
Lagãre, corpuri, capace
Crãpãturi, fisuri Controlul vizual, mãsurare Lupã, defectoscop
Deformare, curbare Mãsurarea coplaneitãții
suprafețelor Riglã de control
Abaterea de la coaxialitatea
gãurilor pentru arbori, axe Controlul coaxialitãții Scule speciale
Uzura locurilor de ajutaj a
bucșelor și rulmenților Mãsurarea diametrelor
gãurilor Micrometru, indicator
special
Uzura și deteriorarea
filetului pentru prezoane Control vizual Calibru pentru filet
Pârghii, tije, furci
Încovoiere Revizie Riglã de control
Uzura suprafețelor laterale Mãsurarea grosimii ăubler
Uzura gãurilor pentru
bolțuri Mãsurarea diametrului
gãurii ăubler
106Defecte Operații Mijloace
Role, galerii
Uzura suprafețelor de lucru Mãsu rarea diametrulu i ăubler, riglã
Uzura locurilor de ajusta j ăubler, micrometru
Pentru recondiționare se admit piesele, a cãror dimensiuni se aflã
între dimensiunile optime și cele limitã. În procesul trierii sunt marcate cu
vopsea: piesele care nu necesitã recondiționãri cu vopsea albã; piesele care necesitã recondiționãri cu vopsea verd e sau galbenã, marcând suprafața
defectatã; piesele nerecuperabile cu vopsea roșie. Defectele exterioare se
detecteazã vizual sau prin mãsurare. La controlul vizual uneori se folosesc
lentile. Mãsurãrile se efectueazã cu ajut orul micrometrului, șublerului și a
dispozitivelor speciale de mãsurare. Defectele ascunse se detecteazã prin încercare hidraulicã, def ectoscopie magneticã, lumin iscențã, ultrasonorã etc.
Pentru efectuarea defectoscopiei magne tice piesa magnetizatã se acoperã cu
pulbere specialã (40 gr de zgurã, 0,5 l de ulei pentru transformator sau
motorinã și 0,5 l de gaz lampant). pent ru diferite piese se pot recomanda
urmãtoarele dispozitive pentru defect oscopii magnetice: PMD-3M pentru
piese cilindrice cu diametrul pânã la 90 mm, plate cu lãțimea pânã la 200
mm, IMDA-2500 pentru piese cu diamet rul pânã la 370 mm, lãțimea pânã
la 900 mm și lungimea pânã la 1 mm.
Defectoscopia ultrasonicã permite detectarea defectelor atât la
suprafațã cât și în corpul piesei, fabricate din materiale magnetice și
nemagnetice. Parametrii de lucru ai dispozitivelor pentru defectoscopia
ultrasonicã pot fi gãsiți în tabelul 3.2.
Pentru aprecierea locului și distanțe i pânã la defect, dispozitivele au
un ansamblu special. Sensibilitatea dis pozitivului depinde în mare mãsurã
de pregãtirea preliminarã a suprafeței piesei, rugozitatea prelucrãrii trebuie
sã fie cel puțin de clasa 5-7.
Tabelul 3.2. Dispozitive pentru def ectoscopie u ltrasonicã
Adâncimea de
pãtrundere Marca
Max. Min. Puterea
necesarã,
[W] Dimensiuni de gabarit,
[mm] Masa,
[kg]. Tensiunea,
[V]
UDM-1M UZD-7M
UDM-3 2500
2000
25005
0,001
0,5 110
100
180 350x220x310
220×360
220x335x423 13
16
19 127
220 127
220
127
36
107 Defectoscopia luminiscentã permite depistarea defectelor care au
ieșire la suprafața piesei. Tehnologi a procesului cons tã în curãțirea
riguroasã a suprafeței, depunerea pe s uprafațã a unui strat de penetranit (50-
60%), gaz lampant, 10-20% benzinã, 40-20% ulei pentru transformator,
ștergerea suprafeței și depunerea cu pul verizatorul pe suprafața piesei a unui
strat subțire de absorbant. Developarea imaginii defectului (crãpãturi, fisuri)
se începe dupã iradierea suprafeței cu raze ultraviolete. Fisurile apar pe
suprafațã în formã de linii, iar poroz itatea (locurile poroase) în formã de
pete (pitinguri).
Defectoscoapele luminiscente sunt de mãrcile LD-2 și LD-4.
Pe parcursul defectãrii pieselor pentru a aprecierea gradului de
combinare a defectelor se elaboreazã fișa trierii. Forma ei este urmãtoarea,
datã în tabelul 3.3.
Tabelul 3.3 . Fișa trierii
Defectele posibile Numãrul
piesei Uzura Ruptura Fisuri Încovoieri Retasuri
(incluziuni)
.
.
.
.
Piesele cu defecte asemãnãtoare se grupeazã și pentru aceste grupe
se elaboreazã fișe tehnologice comune. Forma acestor fișe este fixatã de standarde (tabelul 3.4).
Tabelul 3.4. Fișã tehnologicã de reparare
Numãrul
defectu-
lui Codul și
denumirea
defectului Numãrul
operațiilor Denumirea
și
conținutul
operațiilor Utilajul Scu-
lele Cate-
goria Prețul
unitar
.
.
. .
1083.3. Limitele de uzurã ale pieselor tipizate
Necesitatea reparației mașinii sau a unor subansambluri ale ei sunt
apreciate pe parcursul exploatãrii sau a reviziei tehnice a utilajului. Valoarea uzurii, care nu pr tuce modifi cãri ale parametrilor de exploatare
normalã a mașinii este numitã uzurã admisibilã .
Uzura, la valoarea cãreia exploa tarea mașinii este cu randament
scãzut sau ineficient din punct de vedere economic este numitã uzurã limitã .
Valorile uzurilor limitã ale pieselor sunt diferite și depind de condițiile de
lucru, construcție, regim de funcționare ș.a. Aceste valori se apreciazã în
mod teoretic sa u experimental.
Unele metode de apreciere a limitelor de uzurã, la anumite cuple în frecare sunt prezentate în cele ce urmeazã. Arborele-cuzinet. Pierderile minime la fr ecare în ajustajul arbore-
cuzinet au loc în cazul când grosimea stra tului de ulei este de 4 ori mai micã
decât valoarea joculu i. Jocul maxim s
max este jocul la valoarea cãreia
suprafața arborelui intrã în contact cu suprafața cuzinetu lui, adicã are loc
distrugerea frecãrii lichide.
Jocul optim sopt se apreciazã dupã formula:
lpnd sopt⋅⋅⋅⋅ =η467,0 [mm] (3.1)
unde: d este diametrul fusului arborelui, m; n turația arborelui, rot/sec;
η – vâscozitatea absolu tã a uleiului, N.sec/m
2;
p sarcina specificã a arborelui, N/m2;
l lungimea cuzinetului, m.
Jocul maxim nu poate fi mai mare smax = (2 5)sopt, în caz cã
arborele este exploatat în condiții de frecare semilichidã uscatã. Pentru
arborii cu turații mici valoarea joculu i maxim este datã de relația:
s
max = (0,005 0,02)d [mm] (3.2)
Valorile încovoierii maxime a arborelui se dau în tabelul 3.5.
109 Tabelul 3.5.. Încovoierile maxime ale arborilor, în mm
Sãgeata de încovoiere Turația
arborelui,
rot/min Peste 1 m lungime Peste toatã lungimea
arborelui
≤ 500 0,15 0,3
> 500 0,1 0,2
Mãrirea lãțimii canalelor pentru panã este admisã pânã la 15% de la
cea normalã. Ovalitatea m a fusului arborelui cu turație medie se apreciazã dupã formula:
)' 1(2 KKam−= [mm] (3.3)
unde: Ka este jocul inițial în partea superioarã între arbore și cuzinetul
lagãrului de alunecare; K = 0,5 pentru cuzi neți de bronz; K = 0,3 pentru cuzineți din
babbit.
Ovalitatea maximã admisã a fusulu i arborelui ca rezultat al uzurii,
nu trebuie sã depãșeascã 0,1 mm, chiar dacã valoarea ei, calculatã dupã aceastã formulã este mai mare. Conicitatea și ovalitattea fusurilor arborilor sunt admise în limita valorilor toleranței la ovalitate, iar conicitatea zonelor
de ajustaj în limitele toleranțelor ajustajului. Valorile jocurilor maxime în cuplele cilindrice tip (lagãr de
alunecare) sunt predefinite în tabelul 3.6.
Tabelul 3.6. Valori ale jocurilor în cuplele cilindrice, în mm
Numãrul de turații a arborelui, rot/min
Diametrul nominal al
arborelui ≤1000 >1000
18-30 0,04-0,08 0,07-0,10
31-50 0,05-0,11 0,08-014
51-80 0,065-0,13 0,09-0,17
81-120 0,080-0,16 0,12-0,20
121-160 0,110-0,19 0,15-0,25
Jocul din partea superioarã între cuzineți și arbore pentru lagãre
demontabile se admite în limita 0,15-0,12% a diametrului fusului arborelui,
pentru lagãre cu ungere inelarã și 0,2 0,3% pentru lagãre cu ungere
forțatã.
110 Jocul axial al arborelui și lagã rului axial (crapodinei) (fig. 3.4) se
apreciazã dupã formula:
A = [1,2(1
±50]/100 [mm] (3.4)
unde: A este jocul axial, mm; t temperatura mediului ambiant,
oC ;
l lungimea arborelui, mm. Jocul axial B din partea opusã a lagãrului axial de sprijin se admite (0,5 1) mm din lungimea arborelui.
Jocul axial C pentru lagãrele ax iale depinde și de diametrul D
(tabelul 3.7).
Tabelul 3.7. Jocul axial C în lagãre axiale, în mm
D, mm 30-50 51-120 121-160 180
C, mm 0,1-0,15 0,15-0,2 0,2-0,25 0,25-0,3
Pentru lagãre cu încãrcare local ã este caracteristicã uzura localã.
Suprafața de contact a arborelui fix în lagãr este limitatã sub un arc de 120o.
Uzura limitã a rulmenților se stabileșt e apreciind jocurile axiale și
radiale între inele și role sau bile. Valoarea jocului maxim pentru rulme nți cu bile, este de 4 ori mai
mare decât jocul inițial. Jocul axial în ambele direcții se apreciazã în funcție de diametrul
exterior al rulmentului (tabelul 3.8).
Tabelul 3.8. Jocul axial al rulmenților, în mm
D, mm 60-100 100-120
A, mm 0,3 0,4
Valoarea jocului radial admis la ru lmenții cu role este de 3 ori mai
mare ca cea inițialã. Transmisiile cu roți dințate . Uzura lateralã (a grosimii dintelui)
limitã depinde de gradul de precizi e al transmisiei (tabelul 3.9).
111 Tabelul 3.9. Uzura dinților în grosime, în %
Gradul de precizie Uzura în grosime, %
2 și 3 20
4 30
7 6-10
Pentru transmisiile cu o precizi e scãzutã se admite o valoarea a
uzurii mai mare. Limita uzurii unui angren aj deschis este de ½ din modulul
roții respective.
Roțile dințate trebuie înlocuite în cazul în care uzura grosimii,
mãsuratã la nivelul diametrului pr imitiv depãșește urmãtoarele valori:
– pentru angrenaj deschis cu roți de oțel sau fontã – 30%;
– roți dințate din reductoare, cu v iteze de pânã la 5 m/sec – 20%;
– roți dințate cu dinți drepți la viteza 5-10 m/sec. și cu dinți curbi (cu profil) cu viteza de 5-15 m/sec. – 15%.
La controlarea danturii roților dinț ate se mãsoarã, afarã de uzura
grosimii și jocul lateral și cel radial (fig. 3.10, 3.11 și 3.12).
Fig. 3.10. Jocul în
sistemul arbore-cuzinet
de sprijin Fig. 3.11. Controlul uzurii dinților roților
dințate : a-cu șablon; b-cu șubler de danturã;
c-cu șubler; 1-roatã ce nu necesitã reparare;
2- roatã ce necesitã reparare
112
Fig. 3.12. Controlul transmisiei cu roți dințate : a-mãsurarea dintelui cu
ajutorul șablonului; b-jocul lateral și radial, c-schema mãsurãrii jocului
lateral; 1și 3 co mparator cu cadran; 2-antrenor; 4-fixator
Jocul radial se admite în limita (0,2-0,25) mm. Valoarea jocului
lateral poate fi apreciatã mãsurând unghi ul mersului în gol al unei roți în
timp ce a doua roatã este fixatã (fig. 3.12). Jocul lateral între suprafețele ce nu intrã în contact a doi dinți este
de (0,025-0,05), (t-pasul angrenajului), și depinde de calitatea și precizia
fabricãrii roților. Valoarea minimã a jocului lateral ( µm), a roților dințate
este limitatã de toleranța ajustajului (tabelul 3.10). Gradul de uzurã a dinților se poate aprecia dupã valoarea jocului
radial și lateral. În ajustaje conice se admite reglarea jocului prin deplasarea
roților de-a lungul axelor arborilor în limita de 0,05-0,1 mm. Valoarea bãtãii
radiale se apreciazã la circumferința primitivã. Bãtãile radiale limitã a
angrenajelor cilindrice și conice ( µm) sun reprezentate în tabelul 3.11.
Tabelul 3.10. Valoarea minimã a jocului lateral, µm
Distanța între centre pentru tr ansmisii cilindrice sau lungimea
generatoarei conului de divizare, mm Tipul
ajustajului
≤50 50-80 80-120 120-200 200-300
x 85 105/100 130 170 210
111 170 210 260 340 420
Tabelul 3.11. Bãtãi radiale limitã, în µm
Diametrul roții, mm Clasa de
precizie Modulul,
mm ≤50 50-80 80-120 120-200 200-300
7 1-30 32 42 50 58 70
8 1-50 50 65 80 95 110
9 25-50 80 105 120 150 180
113 Transmisii cu melc . Uzura grosimii dinților roții melcate și a
spirelor melcului este admisã în limita de 12%, iar în transmisii obișnuite se admite pânã la 30%. Jocul radial al transmisiei, sau jo cul între suprafața de fund a roții și
suprafața cilindricã a spirelor melcului , mãsuratã pe direcția centrelor, se
admite în limita de 0,2 mm.
Bãtaia radialã a angrenajului cu precizia de gradul 8 pentru spirele
roților melcate cu diametrul de 120-200 mm se admite 0,095 mm, cu diametrul 25-50 mm 0,028 mm. Deplasarea axialã a roții se admite în limita de 0,02 mm. Transmisiile cu lanț . Valorile uzurii grosimii dinților roților stelate
sunt date în tabelul 3.12.
Tabelul 3.12. Uzura maximã a grosimii dintelui, în mm
Modulul roții stelate Viteza, m/sec. Uzura admisã a
grosimii dintelui, mm
2-4 10-12 0,3
4-6 10-15 0,3-0,5
>6 12-20 0,5-0,7
Pasul t al lanțului și care nu se admite mai mare ca:
1001
aaat−=∆ [%] (3.5)
unde: a1 este lungimea a 35-59 dinți ai lanțului uzat, mm;
a- lungimea aceluiași numãr de dinți ai lanțului nou.
Mãrirea limitã a pasului lanțului (mm) se dã în tabelul 3.13.
Tabelul 3.13. Mãrirea limitã maximã a pasului, în mm
Mãrirea pasului la numãrul de dinți al roții mari, % Tipul
lanțu- lui 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 110 120 140
Lanț
dințat 7,6 6,3 5,4 4,7 4,2 3,8 3, 1 2,7 2,3 2,1 1,9 1,7 1,6 1,5
Lanț
cu role 6,4 5,3 4,6 4 3,5 33,2 2,6 2,3 2 1,7 1,6 1,4 1,3 1,2
Lanț
cu
bucșe 4,8 4 3,4 3 2,6 2,4 2 1,7 1,5 1,3 1,2 1,1 1 0,9
114 În transmisii cu lanț orizontale sau înclinate sub un unghi de maxim
45o, sãgeata de încovoiere se admite pânã la 2% din distanța între centre. Cu
creșterea unghiului înclinãrii pânã la 50%, sãgeata de încovoiere se reduce
de la 2 la 0,6% a distanței între centre. Transmisia prin curea . Pentru roțile cu curea cu diametrul pânã la
300 mm bãtaia radialã a obadelor se ad mite pânã la 0,1 mm; axialã pânã la
0,06 mm; pentru roți cu diametrul pânã la 600 mm bãtaia radialã pânã la
0,15 mm, iar cea axialã pânã la 0,08 mm. Valoarea alunecãrii curelei depinde de diametrul D, și n numãrul de rotații a roții conduse și de
diametrul D a roții conducãtoare.
În acest caz trebuie îndeplinitã relația:
01,0 1
1122≤ −nDnD (3.6)
Cuplajul ambreiaj cu fricțiune . Diferența de dist anțã în punctele
diametral opuse se admite în limita de 0,1% din diametrul exterior al
cuplajului, abaterea de la coaxialitate a arborilor cuplați – 0,1 mm la 1 m
din lungimea arborelui. Uzura diametralã maxim admisã a pãrții elastice a bolțului și a gãurii pentru bolț a se micuplajului este de 1,5 mm. Jocul
maxim la inelul elastic a gãurii pent ru bolț se admite pânã la 1 2 mm .
3.4. Condiții pentru rebutarea pieselor
În funcție de specialitãțile din tehnologia de recond iționare, pentru
anumite organe de mașini, asemenea def ecțiuni se pot recondiționa printr-o
metodã stabilitã de la caz la caz, pentru alte organe de mașini prezența unui
asemenea defect conduce la rebutarea lo r, așa încât personalul de control
trebuie sã cunoascã precis, pentru fiecare piesã, aceste posibilitãți. Controlul pieselor de tipul axe, ar bori, biele, supape etc. dupã etapa
de determinare a fisurilor se conti nuã cu determinarea încovoierii sau a
torsionãrii, utilizându-se dispozitive sp eciale asupra cãrora se va insista în
cadrul prezentãrii tehnologiei de recond iționare a acestor tipuri de piese.
În funcție de forma piesei și condițiile în care lucreazã, pe lângã
aparatura și metodele folosite prezenta te, se mai folosesc fie sub formã de
dispozitive, fie sub formã de bancuri de probã, metode pentru verificarea
etanșeitãții, a jocurilor radiale și axiale, elasticitatea arcurilor etc.
115 Dupã verificarea tuturor pieselor și dupã stabilirea uzurilor acestora,
se determinã piesele care nu necesitã recondiționãri putându-se folosi în
continuare, piesele care se recondiți oneazã și pentru care se întocmește
traseul tehnologic și piesele care nu mai corespund și se rebuteazã. În locul acestora din urmã fie cã sunt piese de rezervã în stoc, fie se confecționeazã
din nou.
Piesele care au o uzurã mai micã decât uzura maximã admisã se pot folosi în continuare, fãrã recondiți onare, numai în situația în care în
perioada pânã la urmãtoarea repara ție, asigurã funcționarea normalã a
mașinii. în funcție de intensitat ea uzurii datã de curba de uzurã
caracteristicã fiecãrei asamblãri, se st abilește dacã, și în aceste condiții,
piesa se menține sub forma în care s-a scos de pe mașinã.
Rebutarea pieselor se face ținând seama de anumiți indici tehnico-economici. Piesele se rebuteazã din punct de vedere tehnic în cazul în care recondiționarea nu este posib ilã, în sensul cã, fie cã siguranța în funcționare
a organului de mașinã nu permite rec ondiționarea, fie cã nu existã o metodã
optimã de recondiționare. Se mai re buteazã și atunci când din condiții de
rezistențã dimensiunile piesei au ajuns la limitã (în general când s-a ajuns la
dimensiunea ultimei trepte de reparație). Rebutarea din punct de vedere ec onomic se face atunci când, chiar
dacã metodele de recondiționare as igurã funcționarea normalã, aplicarea
acestora ar conduce la un preț de cost al piesei recondiționate care depãșește prețul de cost al piesei noi. Din acest motiv întotdeauna adoptarea
metodelor de recondiționare trebui e sã se facã dupã un prealabil calcul
economic. Dupã controlul și triebea0pyusu| orr în bune, recondiționabile și
rebut, se pot stabili coeficienți care sã arate, fațã de totalul pieselor
controlate, care este procentul de pies e care se refolosesc, deci piese bune
(η
b), procentul de piese care se recondiționeazã ( ηr) și procentul de piese
care se înlocuiesc, deci a pieselor care s-au rebutat ( ηi).
bune fațã de totalul pieselor controlate:
%100
ib
bnnn= [buc] (3.7)
116 Coeficientul de piese care se recondiționeazã, în procente, prin
raportul pieselor care se recondițion eazã fațã de numãrul total de piese
controlate:
%100
tr
rnnn= [buc] (3.8)
Coeficientul de piese rebut, în pr ocente, prin raportul pieselor care
se rebuteazã fațã de numãrul total de piese controlate:
%100
ti
innn= [buc] (3.10)
în care: nb este numãrul de piese bune care se refolosesc;
nr numãrul de piese care se recondiționeazã;
ni numãrul de piese care se rebuteazã și se înlocuiesc;
nt numãrul total de piese care s-au controlat.
117Capitolul 4
PROCESE TEHNOLOGICE DE RECONDIȚIONARE
A PIESELOR UZATE
4.1. Recondiționarea prin sudare
4.1.1. Considerații generale Datoritã avantajelor pe care le prezintã, sudarea este un procedeu
tehnologic de bazã folosit în atelie rele și uzinele de reparații.
La recondiționarea pieselor priv ind îmbinarea sau sudarea fusurilor
și crãpãturilor, precum și pentru încãrcar ea cu material a pãrților uzate de la
organele mobile se folosește sudarea oxiacetilenicã sau electricã. De obicei, sudarea oxiacetilenicã se folosește pentru recondiționarea pieselor din fontã și metale neferoas e, iar sudarea electricã pentru încãrcarea
suprafețelor uzate ale pieselor din oțel.
Ca metode mai noi pentru încãrcarea cu metal a pieselor uzate se folosește încãrcarea sub strat de flux și prin vibrocontact.
Pentru a aprecia posibilitãțile de sudare a fiecãrui material trebuie sã se ținã seama de urmãtoarele însușiri ale lor: -cu cât conductivitatea termicã este mai mare, cu atât necesitã un
consum mai mare de cãldurã și o metodã mai rapidã de sudare;
-coeficientul de dilatare termicã determinatã (mai ales la fontã)
producerea de tensiuni interne, fisuri etc.; -dacã temperatura de topire a aliaju lui este apropiatã de temperatura
de fierbere a unuia din componentel e sale, se îngreuneazã sudarea;
– metalele în stare topitã absorb gazele; – rezistența electricã a metalelo r e mult mai mare la temperaturã
ridicatã;
– conținutul de carbon și elemente de aliere îngreuneazã realizarea
unei bune suduri. Pentru prevenirea formãrii oxizilor și înlãturarea celor formați, se
folosesc fluxuri care au compoziția f uncție de materialul prelucrat.
În funcție de temperatura dezvolta tã în zona de sudare, se obțin
diferite structuri în metalul de bazã (fig. 4.1).
118 Se observã o zonã de topire comp letã (0) și o zonã de dimensiuni
mici, tranzitorie, numitã zonã de topire incompletã (1). Zona de
supraîncãlzire (2) are structurã cu gr anulație mare, distanțã interatomicã
mult mãritã și proprietãți plastice reduse. Zona de normalizare (2) are structurã finã de perlitã și feritã și proprietãți mecanice superioare. Zona de
recristalizare incompletã (4 ), prezintã pe lângã cristalele fine de perlitã și
feritã și cristale mari de feritã care n-au suferit recristalizarea. Zonele de
recristalizare și fragilitate la albastru (5 și 6) au structura metalului de bazã.
Fig. 4.1. Zonele de influențã termicã a unor îmbinãri sudate
Eventualele fisuri pot apare în zonele de supraîncãlzire și de
fragilitate, în special în cazul sudãrii f ontelor și oțelurilor aliate. Din acest
motiv materialele mai sus menționate se sudeazã cu preîncãlzire și rãcire
lentã.
4.1.2. Sudarea oxiacetilenicã . Gazul cel mai utilizat pentru acest
gen de sudurã este acetilena, care dega jã cea mai mare cantitate de cãldurã
în comparație cu hidrogenul, gazele de țiței etc. El se obține cu ajutorul
unor generatoare ce pot fi: cu carbid în apã, cu apã peste carbid și prin
contact. Ultimul tip este mai des folosit (fig. 4.2) și funcționeazã prin
cufundarea periodicã a carbidului în apã.
Presiunea de lucru este de 400 mm H2O, iar încãrcarea cu carbid de
5 kg, obținându-se debitul de 3500 l/h.
Arderea acetilenei se realizeazã în curent de oxigen, diuza sulfatului
fiind astfel construitã încât temperatur a flãcãrii diferã în funcție de zona de
sudare (fig. 4.3). Sudarea se executã cu flacãrã secundarã (zona II),
deoarece aici temperatura este maximã.
În cazul flãcãrii neutre (raportul O2/C2H2 este de 1 1,2) existã un
nucleu puternic luminos și bine conturat, alb și de formã cilindricã. La
119sudarea cu exces de O2, flacãra devine oxidantã și capãtã o nuanțã
albãstruie, iar nucleul și conul acesteia se micșoreazã. Flacãra devine carburantã, în cazul excesului de acetile nã, nucleul alungindu-se foarte mult
spre zona a doua (fig. 4.4).
Fig. 4.2. Generator de acetilenã CD11 : 1-rezervor; 2-plutitor, 3-clopot;
4-coș de carbid; 5,6 și 7-țevi; 8-spa țiul plutitorului; 9-epurator; 10-țeavã;
11-supapã de siguranțã; 12-r obinet; 13-tijã; 14-vas pentru reziduri;
15- piulițã; 16-arzãtor
Fig. 4.3. Flacãrã oxiacetilenicã Fig. 4.4.
Ca material de adaos se foloseșt e sârmã și vergele turnate, care vor
fi lipsite de grãsimi, oxizi, zgurã și vopsea. Fluxurile de sudurã, dizolvã oxizii din baie și trebuie sã formeze zgure ușor fuzibile. Pentru sudarea pi eselor de recondiționat se folosesc
douã procedee: pe stânga și pe dreapta (fig. 4.5). Primul se aplicã la piesele
cu pereți subțiri, sub 3 mm, cu deplas area arzãtorului în linie dreaptã; al
doilea la piese cu pereți groși cu înclin area arzãtorului fațã de axa cusãturii
cu atât mai mare cu cât grosim ea piesei este mai mare (fig. 4.6).
120
Fig. 4.5. Tipuri de sudar e cu flacãrã :
a-pe stânga; b-pe dreapta;
1-piesele de sudat; 2-sârmã de sudare;
3-arzãtor
Fig. 4.6. Unghiurile de înclinare
ale arzãtorului
La începerea unei cusãturi, unghiul α va avea valori maxime, 80-
90o, iar dupã formarea bãii, valoarea lui va scãdea treptat pânã la o valoare
corespunzãtoare grosimii pieselor de sudat.
Când se sudeazã piese cu grosimi diferite, debitul arzãtorului se
stabilește în funcție de grosimea cea mai mare. El are valorile maxime, pentru fiecare milimetru din grosimea piesei, de 150 l/h la sudarea la
dreapta și de 120 l/h pe stânga.
Viteza de sudare se calculeazã cu relația (4.1):
gKv= [mm/min] (4.1)
în care: g este grosimea pieselor de sudat, în mm;
K – coeficientul cu valoarea K = 12, la sudarea pe stânga și K =
15 la sudarea pe dreapta. Diametrul sârmei de adaos se stabilește conform relației (4.2):
agd +=2 [mm] (4.2)
în care: a este coeficient egal cu: 1 mm pentru sudarea pe stânga și cu 2
mm, pentru sudarea pe dreapta.
a. Sudarea pieselor din fontã cenușie . Aceste piese care nu sunt
supuse în exploatare la sarcini mari și au grosime uniformã, fãrã treceri
bruște de la o secțiune la alta se pot suda la rece. Pentru a împiedica însã
producerea de tensiuni interne și fisuri în cusãturã, piesele din fontã se
sudeazã cu preîncãlzire și rãcire lentã.
121 Pregãtirea locului de sudare se face curãțind locul cu polizorul sau
perii de oțel pânã apare luciul metalic , apoi se prelucreazã în formã de V cu
un unghi de 90-120o (fig. 4.7).
Fig. 4.7. Pregãtirea loculu i pentru sudare
Preîncãlzirea se face la temperatura de 600-700
o C cu cãrbune de
lemn, sau în cuptoare speciale așezând poziția de sudat orizontal în sus.
Pentru piesele complicate (blocu ri, chiulase, carcase de mașini)
sudarea se executã în termostate.
Pentru a nu se decarbura fonta, se folosește o flacãrã cu exces mic
de acetilenã. Debitul de acetilenã este de 100-120 l/h pentru fiecare
milimetru de grosime a piesei sudate. Ca material de adaos se folosesc
vergele de fontã silico-manganoase, pe ntru cã în timpul sudãrii are loc
arderea carbonului, siliciului și manganul ui, iar ca flux se folosesc boraxul,
bicarbonatul de sodiu sau carbonatul de potasiu. Dupã s udare piesa se
rãcește în cuptor odatã cu acesta. b. Sudarea pieselor din oțel . Sudabilitatea oțelului depinde de
procentul de carbon precum și de elemente le de aliere. Cu cât procentul de
carbon crește cu atât sudar ea pieselor din oțel devine mai dificilã, datoritã
supraîncãlzirii mai ușoare la temperatur i relativ joase, mai ales la oțelurile
cu peste 0,45% C. În cazul sudãrii pieselor din oțel a liat, datoritã tensiunilor mari de
construcție și tendinței de autocãlire, duritatea crește, apar tensiuni interne
și se pot produce fisuri. Piesele tratate termic, dupã sudare trebuie supuse unui nou
tratament termic, întrucât din cauza te mperaturilor înalte dezvoltate în
timpul sudãrii își pierd calitãțile.
c. Sudarea aluminiului și aliajelor lui . Sudarea acestora este destul
de dificilã datoritã conductivitãții ter mice ridicate și a unui coeficient de
diluare foarte mare. Temperatura de t opire a lui și a aliajelor este joasã
(575655
oC), se oxideazã ușor formând oxizi cu temperaturã foarte
ridicatã de topire (2050oC) pentru Al2O3, iar densitatea zgurei obținute din
122reacția substanțelor decapante cu acești oxizi este apropiatã de a
materialului de bazã, existând pe ricolul apariției incluziunilor.
Cea mai bunã metodã de sudare este sudarea oxiacetilenicã cu sârmã de adaos din aceiași compoziție cu materialul de bazã sau dintr-un aliaj de 92% Al și 8% Cu. Ca decapant (flux) se folosesc amestecuri
speciale, de exemplu:
– 83% clorurã de potasiu și 17% clorurã de sodiu; – 48% clorurã de potasiu și 30% clorurã de sodiu; – 15% clorurã de litiu și 7% florurã de potasiu. Flacãra se realizeazã cu un exces mic de acetilenã, pentru a micșora oxidarea aluminiului. În pr ealabil se executã curãțirea piesei prin degresare,
frecare cu perie de sârmã, polizare sa u pilire pânã la luciu metalic. În
vederea sudãrii se executã o preîncãlzire pânã la 200-250
oC, iar dupã sudare
piesa se rãcește lent. Pentru a reduce tensiunile, pi esele mai importante se supun unui
tratament de recoacere cu încãlzire pânã la 300-350
oC și apoi se rãcesc lent.
d. Sudarea oxiacetilenicã a cuprului . Sudarea se face cu o flacãrã
neutrã cu un consum dest ul de ridicat de gaze. Sudarea se face fãrã
întrerupere și fãrã pregãtirea inițialã a pieselor. Flacãra nu se îndepãrteazã de baia de metal topit pentru a se evita oxidarea puternicã a cusãturii.
Vergeaua de adaos este din cupru electrolitic cu o grosime de (1/2 3/4) fațã de grosimea tablei de suda t. Mai indicat este cuprul conținând
fosfor (0,15 0,2%) și siliciu ( 0,3%) pentru cã este dezoxidant.
Ca amestec decapant se folosește borax și acid boric în proporție de
1 la 1 cu sticlã solubilã, aplicate pe vergeaua de adaos sau pe jocul sudurii.
Dupã sudare se reîncãl zește piesa la 500 550
oC și se rãcește repede în apã
pentru a da materi alului plasticitate.
e. Sudarea bronzului . Se face dupã preîncãlzire pânã la 450oC. Se
lucreazã cu flacãrã neutrã, puțin îndepã rtatã de baia topitã (7-10 mm).
Vergeaua de adaos se ia din bronz cu 95 96 % Cu, 3-4 % Pb și 0,25-0,4%
P. Pentru evitarea supraîncãlzirii ma terialului (o condiție esențialã la
sudarea bronzului), sudarea se executã repede, folosind ca amestec decapant
borax și acid boric în proporție de 1 la 1 cu sticlã solubilã.
Dupã sudare piesele din bronz se supun recoacerii la 500oC, cu
rãcire în aer. Nu se admite ciocãn irea cusãturii la bronzul turnat.
f. Sudarea alamei . Sudarea alamei se face cu flacãrã oxidantã
pentru a forma la suprafața bãii o peliculã de ZnO care împiedicã
evaporarea zincului. Fluxul folosit este boraxul și acidul boric în proporție
de 1:1.
123 Ajutajul arzãtorului (becul) trebuie sã asigure un debit de acetilenã
de 100 l/h pentru 1 mm grosime a tablei, flacãra fiind ținutã la o distanțã de
5-7 mm, îndreptatã spre vergeaua de ad aos din același material (de preferat
alamã de siliciu și aluminiu ca fiind dezoxidanți). Se sudeazã foarte repede
introducând din când în când vergeaua în flux.
Dupã sudare se ciocãnește cusãtu ra, nivelându-se, apoi se recoace la
600-650o C și se rãcește încet, pentru a obține o granulație finã.
g. Sudarea aliajelor de magneziu . În vederea sudãrii, piesele se
preîncãlzesc la 300oC. Pentru cã sudarea este îngreunatã de temperatura
joasã de topire și formarea oxidului de magneziu greu fuzibil, se lucreazã
repede cu flacãrã neutrã, cu un mic ex ces de acetilenã. Sudarea se face spre
stânga cu becul înclinat la 35-40o și flacãra la 2-3 mm de baie. Nu se admit
mai multe treceri. Vergeaua de adaos se ia din același material , iar ca flux
se folosesc amestecuri având fluorurã de litiu, magneziu etc. Dupã sudarea cusãturii, se ciocãnește și se îndepãrteazã resturile de flux (pentru a nu ataca materialul) prin spãlare cu soluție de 10% acid azotic
și 10% bicarbonat de potasiu dupã care se usucã bine.
4.1.3. Încãrcarea pieselor prin sudare electricã . Recondiționarea
pieselor uzate prin sudare electricã este un procedeu aplicat larg și pe scarã
industrialã în întreprinderile, secțiile și atelierele de reparații. Acest
procedeu de recondiționare are o mare productivitate, iar zona de influențã
termicã este mult mai micã (cu grosimea de numai 2-6 mm), ceea ce face ca atât materialul de adaos, cât și pies a sã aibã proprietãți mecanice superioare.
Înainte de recondiționare, piesa se cu rãțã prin spãlare-degresare, i se
îndepãrteazã oxizii sau vopseaua de pe suprafața care urmeazã a fi încãrcatã. Sudarea electricã se poate efectua la rece sau la cald. Dacã sudarea se face la cald atunci piesa se preîncãlzeș te la temperaturi diferite, în funcție
de materialul din care a fo st fabricatã (tabelul 4.1).
Tabelul 4.1. Temperatura de pr eîncãlzire, în
oC
Materialul de fabricație Temperatura de
preîncãlzire, oC
Oțeluri nealiate (grosimi mai mari de 30 mm) 100-150
Oțeluri aliate și cu c onținut mare de carbon 150-350
Fontã 600-650
124Sudarea electricã cu arc continuu, pe rmite realizarea unor straturi de
acoperiri cu grosimi mari, de 1-10 mm, și chiar mai mult. Ca surse de
curent continuu se întrebuințeazã gr upurile electrogene de sudurã sau
redresoarele de sudurã, iar ca surse de curent a lternativ se folosesc
transformatoarele de sudurã. Caracter isticile acestora sunt prezentate în
tabelele 4.2, 4.3 și 4.4.
Sudarea pieselor cu grosimi pânã la 3 mm se face fãrã teșirea
prealabilã a muchiilor. În același fe l se sudeazã și piesele cu grosimi
cuprinse între 3 și 5 mm dar, dacã este posibil, pe ambele fețe. Piesele care
au grosimi peste 5 mm se sudeazã dupã ce, în prealabil, s-a executat teșirea
muchiilor, ca în fig. 4.8.
Straturile de sudurã se aplicã prin metoda în trepte inverse, pe
lungimi de 60-80 mm (fig. 4.9).
Fig. 48. Teșirea muchiilor la
sudare : a-piesa pregãtitã înainte de
sudare; b-piesa sudatã Fig. 4.9. Ordinea aplicãrii
straturilor de sudurã la plãcile
groase
Tabelul 4.2. Grupuri de sudurã
Curentul maxim
pentru durata
efectivã de lucru,
în % (A) Tipul
grupului
electrogen de
sudurã Tensiunea de
alimentare,
în V
35 55 100 Domeniul
de reglare a
curentului,
A Puterea
consumatã,
kW Greutatea,
în daN
C.S.-350 220/380/500 370 330 215 50-370 14 420
C.S.-350 220/380 430 350 280 80-430 14 620
C.S.-500 220/380 700 500 400 170-700 28 950
Triodin R-
350 220/380/500 350 320 220 30-320 14 380
P.S.-500 220/380 600 500 400 120-600 28 940
P.S.-300 M 220/380 500 360 260 80-380 14 590
C.P.V.-443 220/380 – 300 – 50-300 11,8 650
P.S.G.-500 220/380 – 500 – 50-300 28 500
125Tabelul .4.3. Transformatoare de sudurã
Tensiunea, V Curentul maxim
pentru durata
efectivã, în % (A)Tipul
transformatorului
de sudurã
în primar în
secun-
dar 60 65 100Domeniul
de reglare a
curentului,
A Greutatea,
STE-22 127;220;350 50 – 220 180 30-350 180
STE-32 220;380 65 670 450 360 100-700 215
STM-350 220;380 70 450 350 200 80-450 260
STM-500 220;380 60 400 500 700 150-700 270
TSD-1000-3 220;380 80 1200 1000 700 400-1200 540
TASM-150 220;380;500 72 200 150 – 45-375 175
TASM-300 220;380;500 72 300 – – 60-300 340
TASM-500 220;380;500 67 650 450 420 80-760 495
SMS-10,3 220;380;500 75 400 300 220 40-400 230
S16 380 75 500 350 – 100-500 2000
Tabelul 4.4 . Redresoare pentru sudurã
Tensiunea, V Tipul
redresorului de
sudurã de alimen-
tare de mers
în gol Intensitatea
de reglare a
curentului, Alimitele de
reglarre a
curentului,
A Randa-
mentul, în
% Greutatea,
în kg
I.C.T.-1 220/380 70 360 50-360 67 300
V.S.S. 120-3 220/380 60 120 15-120 58 140
V.S.S. 300-2 220/380 80 300 40-300 68 240
Regimul de sudare electricã de pinde de grosimea stratului de
material care trebuie depus. În tabelu l 4.5 se aratã grosimea electrodului și
intensitatea curentului de sudare în funcție de grosimea stratului de
încãrcare.
Tabelul 4.5. Regimuri de sudare electricã
Grosimea piesei de sudat, mm Elementele de bazã ale
regimului de sudare
electricã
2-3
3-4
4-5
6-7
8-10
Diametrul electrodului, în
mm 3 4 5 6 8
Mãrimea curentului, în A 80-100 120-140 160-180 200-250 250-300
126a. Sudarea electricã a pieselor din fontã . Materialul de adaos
folosit este identic cu cel din care este fabricatã piesa. Sudarea electricã se poate executa: – la rece, ținând seama cã: adâncimea zonei topite din metalul de
sudat sã fie mai micã de maximu m 2/3 din grosimea cordonului de
sudurã; depunerea sã se facã pe porțiuni scurte (astfel încât contracțiile sã
fie cât mai mici); electrozii folosiți sã aibã diametrul de 4 mm, iar curentul sã fie cât mai slab; – la cald, când piesa de sudat se pr eîncãlzește în cuptor pânã la o
temperaturã de 650-750
oC, iar ca material de adaos se utilizeazã vergele de
fontã cu un conținut sporit de siliciu (pe timpul sudãrii piesa se menține
într-un cuptor special).
Electrozii întrebuințați pentru suda rea fontei sunt indicați în tabelul
4.6.
Tabelul 4.6. Regimuri de sudare a fontei
Tipul
electrodului de
fontã EF-M EF-B
Diametrul, în M 2,5 3,25 4 5 3,25 4 5
Intensitatea, A 80-90 100-120 130-150 170-190 110-150 140-170 190-250
Regimul de
sudare Curent continuu cu polul pozitiv la
electrod sau curent alternativ de
minimum 50V Curent continuu cu polul
pozitiv la electrod
Electrozii de tip EF-M se folosesc pentru sudarea la rece sau la cald
a pieselor din fontã cenușie, în scopul obținerii unui strat care sã poatã fi
ușor prelucrat mecanic. Oricum, chia r atunci când se sudeazã la rece, se
recomandã o preîncãlzire la 100-200oC.
Electrozii de tip EF-B se utilizeazã pentru sudarea la cald a fontei
cenușii; întrucât stratul depus este foarte dur, el se va prelucra numai prin
rectificare. Cu aceiași electrozi se poate suda și la rece, dar se preferã totuși
preîncãlzirea la 300-600oC.
Pentru sudarea la rece a unor piese deosebite se utilizeazã electrozi
care asigurã proprietãțile plastice neces are metalului în zona de depunere.
Un astfel de electrod este cel c onfecționat dintr-un aliaj de metal monel
(63% Ni și 37% Cu), dar mai scump. Cu mult succes se folosesc electrozii bimetalici cu miez din cupru înfãșurat în tablã neagrã (groasã de 0,3 0,8
127mm) și acoperiți cu un înveliș de flux compus din 70-75% cretã și 25-30%
sticlã solubilã.
La electrozii cu diametrul de 6-8 mm grosimea stratului de flux este
de 0,2-0,3 mm. Metalul depus se compune dintr-un aliaj de fier și cupru
(pânã la 80% Cu) care oferã bune proprie tãți de plasticitate și rezistențã.
Prin topirea învelișului de tablã în stratul de sudurã se realizeazã
proprietãțile de dezoxidare necesare.
b. Sudarea electricã a pieselor din oțel . La executarea acestei
operații se folosesc electrozi care au un înveliș special de flux, pentru a putea proteja metalul topit împotriva acțiunii oxigenului și a azotului din
aer.
Electrozii cu înveliș subțire (0,15-0,55 mm) se utilizeazã pentru
sudarea pieselor mai puțin solicitate, supuse la sarcini statice. Cel cu înveliș
gros (care reprezintã 25-30% din di ametrul total al electrodului) se
întrebuințeazã la sudarea pieselor importa nte din oțel carbon și oțeluri aliate
care sunt supuse unor regimuri grele de lucru, la sarcini dinamice, la frecãri
intense etc. Învelișul conține s ubstanțe care formeazã gaze (amidon, fãinã
comestibilã, rumeguș de lemn, celulozã et c.), zgurã (feldspat, nisip cuarțos,
marmurã etc.) cu proprietãți dezoxida nte (feromangan, ferosiliciu etc.),
toate legate printr-un liant (sticlã sol ubilã, clei organic, dextrinã etc.).
Substanțele din prima categorie realizeazã un strat gazos care protejeazã metalul topit contra acțiunii aerului, iar stratul de zgurã încetinește rãcirea și
permite compactizarea sudurii. Pentru suda rea oțelurilor aliate, în stratul de
flux se introduc elemente de alie re (crom, molibden, mangan etc.).
Regimul de sudare pentru diferite categorii de electrozi întrebuințați
la sudarea electricã este dat în tabelul 4.7.
Principalii parametrii ai regimului de sudare electricã sunt:
Tabelul 4.7. Electrozi și regimuri pentru sudarea oțelurilor
Tipul
electrodului
pentru sudarea
oțelurilor Diame-
trul,
mm Intensitatea
curentului,
A Regimul de sudare
pentru piese din oțel Indicații de
utilizare
EL-38A EL-42A 2
2,5
3,25
4
5
6 50-70
80-100
120-150
160-190
200-240
250-290 Curent continuu cu polul
negativ la electrod sau
curent alternativ de min.
50 V Sudarea oțelurilor
carbon necalmate
128Tipul
electrodului
pentru sudarea
oțelurilor Diame-
trul,
mm Intensitatea
curentului,
A Regimul de sudare
pentru piese din oțel Indicații de
utilizare
EL-38 T
EL-44 T
EL-46 T 2
2,5
3,25 4
5
6 50-70
80-100
110-140 150-180
200-230
240-280 Curent continuu cu polul
negativ la electrod sau
curent alternativ de min. 50 V Sudarea oțelurilor
carbon calmate și
necalmate
EL-44 C 2,5
3,25
4
5 70-90
100-120
130-150
160-180 Curent continuu cu polul
pozitiv la electrod sau
curent alternativ de min.
50 V Pentru sudare în
poziții speciale
EL-42 B
EL-46 B 2,5
3,25
4
5 70-90
110-130
140-170
180-210 Curent continuu cu polul
pozitiv la electrod sau
curent alternativ de min.
50 V. Pentru sudarea
oțelurilor calmate
și slab aliate cu
Mn și Mn+Si
El-50 B
EL-55 B 2,5
3,25
4
5 70-90
110-130
140-170
180-210 Curent continuu cu polul
pozitiv la electrod.
Nu se recomandã curent
alternativ. Oțelurile
cãlite se preîncãlzesc Pentru sudarea
oțelurilor carbon
calmate și slab
aliate cu Mn și
Mn+Si
EL-Mo B
EL-Mo-Cr B 2,5
3,25
4 5 70-90
110-130
140-170 180-210 Curent continuu cu polul
pozitiv la electrod . Nu
se recomandã curent alternativ. Piesele groase
și cele din oțeluri greu
sudabile se preîncãlzesc
la 200-300
oC Pentru sudarea
oțelurilor
termorezistente. Electrozii sunt
aliați cu Mo și Cr-
Mo
– intensitatea curentului, I; – coeficientul de depunere, Cd; – greutatea materialului depus, Gd; – cantitatea de electrozi consumatã, Gel; – viteza de depunere a metalului, Vd;
– viteza de înaintare a electrodului, Vel;
– turația piesei de recondiționat, n
p;
– timpul de depunere, td;
– consumul de energie electricã, W. Intensitatea curentului, I, se calcu leazã în funcție de grosimea, g (în
mm) a piesei, diametrul electrodului, d (mm), folosind urmãtoarele relații de calcul:
129 – pentru piese cu grosimi g>3d:
I = 2,3d (3d+10) [A] (4.3)
– pentru piese cu grosimi 1,5d<g<3d:
I = 2d(3d + 10) [A] (4.4)
– pentru piese cu grosimi g < 1,5d: I = 1,7d(3d + 10) [A] (4.5)
Coeficientul de depunere aratã cantitatea de metal ce s-a depus în funcție de mãrimea curentului folosit. Cu cât acest coeficient este mai mare,
cu atât productivitatea procesului este mai mare. El se calculeazã cu relația:
C
d =dI)04,07(+ [gr/Ah] (4.6)
Pentru un anumit timp de depunere, td (în h) și un anumit curent,
greutatea metalului depus va fi:
G
d = Cd ⋅ I ⋅ td [gr] (4.7)
Admițându-se o pierdere de 6-20% din cantitatea de electrozi folosiți, acesta va fi:
G
el = Gd [1 – (0,06 – 0,2) ] [gr] (4.8)
Viteza de depunere pe o lungimne l (în mm) se calculeazã cu relația:
v
d =
dd
GCI⋅ [m/h] (4.9)
Viteza de înaintare a electrodului, când se cunoaște greutatea specificã g
s (cN/cm2) și diametrul electrodului în cm este:
130 vel =
sd
gdIC
⋅⋅⋅
π4 [cm/h] (4.10)
Dacã D (în mm) este diametrul piesei de recondiționat, turația
acesteia în timpul acoperirii prin sudare electricã va fi:
np=Dvp
⋅60 [rot/min] (4.11)
Timpul de depunere a stratului de sudurã depinde de viteza de
depunere și se calculeazã cu formula:
td =
dvl60 [mm] (4.12)
Dacã T este durata (în h) de funcționare a sursei de curent; U
tensiunea (în V) a arcului de sudurã; η – randamentul sursei; iar Po puterea
acesteia (în kW) la mersul în gol, atunc i energia consumatã în procesul de
sudare va fi:
W =[] ) ( 1000d od
tTPtIU
− +⋅⋅⋅⋅
η [ kWh] (4.13)
c. Sudarea aluminiului și aliajelor lui . În special aliajele de turnare
ale aluminiului se sudeazã electric în curent continuu cu electrod metalic
sau de cãrbune, legat la a nod. Electrodul din sârmã de aluminiu se acoperã
cu un înveliș compus din 5% clorurã de potasiu și 5% fluorurã de K.
Electrodul trebuie sã aibã diametrul aproximativ egal cu grosimea tablei.
Intensitatea curentului se recomandã I = (30-35)d, pentru electrod metalic,
iar tensiunea U = (20-28)V. Dupã sudare se aplicã același regim ca și la sudarea oxiacetilenicã a aluminiului.
d. Sudarea electricã a cuprului . Se face în curent continuu cu
electrod de cãrbune. Curentul trebuie sã aibã intensitate și tensiunea mare
(U = 40 55 V).
Vergeaua de adaos este de cupru electrolitic sau bronz fosforos. Se
lucreazã repede, iar pentru înlãturarea oxizilor se folosește adaos decapant
având 50-70% borax, restul fiind fosfat acid de sodiu 15%, SiO
2, 15% și
mangal 15% (fig. 4.10).
131
Fig. 4.10. Sudarea cuprului cu electrod de grafit : 1-electrod de
grafit; 2-material de adaos; 3-metal de bazã e. Sudarea electricã a bronzului . Se poate face în curent continuu
cu polaritatea inversã sau în curent a lternativ cu electrozi de cãrbune sau
metalici (bronz cu staniu sau aluminiu ). Intensitatea curentului se ia: 40 A
pentru 1 mm de electrod, pentru cu rent continuu; 80 A pentru 1 mm φ
electrod, pentru curent alternativ.
4.1.4. Recondiționarea prin sudurã sub strat de flux . Principiul
de lucru este urmãtorul: electrodul și metalul de bazã topit formeazã o baie
de metal topit care se deplaseazã în sens invers direcției sudãrii, deplasare sub acțiunea jetului de gaze emanate de arcul electric. Fluxul topit izoleazã
de aer zona de sudurã și coloana arcului.
Electrodul se deplaseazã în sensul sãgeții (spre stânga) timp în care
se umple cavitatea creatã de arcul electric (fig. 4.11).
Fluxul care acoperã partea superioarã a piesei înce tinește rãcirea
metalului supraîncãlzit, influenț ând asupra structurii zonei sudate.
Fig. 4.11. Schema procesului de încãrcare sub strat de flux : 1-metalul
topit; 2-zgurã lichidã; 3-zgurã solidã; 4-me talul solidificat al cusãturii,
5-flux sub formã de pulbere; 6- metalul de bazã; 7-electrod
132 Sudarea sub strat de flux se poate efectua semiautomat și automat,
putându-se recondiționa fusurile pent ru rulmenți, semiarbori planetari,
arbori canelați etc. Se pot suda piese cu diametrul minim de 35 mm. Mai avantajos datoritã scurge rii metalului topit se poate aplica la piese cu
diametrul mai mare de 50 mm. Instalația folositã în uzinele de reparații se
compune din urmãtoarele:
– grup de sudurã electricã; – strung paralel; – aparatul de încãrcare montat pe cãruciorul strungului. Aparatul de încãrcare folosește o sârmã electrod care trece prin douã
role de tragere și printr-un ghidaj, de la care primește curentul electric.
Fluxul se aflã într-un buncãr, care ajunge la piesã prin același ghidaj cu
sârma (fig. 4.12).
Fig. 4.12. Aparat de încãrcare cu sudurã sub strat de flux : 1-bobinã pentru
sârmã; 2-electromotor; 3-roți dințate; 4-angrenaje melcate; 5-role pentru
avansul sârmei; 6-conductã cu ajutaj; 7-buncãr pentru flux;
8- diuzã
Procesul tehnologic de încãrcare au tomatã cu sudurã sub strat de
flux, care se folosește la recondiționarea semiaxelor de transmisie în uzinele
de reparații este:
– degresarea și spãlarea pieselor; – montarea pieselor în dispozitive;
– reglarea distanței electrodului (15-20 mm);
– reglarea înãlțimii dozatorului de flux (5-8 mm) fațã de piesã;
– pornirea grupului de sudur ã și reglarea curentului;
– pornirea strungului; – punerea în funcțiune a automa tului de sudurã prin cuplarea
cãruciorului, pornirea elect romotorului și deschider ea dozatorului de flux;
– oprirea procesului dupã efectuarea sudurii (se face dupã
întreruperea sârmei electrod și apoi oprirea fluxului).
133Sârma electrod trebuie sã fie trasã și curatã (sã nu prezinte ulei,
coroziuni).
Fluxul rezultat dupã folosire (zgura) se macinã și se refolosește cu
flux nou în proporție de 50%.
4.1.5. Sudarea electricã cu arc vibrator (acoperirea prin
vibrocontact). Acest procedeu de recond iționare se caracterizeazã prin
faptul cã electrodul vibreazã în timpul procesului de încãrcare. Pentru
rãcirea piesei care se sudeazã, pentru cãlirea stratului de metal depus, cât și
pentru protejarea acestuia împotri va acțiunii oxidante a mediului
înconjurãtor se întrebuințeazã o emul sie de rãcire. Procedeul se aplicã
pentru recondiționarea pieselor important e, fabricate din oțeluri aliate cu
diametru mic, având în vedere urmãtoarele avantaje:
– stratul depus cu grosimea de 1,5- 3 mm are proprietãți antifricțiune
superioare, o mare rezistențã la uzurã și o bunã aderențã la piesa de bazã;
– piesa de recondiționat se încãlzește puțin (sub 100oC) în timpul
lucrului, ceea ce face sã nu mai aparã tens iuni interne (deformãri) și nici
modificãri în structura metalograficã (zona de influențã termicã este de
numai 0,5 pânã la 1,5 mm);
– electrozii folosiți pot avea un bogat conținut în carbon sau aliaje,
ceea ce permite obținerea unor straturi dur e care nu mai fac necesar ulterior
tratamentul termic al piesei;
– productivitatea procesului de acoperire este mare;
– procedeul nu impune o pregãtire specialã a piesei de recondiționat.
Instalațiile de sudare cu arc vibrat or sunt alimentate de generatoare
de curent continuu cu o tensiune de 15-25 V.
Nu se întrebuințeazã tensiuni mai ma ri pentru cã la tensiuni mari
arderea elementelor de aliere este intensã și conduce la scãderea duritãții
stratului depus, la creșterea pierde rilor de metal, oxidarea puternicã a
materialului, supraîncãlzirea piesei et c. Sudarea la tensiuni mai mici de 15-
25 V scade substanțial productivitatea și se înrãutãțesc calitãțile mecanice
ale stratului depus. Intensitatea curent ului variazã între 100 și 180 A. Se
folosește polaritatea inversã: piesa de prelucrat este pol ul negativ, catodul,
iar electrodul pentru ad aos, polul pozitiv, anodul.
Sudarea electricã prin vibroc ontact folosește vibratoare
(electromagnetice sau mecanice) pentru electrozi care realizeazã o frecvențã
de 50-100 Hz și o amplitudine aproximativ egalã cu grosimea stratului
depus (1-3 mm). Dispozitivul de suda re se monteazã pe un strung. Regimul
de sudare recomandat este urmãtorul:
134- viteza de depunere (viteza periferi cã a piesei) trebuie sã fie de 20-
60 m/h (valori mari pentru straturi de acoperire sub țiri și invers);
– diametrul sârmei de acoperire de 1,5 2 mm;
– avansul longitudinal al capului vibrator este de 1,5-2,2 mm/rot
(avansurile mari sporesc productivitatea, dar diminueazã calitatea
depunerii);
– lichidul de rãcire constã fie dint r-o soluție 4-6% sodã calcinatã în
apã, fie dintr-o soluție de g licerinã tehnicã (15-20%) în apã.
Dacã înainte de acoperire bãtaia piesei de recondiționat este mai
mare de 0,5 mm, pentru a asigura arcu lui electric stabilitatea necesarã, se
recomandã strunjirea sau rectificarea ei.
Stabilitatea arcului electric, precum și grosimea și calitatea stratului
depus depind direct de viteza de rotație a piesei de recondiționat. În tabelul
4.8 sunt prezentate vitezele de rotație în funcție de diametrul piesei de
recondiționat.
Tabelul 4.8. Regimuri de lucru la încã rcarea prin vibrocontact
Regimul turației piesei de recondiționat
Turația piesei, rot/min Durata unei rotații, s
Grosimea depunerii, mm Grosimea depunerii,
mm Diametrul
piesei de
recondiționat,
mm
1,5-2,0 2,0-3,5 1,5-2,0 2,0-3,5
10 -23, 0-22,3 22,3-11,0 3 3-6
20 11,0-8,0 8,0-5,4 6-7 7-12
30 8,0-6,0 6,0-3,5 8-7 9-11
40 5,5-5,0 5,0-2,5 11-12 12-23
50 4,5-4,0 4,0-2,1 13-15 15-28
60 4,0-3,5 3,5-1,8 15-17 17-34
70 3,5-3,0 3,0-1,6 17-20 20-30
80 3,0-2,5 2,5-1,4 20-24 24-45
90 2,6-2,4 2,4-1,25 23-25 25-30
100 2,4-2,2 2,2-1,1 25-30 30-36
120 2,0-1,7 1,7-0,9 30-35 35-69
140 1,7-1,5 1,5-0,8 35-40 40-76
160 1,5-1,2 1,2-0,7 40-45 50-89
180 1,3-1,2 1,2-0,6 46-50 50-100
200 1,2-1,1 1,1-0,5 50-54 54-115
135
4.1.6. Încãrcarea cu aliaje dure rezistente la uzurã . Aliajele dure
se aplicã în special la organele active ale diferitelor mașini care se uzeazã în
timpul exploatãrii. Ele conțin partic ule dure, carburi, uniform repartizate
într-o materie de bazã plasticã. Natura aliajului și modul lui de aplicare, se
aleg în funcție de solicitãrile la care este supusã piesa.
Depunerea aliajelor dure are ca sc op creșterea durabilitãții organelor
active ale mașinilor. Materialele de încãrcare se gãsesc sub formã de
pulbere, granule, bare turnate, tubulare, sinterizate, sub formã de plãci etc.
Aliajele sunt de tip stelit, relit, sormait și feroaliaje.
În România se fabricã feroaliaju l FA 3 (granule) format din
amestecuri de 5% ferocrom, 14% feromangan, 2% ferovanadiu, 3%
ferosiliciu, 70% piliturã de fontã, 6% grafit fulgi și sticlã solubilã în
proporție de 120 g/kg, folositã ca liant. 1. Încãrcarea cu flacãrã oxiacetilenicã este folositã la durificarea
pieselor cu sormait, stelit, relit și feroaliaje cu carburi de wolfram, sub
formã de granule sau pulbere.
Fig. 4.13. Scheme de încãrc are cu flacãrã
În fig. 4.13 este prezentatã schema încãrcãrii pe dreapta și pe stânga.
Piesa de bazã se încãlzește mai întâi pânã la roșu, dupã care se interpune
vârful vergelei de adaos între piesã și flacãrã. Dacã picãturile obținute din
vergeaua de material dur, nu se depun uniform, înseamnã cã materialul de
bazã nu este suficient încãlzit. 2. Încãrcarea cu arc electric se poate face folosind electrozi duri
înveliți cu o compoziție formatã din marmorã 54%, fluorurã de calciu 43%,
ferotitan 8% și grafit 4% iar ca liant silicat de sodiu în proporție de 30%.
Curentul este continuu cu polaritatea di rectã, arcul cât mai scurt posibil și
electrodul foarte puțin înclinat fațã de verticalã. Cordonul obținut este
prezentat în fig. 4.14.
136
Fig. 4.14. Secțiune prin cordonul de sudurã încãrcat :
a- încãrcarea cu un strat; b-în cãrcarea cu straturi suprapuse
Pentru depunerea aliajului dur sub formã de granule, se utilizeazã
electrozi de cãrbune cu diametre în tre 8 și 25 mm. Se pot folosi de
asemenea, electrozi din sârmã cu intr oducerea granulelor direct în baia
topitã (fig. 4.15).
Fig. 4.15. Încãrcarea cu arc și introducerea carburilor direct în
baia topitã : 1-electrod sârmã; 2-tubul cu carburi, 3-baia de sudare
În unele situații, se folosește pro cedeul de protejare a bãii topite cu
argon (argonare) sau cu hidrogen atomic (arc-atom) (fig. 4.16).
Fig. 4.16. Încãrcarea cu baia prot ejatã: 1-port-electrod ; 2-electrod
de wolfram; 3-gaz de protecție; 4-vergeaua de aliaj dur
137 4.1.7. Încãrcarea pieselor pr in sudare cu plasmã
Sub formã de plasmã, materia se caracterizeazã nu numai prin
temperaturile înalte dar și printr-o mare densitate de energie, putând fi
folositã, cu succes, în procesul de prel ucrare a aliajelor metalice care, fie cã
se prelucreazã greu, fie cã nu pot fi prelucrate prin alte procedee.
Plasma rece se poate obține în pr acticã prin urmãtoarele procedee:
-cu ajutorul arcului electri c, având temperaturi de 6000-15000oK și
presiuni de ordinul celei atmosferice; arcul electric se poate obține în curent
continuu (pentru puteri pânã la 100 kW) (fig. 4.17) sau în curent alternativ
(pentru puteri mai mari de 100 kW (fig. 4.18);
-cu ajutorul curentului de îna ltã frecvențã, la temperaturi de 6000oK
și presiuni inferioare celei atmosfer ice; acest procedeu este mai economic,
puterea maximã a generatorului f iind pânã la câțiva kilowați.
Fig. 4.17. Generarea plasmei cu
ajutorul arcului electric de curent
continuu : 1-electrod de wolfram;
2-ajutaj din cupru; 3-gaz plasmogen
sub presiune: 4-arc electric; 5-apã
de rãcire; 6-jetul de plasmã;
G – generatorul electric Fig. 4.18. Generarea plasmei cu
ajutorul arcului electric de curent
alternativ : 1-electrozi din wolfram;
2-gaz plasmogen sub presiune;
3- ajutaj din cupru, 4-arc electric;
5-apã de rãcire; 6-jetul de plasmã
Existã unele deosebiri între proced eul de recondiționare prin sudare
cu arc electric și cel de recondiționare cu jet de plasmã. Astfel, la arcul
electric mediul ionizat îl constituie aerul , pe când plasma se dezvoltã într-un
format dintr-un gaz (numit plasmogen) care se injecteazã din spatele electrodului. Aerul ionizat, precum și g azele dezvoltate ale arcului electric
de sudurã se gãsesc la presiunea atmo sfericã, în timp ce la plasmã gazul
plasmogen se introduce sub presiune, ceea ce determinã viteze mari de
curgere, Coloana arcului electric de sudurã se dezvoltã liber, pe câtã vreme
jetul de plasmã este puternic ștrangulat atât mecanic prin existența unei
138diuze la ajutaj cât și termic din cauza unei mari diferențe de temperaturi
între plasmã și pereții diuzei ajutajului care sunt rãciți cu apã, dar și electromagnetic, ca urmare a atracției dintre curenții electrici paraleli.
Având în vedere forma coloanei, la arcul electric de sudare aceasta este tronconicã iar la jetul de plasmã este cilindricã. În sfârșit, temperatura
arcului electric de sudare este cons iderabil mai micã decât cea a plasmei.
Atât cercetãrile cât și practica au demonstrat cã electrozii trebuie fabricați din wolfram aliat, pentru a asigura o ardere stabilã a plasmei,
precum și pentru o intensificare a emis iunii termolectrice. De asemenea, tot
în practicã se demonstreazã cã uzura electrodului pentru generarea plasmei depinde nu numai de materialul din car e este confecționat ci și de: gazul
plasmogen folosit, temp eratura electrodului, regimul de lucru etc.
Debitul gazului plasmogen are o mare importanțã în realizarea
recondiționãrii pieselor prin sudare cu plasmã. Astfel, când acesta este prea
mare atunci este îndepãrtatã baia de metal topit care se formeazã. Când,
dimpotrivã, debitul gazului plasm ogen se micșoreazã, atunci apare un
fenomen nedorit, respectiv arcul elect ric secundar, care deterioreazã atât
ajutajul cât și dispozitivul portel ectrod. Arcul electric secundar, se
anihileazã prin aplicarea unui câmp magnetic exterior și prin folosirea unui
gaz de focalizare. Din practicã, s- au determinat valorile optime ale
parametrilor generatorului de plasmã pentru sudare, respectiv: debitul
gazului plasmogen de 600 l/orã, curentul de sudare de 80- 140 A, iar pentru
focalizare folosirea hidrogenului. Sudarea cu plasmã este un pr ocedeu modern care oferã certe
avantaje în comparație cu alte procedee. Durata ef ectuãrii sudãrii este mult
mai micã (de circa 4-5 ori) din cauza vit ezelor sporite de sudare care se pot
obține. De asemenea, scade și durata ciclului de sudare de aproape douã ori
(timpul scurs de la prima operație pr egãtitoare și pânã la ultima operație
finalã). Prin acest procedeu se realizeazã importante reduceri de consumuri
de gaze (aproape de douã ori), de material de adaos (de douã ori și
jumãtate), precum și de personal pent ru deservire (de peste trei ori).
Principalele caracteristici tehnice ale instalației I.T.S.P. 15 sunt: tensiunea circuitelor de comandã de 24 V în curent continuu; puterea
generatoarelor de plasmã de 55 kW (regim automat) și 45 kW (regim
manual); tensiunea de mers în gol a generatoarelor de 260 V; diametrul
electrodului de wolfram are 6 mm, tens iunea gazelor plasmogene este de 60
V pentru argon, 180 V pentru azot și 100 V pentru amestec argon + azot,
curentul de lucru este de 350 A pentru regim auto mat și 260 A pentru regim
139manual; presiunea gazelor la amorsare: 0,5 1,2 MPa pentru azot, 1,5-4,5
MPa pentru argon și 1,2-3,5 MPa pentru amestec de argon ? azot; presiunea
gazelor la sudare: 4,5 5,2 MPa pentru azot, 3,2 MPa pentru argon și 3,5
4,5 MPa pentru amestec argon + azot; foca lizarea jetului se poate realiza cu
aer la presiunea de 1,8 3 MPa sau cu amestec de azot și hidrogen la
presiunea de 2 3,5 MPa.
Instalația este fabricatã în România. Încãrcarea prin sudare cu plasmã a pieselor de recondiționat constã
în acoperirea suprafețelor uzate cu me tale sau aliaje de adaos, care au
performanțe suplimentare metalului de bazã (fig. 4.19).
Fig. 4.19. Schema de principiu a încãrc ãrii prin sudar e cu plasmã
Jetul de plasmã topește rapid și concomitent atât metalul de adaos cât și un strat din cel de bazã, fe nomenul putând fi condus, reglat și
controlat cu ușurințã. Zona de meta l topit (baia de metal constituitã din
metalul de adaos și cel de bazã) se num ește zonã de aliere. Aceasta trebuie
sã fie de o grosime cât mai micã dar sã asigure o bunã legãturã între cele
douã metale de adaos și de bazã), as tfel când piesa recondiționatã va fi
supusã unor solicitãri mari (șocuri mecan ice și termice, frecãri intense etc.)
stratul depus sã nu se desprindã. Pent ru o încãrcare de calitate superioarã
trebuie ca stratul depus sã fie compact și cât mai uniform (obținut dintr-o
singurã trecere), iar metalul de bazã sã fie cât mai puțin afectat termic în
adâncime (zona de influențã termicã sã fie minimã). presiunea jetului de
plasmã va fi astfel aleasã încât sã ev ite tendințele de împroșcare a metalului
de bazã, precum și pierderile de meta l topit. În sfârșit, o ultimã condiție
impusã unei încãrcãri corespunzãtoare prin sudarea cu jet de plasmã este
realizarea unei bune protecții cu gaze neut re a bãii de metal topit pentru a
140evita oxidãrile. Toate aceste condiții se pot realiza utilizând diferite
instalații de sudare cu jet de plasmã. Temperaturile ridicate ale acestuia permit folosirea unei largi game de metal și aliaje pentru încãrcare
obținându-se, în final, suprafețe cu proprietãți mecanice superioare ale unor
piese de recondiționat deosebit de pr etențioase și care lucreazã la intense
solicitãri mecanice și termice (arbori, supape, bolțuri, segmenți, came etc.).
4.1.8. Utilajul pentru sudarea cu a rc, sub strat de zgurã prin
contact .
Utilajul folosit la sudare are o simbolizare standardizatã.
Simbolizarea utilajului constã din douã, patru litere, urmate de o liniuțã și
de 3,4 cifre și un grup de litere și cifre.
Literele indicã: primele douã arat ã din ce tip este piesa; a treia
modul de protecție a zonei de suda re cu arc electric (pentru sudarea
manualã a treia cifrã nu se indicã); a patra modul de confecționare a
piesei. Cifrele au urmãtoarele semnificații: prima și a doua intensitatea nominalã a curentului de sudare (î n decaamperi pentru semiautomate și
automate, transformatoare pentru sudar ea sub flux, redresoare pentru tãierea
cu temperaturi înalte), urmãtoarele douã cifre indicã numãrul tipului
utilajului. Litera și cifra care ur meazã este codul de confecționare a
utilajului și categoria de instalare a utila jului. pentru a arãta mai clar cum se
folosesc toate cifrele se dã în continuare urmãtorul exemplu:
Pentru simbolul: TA ΦC-12002Y3 (TAFS-1003U3) avem:
TA ( TA) transformator pentru sudare cu arc;
Φ (F) sub flux;
C (S) cu caracteristicã stabilã;
10 intensitatea nominalã de sudare 1000 A; 02 notarea tipului transformatorului; Y3 (U3) confecționat climatericã.
Mai jos arãtãm simbolizarea conform STAS pentru sudarea cu arc și
semnificațiile ei.
Transformatoarele cu o fazã și cu un post: TA ( TA) transformator cu arc de sudare confecționat cu reglarea
intensitãții de sudare:
M (M) mecanicã;
E (E) electricã;
TAΦ (TAF ) transformator pentru s udarea automatã sub flux cu
urmãtoarele caracteristici posibile:
141C (S) cu caracteristici stabile;
K (C) cu caracteristici cãzãtoare;
Y (U) cu caracteristici universale.
Redresoare : 1. PA ( RA) redresor cu caracteristici cãzãtoare pe
exterior la sudarea cu arc.
2. PTK ( RTCI ) – redresor pentru tãier ea cu curent de înaltã
frecvențã cu urmãtoarel e caracteristici posibile:
M (M) manualã; C ( S) semiautomatã;
A (A) pentru tãierea automatã.
Convertizoare și generatoare: KA ( CA) și A ( GA) – convertizoare și ge neratoare de sudat cu
caracteristici exterioare cãzãtoare.
C ( GSP ) generatoare de sudat cu un post;
CM ( GSMP ) generatoare de sudat cu mai multe posturi.
Agregate de sudat cu caracteristici cãzãtoare exterioare: AC ( AS) cu
urmãtoarele caracteristici:
D (B) cu cablul de la motor la carburator;
Z (D) cu antrenare de la diesel;
P ( RN) redresoare de balast;
E ( PE) portelectrozi.
Conectorii de cablu (la intensita tea de 200-630 A) au simbolizarea
KK ( CC) cu urmãtoarele semnificații:
H (N) nedemontabili;
Z (D) demontabil.
Semiautomatele pentru sudare cu electrozi au simbolizarea CA ( SA)
și sunt confecționați în urmãtoarele variante:
Φ (F) flux;
(G) cu gaze active;
(I) cu gaze inerte; A (A) cu gaze active și inerte;
Z (D) cu arc deschis.
Conform STAS 15543-70 și STAS 15150-69 utilajele pentru sudare
sunt produse pentru urmãtoarele tipuri de variante climaterice:
M (M) pentru regimul de climã moderarã;
MP ( MR) pentru regiuni cu climã moderat-rece;
T (T) pentru regiuni cu climã tropicalã.
Funcție de condițiile atmosferice de funcționare a utilajului se
deosebesc:
1 utilajele care funcționeazã în aer liber;
1422 utilaje care funcționeazã în lipsa acțiunii condițiilor atmosferice;
3 utilaje care funcționeazã în în cãperi închise, fãrã posibilitatea
reglãrii condițiilor de lucru ca umiditate, temperaturã etc.;
4 utilaje care funcționeazã în în cãpere încãlzitã și ventilatã;
5 utilaje ce funcționeazã în în cãperi cu umiditate sporitã.
Tabelul 4.9. Temperatura admisibilã a aerului la exploatarea utilajului
Temperaturile admisibile, oC Varianta de
utilaj dupã climã Categoria de
amplasare de lucru limite
M (M)
MP ( MR)
T (T) 1; 2; 3
1; 2; 3
4 -45…+45
-60…+40
+1…+35 -50…+45
-60…+45
+1…+40
Tabelul 4.10. Utilaje de serie pentru sudarea cu arc și pentru sudarea
electricã sub strat de zgurã
Intensitatea (A) Tensiunea (V) Marca
tansfor-
matorului Nomi-
nalã Limita de
reglare Nominalã Limita
de
reglarePuterea
nomi-
nalã,
kW Dimensiunea de
gabarit, mm Ma-
sa,
kg
Sudarea cu arc manualã
TA-306U2
TA-306U2
TAM-
502U3 160*1
250*2
500*3 60-175
100-300
100-560 26,4
30
40 70
70
75 11,4
17,5
26,5 570x325x530
630x365x390
720x365x590 38
65
240
Sudarea automatã sub strat de flux
TAFCS-
100ZU3
TAFCS-
200ZU3
1000*4
1000*4
300-1200
600-2200
56
76
–
120
125
240
1340x760x1220
1340x760x1220
550
850
Sudarea manualã cu arc și tãiere cu electrod de colțar
TAM-
1601U3
16004
1000-
1600
49
76
160
635x1053x1450
1100
143
Tabelul 4.11. Redresoare pentru sudarea cu arc
Intensitatea (A) Tensiunea (V)
Marca tansfor-
matorului
Nominalã Limita de
reglare Nomi-
nalã Limita
de
reglarePuterea
nomi-
nalã,
kW Dimensiunea de
gabarit, mm Ma-
sa,
kg
RA-201U3
RA-50202U3
RAG-301U3
RAG-601U3
RAU-304UML3
RAM-1001U4
RAM-1601U3
RAUM-4x201U3200*2
500
315
630
500-2
315*5(1000)
1000*7
400*5 +* 30-200-6
50-500-0
50-315
100-700
100-500
–
–
100-400-*28 40
40
18-36
18-50
*o
60*o
60*o
75*o 64-17
80
60
90
–
70*o
100*o
80*o 15 42
12,6
69
40
58
96
90 716x622x775
810x550x1077
605x735x950
1250x920x1155
1275x816x940
110x700x900
1150x850x1650
1350x850x1250 120
348
230
595
385
420
770
900
Observații : 1. Se mai întâlnesc redresoare cu impulsuri cu caracteristicile:
amplitudinea maximã a impulsurilo r 100A, frecvența impulsurilor 50-100
Hz.
2. *2 PH =35%; *3 PH 100%; *4 Numãrul de posturi; *5 Pentru
un post; *6 Pentru 7 posturi ; *7 Pentru 9 posturi ; *8 Pentru caracteristicile
la ridicare.
Tabelul 4.12. Agregate pentru sudarea cu arc
Intensitatea (A)
Tensiunea (V)
Marca tansfor-
matorului
Nomi-
nalã Limita de
reglare Nomi-
nalã Limita
de
reglarePuterea
nomi-
nalã,
kW Dimensiunea de
gabarit, mm Ma-
sa,
kg
ASD-300-7U1
ASB-300U91
ADD501U1
ASUM-400U1
ASDP-5000-314
ADD-312U1
PAS-400VIU3
PAS-400VIU1 315
315
315
400
500
315
500
500 100-315
100-315
260-510
100-400
50-315
30-350
120-600
120-600 32
32
40
70
55
32
40
40 90
85
–
–
–
–
–
– 22
18
37
42
29
27,5
48
48 660x890x1685
1900x880x1250
2550x1200x1270
1660x560x920
1900x900x1200
6240x2350x2360
2950x900x1550
1950x900x1550 640
900
1600
915
915
1010
1990
1990
144 Tabelul 4.13. Portelectrozi tip clește și reostat de balast
Marca utilajului Intensitatea
nominalã de
sudare, A Dimensiunile de
gabarit, mm Masa, kg
PE-3102U1
PE-5001U1
RB-301U2 315
500 315 269x84x36
293x92x40
583x380x655 0,48
0,67
35
Tabelul 4.14. Arzãtoare pentru sudarea ma nualã și cea arcargonicã
Marca
arzãtorului Intensitatea
maximã de
sudare, A Diametrul
electrodului
de wolfram,
mm Dimensiunile
de gabarit,
mm Masa, kg
ABS-5-2
ABS-3-66
AESM-4 80
160 500 1; 1,5
1,5; 2; 3
4; 5; 6 270x120x18
250x133x30
235x140x120 0,18
0,8 0,7
Tabelul 4.15. Convertizoare și generatoar e pentru sudarea cu arc
Intensitatea (A) Tensiunea (V)
Marca tansfor-
matorului
Nominalã
PM-60% Limita
de
reglareNomi-
nalã Limita
de
reglarePuterea
nomi-
nalã,
kW Dimensiunea de
gabarit, mm Ma-
sa,
kg
CA-305U2 CA-502U2
CSP-3002U2
CSG-500-1U3
GA-304U3
GA-502U2
+2
GSP-300-5U2
GSM-500U2
UAI-101U1 315
500 315
500
+1
315
500
315
2×315
125 40-350
75-500
115-315
60-500
15-350
15-500
100-315
50-630
15-13532
40 32
40
32,6
40
32
55
25 82
80 90
80
75-80
90
90
70
– 10,4
30 96
31
–
–
8,6
27,6
7,5 1300x600x850
1065x650x935 1069x620x822
1050x560x101
5
676x622x698
950x500x750
740x475x660
1017x636x585 295
550 435
460
260
400
275
680
230
*1 Pentru sudarea automa tã și semiautomatã;
*2 Universal; *3 Cu douã posturi *4 Pentru sudarea în curent continuu și pentru încãrcarea acumulatoarelor.
145Tabelul 4.16. Secțiunea totalã a cablurilor pe ntru sudarea cu sârmã de
cupru la rãcire reforțatã (în paranteze sunt indicate cablurile ce se
folose sc la sudarea manualã cu arc)
Intensitatea
nominalã de
sudare , A
125
200
250
315
400
500
1000
1600
Secțiunea, mm2 (16)
(25) (25)
35 (35)
(50) (35)
50 50
(70) 70
(95) 200 300
Tabelul 4.17. Instalație pentru sudarea ar cargon cu electrozi ce se
depun
Marca instalației Parametrii
IAG-501-1UL4 IAG-301-
301UHL4
Intensitatea de sudare, A
Nominalã la PH-60%
Limitele de reglare
Diametrul electrozilor,mm Puterea nominalã, kW
Dimensiunile panoului de reglare, mm 500
40-500
2-10
40
100x650x900 315
15-315
0,8-6
25
800x700x900
Materialele utilizate la sudarea electricã prin topire
În conformitate cu STAS 9466-85, elect rozii pentru sudare și pentru
topire a oțelurilor se pr ezintã sub forma unui raport:
820)5(4123/50/45/13. 142
−−
EUD UONI E
unde: E42A este tipul electrodului ;
UONI masa 5,0 diametrul, în mm; U grosimea de învelire;
3- grupa de calitate a electrodului;
E electrod; 412(5) grupa ce caracterizeazã ce metal are îmbinare sudatã;
B ce fel de înveliș avem;
146 2 locul ocupat de sudare;
O cerințele impuse arcului electric. Indicații privind folosirea electrozilor dupã simbolizarea grupei
U electrod pentru oțelur i de construcție cu σ
r < 600 mpA;
L electrod pentru oțeluri aliate de construcție cu rezistențã σr >
600 MPa; T electrozi folosiți pentru oțeluri cu rezistențã termicã ridicatã;
V electrozi pentru oțeluri de calitate înalt aliate;
N electrozi pentru oțeluri cu punct de topire scãzut.
Pentru grosimea stratului se folosesc; M pentru strat subțire; C pentru strat mediu; O pentru strat de grosime mare;
G pentru strat cu grosimea foarte mare.
Dupã calitate, electrozii sunt împãrțiți în trei grupe notate 1, 2, 3 ,
electrozii din grupa 1 având calitatea cea mai scãzutã. Tipul învelișului este dat de unul din urmãtoarele litere:
A caracter acid;
B caracter de bazã alcalin;
R caracter rutilic;
C caracter celulozic;
G 20% praf de oțel.
Pozițiile în care se poate suda s unt date de urmãtoarele simboluri:
1- toate pozițiile; 2- în afarã de poziția pe verticalã de sus în jos; 3- în afarã de poziția pe verticalã de sus în jos și pe podea; 4- numai în poziția de jos.
Simbolizarea cerințelor de alimentare cu curent electric al arcului Pentru curent continuu pot fi urmãtoarele cazuri: Orice polaritate simbolurile 1 4 7
Pentru polaritate directã simbolurile 2 5 8
Pentru polaritate inve rsã simbolurile 0 3 6 9
Pentru curent alternati v, nu sunt folosite valo rile tensiunilor de 50,
70 și 90 V.
147Electrozii pentru sudarea oțelurilo r de construcție conform STAS
9467-75 se subîmpart dupã calitãțile mecan ice ale cusãturii la temperatura
nominalã datã în tabelul 4.19.
Pentru sudarea cu rezistența cusãturii σecv < 600 MPa, simbolul se
aplicã prin:
Primele douã cifre reprezintã rezisten ța la strivire, a treia reprezintã
alungirea medie δ raportatã la temperatura criticã de fragilitate Tt. Astfel
simbolul de mai sus al el ectrozilor se explicã prin:
UONI13/14 marca;
E42A tipul electrozilor;
5.0 diametrul în mm;
Y electrod pentru sudarea oțelul ui cu conținut de oxid de carbon
cu rezistența σecv < 600 MPa;
D grosimea învelișului;
3 a treia grupã de calitate;
41 – σecv < 410 MPa;
2 – δ > 22%;
5 Tf = -40oC;
B învelișul este de tip bazã;
2 sudarea se efectueazã în toate pozițiile în afarã de cea de sus în
jos;
O se sudeazã în curent con tinuu de polaritate inversã.
Tabelul 4.18. Tipuri de electrozi folosiți la sudarea cu arc a
oțelurilor de construcție și caracteristicile mecanice ale sudurii
Tipul
electrodului δ, % KCU
MJ/m2 *2 Tipul
electrodului δ, % KCU
MJ/m2 *2
E38 E42
E42H
E46
E46A
E50
E50A 14
18 22 18 22
16
20 0,3
0,8 1,5 0,8 1,4
0,7
1,3 E55
E60 E70 E85
E100
E125
E150 20
18 14 12 10
8
6 1,2
1,0 0,6 0,5 0,5
0,4
0,4
∗1 Numãrul din cadrul simbolului el ectrodului reprezintã rezistența
echivalentã σecv a îmbinãrii (dupã STAS 9966-85) în MPa. Caracteristicile
mecanice ale îmbinãrilor prin sudare folosind electrozi de tipul E38-860
148sunt determinate dupã suda re, iar pentru electrozii de tip E20 E150 dupã
prelucrarea termicã în corespondențã cu cerințele impuse pentru sudare cu
respectiva marcã de electrod.
∗2 KCU reprezintã rezistențe la șocuri conform STAS 9454-85.
Electrozii pentru sudarea oțelurilor a liate cu rezistențã termicã sunt
fabricate și simbolizate conform STAS 9467-85, iar cele pentru sudarea
oțelurilor înalt aliate de calitate, conform STAS 10052-75.
Tabelul 4.19. Simbolizarea tipului cusãturii, confecționatã cu
electrozi pentru sudarea oțelurilor de construcție
σecv < 600 MPa
A treia cifrã a simbolului Caracte-
risticile
mecanice Primele
douã cifre
ale
simbolului
0
1
2
3
4
5
6
7
8
δ, % 37
41 sau 43
31 –
20
18 –
20
18 –
22
20 –
24
20 –
24
20 –
24
20 –
24
20 –
24
20 –
24
20
T,∗2 teste – +20 0 -20 -30 -40 -50
-60 -70
Tabelul 4.20. Tipurile electrozilor pentru sudar ea cu arc a oțelurilor aliate
cu rezistențã termicã ridicatã și caracteristicile cusãturii la temperatura atmosfericã
Tipul electro-
dului σ
ecv , MPa δ, % KCU
MJ/m2
E-09M
E-09MX
E-09X1M E-05X2M
E-09X2M1
E-09X10 E-10X10
E-10X5MO
E-10X3M180 440
450 470 470 490 490 490
540
540 18
18 18 18 16 16 16
14
14 1,0
0,9 0,9 0,9 0,8 0,8 0,8
0,6
0,6
149Tabelul 4.21. Temperaturi de lucru a cusãturilor executate cu electrozi
pentru sudat oțeluri aliate și rezistente la temperaturi ridicate
Temperatura maximã la care
caracteristicile metalului topit nu se
schimbã A doua cifrã a simbolului
electrodului
450.465
470.485
490-505 510-525 530-555
570-585
590-600 1
2 3 4 5
7
8
Tabelul 4.22. Tipuri de electrozi pentru sudarea oțelurilor înalt aliate
și caracteristicile mecanice ale cusãturii la temperatura atmosfericã
Tipul electro-
dului σecv , MPa δ, % KCU
MJ/m2
E-12X13 E-06X13H E-10X17T
E-12X11MMF
E-14X11MBMF E-10X16M4B 590
640 640
690
740 740 980 16
14
–
15
14 12
8 0,5
0,5 0,5
0,5
0,4 0,4
Tabelul 4.23. Indicele cusãturii metalului în simbolizarea
electroz ilor pentru oțeluri înalt aliate
Semnificațiile cifrelor Cifra
simbolului prima∗1 a doua∗2 a treia∗3 a patra∗4
1
2 3 4 5 6
7
8 A
AM
S
V D
–
–
– <500
510-550 560-600 610-650 660-700
710-750
760-800 810-850 <600
610-650 660-700 710-750 760-800
810-900
910-1000
1010-1100 0,5-4
2-4
2-5,5
2-8
2-10 4-10
5-15
10-20
150∗1 Metalul topit și metalul cusãtur ii nu se corodeazã în cristale (STAS
603285).
∗2 Temperatura maximã la care sunt reglementate cusãturile pentru o
duratã îndelungatã, oC.
∗3 Temperatura maximã a cusãturilor la care se formeazã, pentru oțeluri
cu punct ridicat de topire, oC.
∗ Conținut de feritã și austen ito-feritã la metalul topit, %.
2) ( D Dahn−+= (4.14)
Valorile adaosului de prelucra re sunt indicat în tabelul 4.29.
Tabelul 4.29. Adaosuri de prelucrare, a, în mm
Adaosul de prelucrare, în mm
Când se executã strunjirea și rectificarea Diametrul
piesei, în
mm Strunjire Rectificare Total Când se
executã
numai
rectificarea
Pânã la 25 1,0 0,3 1,3 0,5
25-50 1,2 0,4 1,6 0,7
50-75 1,4 0,5 1,9 0,9
75-100 1,6 0,5 2,1 1,1
100-125 1,8 0,5 2,3 1,3
125-150 2,0 0,5 2,5 1,5
150-200 2,5 0,5 3,0 1,6
200-250 2,8 0,5 3,3 1,8
250-300 3,0 0,5 3,5 2,0
300-400 3,5 0,5 4,0 2,5
400-500 4,0 0,5 4,5 3,0
4.2. Recondiționarea pieselor prin metalizare
4.2.1. Metalizarea cu pulberi metalice . Instalația de metalizare cu
pulberi metalice este de tipul cu flacãrã (gaze) și se compune din:
– aparatura de metalizare, alcãtuitã din: pistol de metalizare, set
diuze arzãtor, set complet de pulbe ri metalice (cu duritãți între 20 65
HRC), reductoare de presiune , pastã izolantã (fig. 4.21);
151 – sursa de combustie, formatã din recipiente de acetilenã și oxigen;
– sursa de aer comprimat pentru pulverizare;
– instalațiile auxiliare (d e rãcire, de control etc.).
Fig. 4..21. Instalație de meta lizare cu pulberi : a instalația în ansamblu;
b-pistol de metalizat
Presiunea de lucru a gazelor de combustie este de 0,4 0,5 MPa când se folosește oxigen și de 2 MPa când se utilizeazã acetilenã.
Pulberile metalice folosite ca materiale de adaos sunt amestecuri de
metale nichel, cobalt, fier, crom, cupru, aluminiu, molibden etc. cu
fondanți în proporție riguros st abilitã pe cale experimentalã.
În tabelul 4.30 se aratã compoziția chimicã a unor pulberi metalice întrebuințate la Institutul de st udii și cercetãri în transporturi.
152Tabelul 4.30. Pulberi pentru metalizare
Tipul
pulberii
metalice Carburi
de Wo
și Co Oțel Ni Cr Ca Si Bo Cu Mo Co
12C
14E-k4F –
– 2,5
4 77,5
74 –
10 15
6 2,5
3,5 2,5
2,5 –
– –
– –
–
15E-15F – 4 73,5 14 1 4 3,5 – – –
16C – 2,5 61,5 17 5 4 4 3 3 –
18C – 2,5 27 16 2 3,5 3 – 6 40
31C 35 2,5 34,5 18 5 2,5 2,5 – – –
32C 50 8 14 11 1 8 8 – – –
34F-34F8 50 3,5 34 3,5 5 2 2 – – –
4.2.2. Metalizarea cu sârmã . Acest procedeu de metalizare se
poate efectua cu flacãrã (gaze), cu arc el ectric și curenți de înaltã frecvențã.
Instalația cu sârmã și cu flacãrã se compune din: pistolul de
metalizare; bobinã de sârmã; butelii de acetilenã și oxigen; compresor de
aer uscãtor și butelie; reductor de presiune; debitmetru pentru gaze.
De la pistolul de metalizare se poate modifica viteza de alimentare
(avansul sârmei de adaos) printr-o turbinã cu aer care lucreazã combinat cu
un mecanism magnetic (fig. 4.22 a). Sârma de adaos este fabricatã din diferite metale oțel carbon, oțel
aliat, crom, oțel inoxidabil, oțel speci al cu mangan sau aliaje (nichel și
crom, molibden, cupru etc.). Instalația de metalizare cu arc el ectric se compune din: pistol de
metalizare, bobine de sârm ã, generator de curent (continuu sau alternativ),
transformator și redresor, compresor de aer comprimat cu uscãtor, butelie și
regulator de presiune (fig. 4.22 b). În tabelul 4.31 se aratã principale le caracteristici ale unor instalații
de metalizare.
153
Fig. 4.22. Metalizarea cu sârmã : a-pistol de metalizare;
b- instalație de metalizare
Tabelul 4.31. Aparate pentru metalizare
Tipul
aparatului
de
metalizare Marca Greuta-
tea, daN Tipul
mecanismului
de avans a
sârmei Viteza
de avans
a sârmei,
m/min Diametrul
sârmei,
mm Intensi-
tatea
curen-
tului, A
Cu gaze AD-1 1,2 – 1,5 2,5 –
Electric EM-6 2,1 Motor
electric 75W 0,7-4,5 1,5-2,5 300
Electric ICR 3,5 Turbinã
pneumaticã
20000-38000
rot/min 2,5-3 1,2-1,5 90-100
1544.3. Recondiționarea pieselor prin galvanizare
Galvanizarea este un proces de depunere electroliticã a unor metale
pe suprafața pieselor. Ea este utilizatã atât în fabricație, cât mai ales în procesul de recondiționare a piesel or, agregatelor și subansamburilor.
Avantajele acestui procedeu sunt eloc vente: suprafețele acoperite prin
galvanizare au duritatea mare, rezistențã la uzurã sporitã, iar stratul depus
pe cale electroliticã este uniform și precis controlat, evitându-se astfel adaosurile mari de preluc rare. În plus, la recondiți onarea prin galvanizare
nu se modificã proprietãțile mecanice și structura materialului pieselor.
Stratul depus prin galvanizare ar e proprietãți diferite de cele ale
acoperirilor metalice realizate prin alte procedee (sudare și metalizare); ele
sunt determinate de modul specific de cristalizare, de existența unor
incluziuni de oxizi de dimensiunile mult mai mici ale grãunților de cristal,
toate conducând la apropierea substanțialã a tenacitãții, rezistenței la uzurã
și, mai ales, a duritãții.. În tabelul 4.32 se prezintã comparativ duritatea unor
straturi galvanice cu acele obținute pe cale metalurgicã (l aminare, turnare
etc.).
Tabelul 4.32. Duritatea diferitelor depuneri
Duritatea, HB
Metalul din
compunerea stratului Strat obținut prin
galvanizare Strat obținut metalurgic
Nichel 600 300
Radiu și platinã 700 150-200
Crom 1000 350-400
Dupã natura metalului depus pe suprafața piesei de recondiționat,
galvanizarea poartã numele de: cromar e, nichelare, cuprare (arãmire),
oțelire (fierare), cositorire, plumbuire etc. Procesul de recondiționare prin galvanizare are doi parametri de
bazã: timpul (durata) de încãrcare și densitatea de curent, a cãror reglare
permite obținerea grosimii dorite a stratului depus. Pentru o mai bunã
aderare cu stratul de metal depus pe cale electricã, suprafața piesei de
recondiționat trebuie pregãtitã corespunzãtor. Galvanizarea are și unele dezavan taje legate îndeosebi de durata
mare a procesului de depunere, precum și de prețul de cost ridicat al
utilajelor, instalațiilor și a mate rialelor. De aceea, procedeul este
155recomandabil numai pentru recondiționa rea pieselor de mare importanțã,
sau a celor cu uzuri mici. Dupã galvanizare, piesele rec ondiționate se prelucreazã mecanic
pentru a fi aduse la dimensiunile necesare. 4.3.1. Fenomenul de galvanizare . Se cunoaște cã elementul
galvanic este format dintr-o baie ce conține un lichid bun conducãtor de
electricitate, numit electrolit și doi electrozi, bine izolați între ei și legați la o sursã de curent con tinuu. Catodul este electrodul legat la polul negativ,
iar anodul, cel legat la polul pozitiv al sursei. În baie, diferența de potențial
dintre cei doi electrozi dã naștere unui curent electric care face ca ionii
pozitiv sã fie atrași de catod (anioni) iar cei negativi sã se depunã pe anod
(cationi). La depunerile electrolitice metalul cu care urmeazã a se face acoperirea se prezintã fie sub formã de sã ruri, fie de bare metalice cu sãruri.
Sãrurile se dizolvã în electrolit (apã , acid sulfuric etc.), iar piesa de
recondiționat se leagã la catod. Anozii s unt solubili (când anionii intrã în
reacție cu anodul iar acesta se consumã) și insolubili.
Cantitatea de metal depusã la catod (pe piesa de recondiționat) se calculeazã cu relația lui Faraday:
m = K
⋅ l ⋅ t ⋅ η (4.15)
în care: m este cantitatea de metal depus ã, în grame sau N; K echivalentul
electrochimic al metalului care se depune, g/A sau N/Ah; I intensitatea
curentului, în A; t timpul cât se face depunerea, h; η – randamentul
curentului (determinat experimental pentru fiecare electrolit reprezintã
raportul dintre cantitatea de metal de pus real și cea teoreticã posibilã).
În tabelul 4.33 se dau câteva valori pentru echivalentul
electrochimic, K și randa mentul curentului η.
Tabelul 4.33. Echivalentul electrochimic și randamentul curentului
Procedeul de
galvanizare Sãruri din electrolit K
(g/Ah) η
Nichelare Sulfat de nichel (NiSO4)
Clorurã de nichel (NiCl2) 1,095 0,85-0,95
Cromare Anhidridã cromicã
(CrO2) 0,325 0,12-0,18
156Procedeul de
galvanizare Sãruri din electrolit K
(g/Ah) η
Cuprare Sulfat de cupru (CuSO4)
Cianurã de cupru
(CuCN) 1,186
2,372 0,95-0,90
0,60-0,80
Fierare Sulfat de fier (FeSO4) 1,042 0,90-0,95
4.3.2. Cromarea . Cromul depus pe cale electroliticã are culoare
argintie-opacã și este foarte dur ( 600 1200 HB). El se poate depune pe
suprafața pieselor de recondiționat fabr icate din oțel, fontã, cupru, alamã,
aliaje de aluminiu etc. Stratul de cr om are rezistențã la coroziune mare, un
coeficient de frecare mic, precum și dur itate și rezistențã la uzurã mari.
Rezistența la rupere a stratului scad e odatã cu creșterea grosimii lui. Odatã
cu creșterea grosimii stratului scade și rezistența la obosealã, care poate fi
restabilitã dacã piesei i se aplicã un tratament termic de revenire (la 150
250
oC timp de trei ore). Umectarea cu ulei a suprafeței stratului de crom se
face greu; din aceastã cauzã frecarea este semiuscatã, dezavantaj eliminat la
cromarea poroasã. Electrolitul folosit la cromare este o soluție apoasã de anhidridã
cromicã (CrO
3) cu adaos de acid sulfuric (H2SO4). Anozii bãii de cromare
sunt insolubili și se confecționeazã di n plumb pur sau aliaj de plumb și
stibiu (fig. 4.23).
Fig. 4.23. Cromarea bolțului de piston : 1-bolț; 2-anod; 3-placã; 4-con
filetat; 5-tijã filetatã
157Tensiunea aplicatã la electrozii bãii este de 6 10 V. Depunerea
continuã de crom pe piesã duce la scãderea concentrației de anhidridã
cromicã, ceea ce face necesar ã completarea sistematicã a bãii cu electrolit.
La anod se degajã o mare cantitate de oxigen, care oxidând plumbul, scade
randamentul de depunere a stratului de crom. Pentru a preveni o astfel de
situație, periodic, anozii trebuie curãța ți de peroxidul de plumb cu ajutorul
unor soluții de acid sulfuric și de bioxid de sodiu.
Pentru o bunã cromare este necesar ca raportul dintre anhidrida
cromicã și acidul sulfuric din electrolit sã se menținã constant, optim fiind 90 120. Micșorarea acestui raport duce la scãderea capacitãții de difuziune a electrolitului, precum și a randament ului. Mãrirea lui peste limita admisã
sporește cantitatea de gaze degajatã (hidrogen și oxigen) și favorizeazã
apariția fisurilor în stratul de crom depus. Concentrația de anhidridã
cromicã și acid sulfuric determinã tr ei categorii de electrolit care conduc la
randamente diferite și propr ietãți specifice (tabelul 4.34).
Tabelul 4.34. Bãi de cromare
Concentrație
Tipul
electrolitului
de cromare CrO3 H2SO4 Randament Proprietãți
slab 140-160 1,4-1,6 0,16 Duritate mare. procesul
este greoi din cauza scãderii rapide a
cantitãții de anhidridã
cromicã, fiind necesare frecvente completãri
mediu 200-250 2,0-2,5 0,13-0,15 Cromare durã,
rezistențã la uzurã. Cromare decorativã și protectoare
tare 300-400 3-4 0,10-0,12 Stra tul de crom depus
oferã o mare stabilitate
în exploatare
Regimul electrolizei influențeazã stru ctura, proprietãțile și aspectul
exterior al stratului de crom depus . Densitatea de curent variazã în limite
largi între 10 100 A/dm2 și chiar pânã la 200 A/dm2. Dacã densitatea de
158curent este mare durata operațiunii se micșoreazã iar randamentul crește. La
densitãți mai mici de 5 A/dm2 cromul nu se mai de pune la anod (fig. 4.24).
Fig. 4.24. Dependența calitãții depozitului de crom de temperaturã și de
densitatea de curent
Temperatura bãii de cromare variazã între 45o și 75oC. Micșorarea
temperaturii, favorizeazã creșterea randamentului curentului. Dacã se lucreazã la temperaturi prea mici stratul de crom devine fragil, se fisureazã
sau chiar exfoliazã. Creșterea te mperaturii electrolitului favorizeazã
cristalizarea cromului în proporție mai mare în rețea cubicã decât în rețea
hexagonalã; acest fapt previne apar iția fisurilor din stratul depus.
Straturile de crom obținute pot fi: lucioase și lãptoa se, în funcție de
temperatura bãii de electrolizã. Cromar ea matã se obține la temperaturi mici
ale bãii, de 35 40
oC. Cromarea matã se obține la temperaturi mici ale bãii,
de 35 40oC, iar pelicula de metal este foarte durã (pânã la 1200 unitãți
Brinell) dar fragilã; din aceastã cauzã cr omare matã nu se recomandã pentru
recondiționare. Cromare se obține la temperaturi medii de 45 65oC; stratul
obținut are duritate cuprinsã între 650 și 900o HB, o bunã aderențã,
fragilitate redusã și proprietãți anticorozive satisfãcãtoare. În acest caz suprafața stratului are o rețea foarte finã și deasã de fisuri; cromarea
lucioasã se recomandã la recondiționa rea pieselor care lucreazã la solicitãri
mici și mijlocii. Stratul obținut are duritatea relativ micã, de 400 pânã la 600 HB, are bune proprietãți de plasticita te și anticorozive, suficientã
159rezistențã la uzurã, iar ungerea se poate face în condiții satisfãcãtoare (fig.
4.24).
În raport cu proprietãțile ce urmeazã sã le aibã stratul depus,
cromarea poate fi: durã (netedã), 500 800 HB, o bunã tenacitate, iar
ungerea se poate face în condiții satisfãcãtoare oferind o bunã rezistențã la
uzurã. Pentru piesele care sunt inte ns solicitate se folosește cromarea
poroasã. Ea realizeazã un strat cu o rețea finã de fisuri, favorizând
umectarea cu ulei și mãrind astfel r ezistența la uzurã a pieselor care
lucreazã în condiții grele de frecare, la temperaturi și solicitãri mari. Se
obține din cromarea lucioasã prin cor odarea electroliticã, tot în baie de
cromare,. inversând polaritatea. Crom area anodicã, dizolvã particulele de
crom de pe marginea fisurilor, ceea ce are ca urmare transformarea
suprafeței netede într- una poroasã, cu bune propr ietãți de ungere (fig. 4.25).
Fig. 4.25. Influența regimului de lucru asupra formãrii rețelei de fisuri :
a-diagramã; b-porozitãți punc tiforme; c-porozitãți liniare la 50oC
Cromarea decorativ-protectoare se întrebuințeazã pe scarã largã, ca
urmare a rezistenței chimice și mențin erii îndelungate a luciului stratului
depus. Se aplicã pieselor di n oțel, cupru, alamã, aluminiu, aliaje de aluminiu
care lucreazã în medii puternic oxidant e sau care trebuie sã prezinte un
160aspect plãcut. Luciul se obține prin asigurarea unei temperaturi a bãii și a
unei densitãți de curent co respunzãtoare. Din cauza rețe lei de fisuri fine la
suprafațã, cromarea lucioasã nu cons tituie o protecție sigurã împotriva
corodãrii pieselor din oțel. De aceea, inițial ele se arãmesc sau se nicheleazã, dupã care li se aplicã un strat de crom lucios. În acest caz în
electrolit se adaugã acid boric, 10 g/l, care favorizeazã depunerile în
adâncime. 4.3.3. Cuprarea (arãmirea) . Peliculele electrolitice de cupru
depuse prin galvanizare au culoare roz (arãmie), dându-i un aspect frumos.
În prezența compușilor de sulf, umezelii și bioxidului de carbon din
atmosferã, pelicula de cupru se oxideazã și se închide la culoare.
Stratul superficial de oxid de c upru joacã un rol protector întrucât
oprește procesul de oxidare în adânc imea stratului de cupru depus pe piesa
recondiționatã. Duritatea peliculelor de cupru el ectrolitic este micã, de numai 60
150 HB, din aceastã cauzã procedeul de c uprare se aplicã la recondiționarea
bucșelor de bronz, alamã etc. Stratul depus are bune calitãți antifricțiune și
de aceea este utilizat la recondiționarea suprafețelor de frecare ale pieselor.
Pentru cuprare se folosesc electroliți pe bazã de acizi sau cianuri. Electroliții acizi se obțin mai simplu și au un preț de cost mai mic; ei
prezintã însã dezavantajul cã stratul de pus este neuniform, grãunții de metal
sunt mai mari, iar aderența lui la piesele din oțel este foarte slabã. Ei sunt formați dintr-o soluție a poasã de sulfat de cupr u (piatrã vânãtã), 200 250
g/l și acid sulfuric, 50 70 g/l. Reg imul de cuprare impune o temperaturã
de 15 25
oC și o densitate de curent de 2 8 A/dm2, piesa de recondiționat
fiind legatã la catod; anodul , din cupru electrolitic, este solubil. prin agitarea
electrolitului se sporește productivitatea procesului. Pentru obținerea unor suprafețe nete de și lucioase, precum și pentru
mãrirea productivitãții sse întrebuințeazã electroliți pe bazã de acid
fluoboric fluoborat de cupru 220 280 g/l; acid boric 15 16 g/l și acid
fluoboric 2 3 g/l care se agitã continuu cu aer comprimat sau cu un agitator mecanic. Electroliții pe bazã de cianuri au o mare capacitate de dispersie, iar cristalele depuse sunt fine, de asemenea ei permit depunerea directã a cuprului pe piese din oțel. Au și une le dezavantaje: astfel, sunt toxici,
densitãțile de curent folosite sunt mai mici și deci productivitatea este
redusã necesitând corectarea continuã a compoziției pe timpul procesului.
161 Electroliții cei mai des utilizați sunt cianura de cupru (CuCN) și
sarea complexã de sodiu și cianurã, respectiv NaCu(CN)2. De regulã,
cuprarea cu electroliți pe bazã de cia nurã se aplicã numai pentru obținerea
unui strat intermediar la piesele din oțel.
4.3.4. Nichelarea . Este un procedeu de galvanizare care se folosește
mai ales pentru scopuri decorativ-pro tectoare. Stratul de nichel are
plasticitate redusã, duritatea lui o poate atinge pe aceea a oțelului cãlit, se
prelucreazã ușor și este rezistent la acțiunea chimicã a diferiților agenți.
Nichelarea pieselor din oțel reclamã mai întâi aplicarea unui strat de cupru.
În tabelul 4.35 sunt prezentate da te privind electroliți de electrolizã
pentru nichelare.
Tabelul 4.35. Electroliți pentru nichelare
Tipul electrolitului Compoziția electrolitului
pentru nichelare și regimul
de electrolizã 1 2 3 4
Sulfat de nichel, în g/l 70-75 140-150 280-300 400-420
Sulfat de sodiu, în g/l 40-50 40-50 – –
Sulfat de magneziu, în g/l – 25-30 50-60 –
Acid boric, în g/l 20-25 20-25 25-30 25-30
Clorurã de sodiu, în g/l 5-7 5-10 3-5 –
Fluorurã de sodiu, în g/l – – 2-3 2-3
Temperatura bãii, în oC 15-25 30-35 30-40 50-60
Densitatea curentului, în
A/dm2 0,5-1 0,8-2 2-6 5-10
Randamentul curentului, în
% 95 90-95 90 85-90
La nichelare procesul de electroli zã este foarte sensibil; el reclamã
un mare grad de puritate și respectar ea strictã (continuã) a regimului de
lucru, orice abatere de la regimul de lucru conducând la exfolierea stratului
depus.
4.3.5. Fierarea (oțelirea). Procedeul conduce la obținerea unui strat
cu o mare puritate chimicã și în consecinț ã, la o rezistențã la coroziune mai
mare decât a oțelului cu un conținut redus de carbon. Rezistența la rupere a
162stratului de fier este de 0 400 N/mm2, iar duritatea de 200 300 HB, ea
putând fi mãritã prin cementa re, cianurare sau cromare.
Avantajele procedeului consta u în viteza mare a depunerii (0,5
mm/orã), randament mare al curentul ui (80-90%), densitate de curent
suficient de mare (10-20 A/dm2), preț de cost redus și o bunã aderențã a
stratului depus. Fierarea se poate folo si ca fazã intermediarã la cromare
(când acoperirea trebuie sã fie de grosime mare) sa u independentã.
Dacã suprafața pe care s-a depus un strat de fier pe cale electroliticã urmeazã a fi solicitatã la uzurã, atunc i piesa recondiționatã se supune unui
tratament termic corespunzãtor cementare, cianurare etc.
Fierarea are și unele dezavantaje : astfel, ea comportã o serie de
operații pregãtitoare ale piesei de r econdiționat rectificarea, izolarea
suprafețelor care nu trebuie acoperite , degresarea electroliticã, spãlarea,
degresarea și iar spãlarea. De asemenea, ca și la nichelare, electrolitul bãii
trebuie sistematic completat și filtrat. Electrolitul folosit la fierare este o soluție apoasã cu sãruri de fier.
Procesul se poate desfãșura la rece, fãrã încãlzirea electrolitului. Depunerile
de fier electrolitic la rece, se fac cu o vitezã foarte micã, productivitatea
fiind necorespunzãtoare. De aceea, fr ecvent se folosește procedeul de
fierare la cald, când electrolitul se încãlzește la temperaturi de 95 100
oC;
se utilizeazã densitãți mari de curent de 10 pânã la 20 A/dm2, care asigurã
viteze mari de depunere (fig. 4.26).
Fig. 4.26. Depunerea prin fierare
163 Electroliții care se întrebuințeazã la fierare sunt sulfați de fier și de
magneziu sau cloruri clorura feroas ã și clorura de sodiu. Fierarea cu
electroliți pe bazã de sulfați, deși as igurã depunerea unor straturi cu duritãți
mari 200 300 HB nu se întrebui nțeazã la recondiționãri, datoritã
grãunților mari de metal care rezultã și a tenacitãții scãzute a peliculei.
Aceste dezavantaje se pot amelio ra dacã depunerea se face la rece.
Fierarea cu electroliți pe bazã de clor urã se folosește însã frecvent la
recondiționarea pieselor, întrucât stratu l depus are o structurã cristalinã ce-i
conferã o bunã plasticitate. Compoziția stratului depus depi nde foarte mult de cea a anodului
format, de regulã, din bare de oțel care au: 0,27% carbon, 0,2% mangan,
0,04% siliciu, 0,04% sulf, iar restul fier . Stratul depus prin electrolizã cu
astfel de anozi, are compoziția: 0,16% carbon, 0,004% siliciu, manganul și
sulful lipsesc, iar restul este fier. Conținutul de carbon poate fi sporit prin
adãugarea de zahãr și glicerinã în el ectrolit. În acest caz, conținutul de
carbon crește pânã la 0,5 0,6%, iar supr afața devine lucioasã, duritatea și
fragilitatea ei cresc și piesa poate fi supusã tratamentelor termice de cãlire. 4.3.6. Utilaje și instalații de galvanizare . Pentru recondiționarea
pieselor prin galvanizare sunt necesare utilaje și instalații: surse de curent,
bãi de galvanizare, bãi de degresare (d ecapare) și instalații anexe (de ridicat
și manipulat, de ventilație, de protecție a muncii etc.).
Sursele de curent sunt formate din grupuri convertiz oare (ansamblu
motor curent alternativ generato r de curent continuu) care furnizeazã
energie electricã de curent conti nuu cu joasã tensiune (6 12 V).
Intensitatea curentului debitat de grupul convertizor poate ajunge pânã la
10000 A și chiar mai mult. Bãile de ga lvanizare se racordeazã la sursa de
curent în paralel (când este nevoie de aceiași tensiune, dar de curenți
diferiți) sau în serie (când toate bãile solicitã aceiași cantitate de curent). Ca
surse de curent continuu se pot utiliza și redresoare cu seleniu, cu cuproxid,
cu vapori de mercur, electrolitice etc.
Baia de galvanizare este un recipi ent în care se gãsește electrolitul și
electrozii instalației. Ea se confecționeazã din tablã de oțel și se cãptușește la interior cu diferite materiale r ezistente la acțiunea chimicã a electroliților
(plãci de plumb, plãci de mase plastice, emailuri rezistente la acizi etc.). la bãile reci, cãptușeala este din plãci de faianțã prinse pe ciment; bãile cu
electroliți pe bazã de cianuri sau compuși alcalini nu se cãptușesc.
Dimensiunile orientative ale bãilor de galvanizare sunt date în tabelul 4.30.
164Tabelul 4.36. Dimensiuni ale bãilo r de galvanizare
Dimensiuni interioare ale bãii de
galvanizare, în mm
Lungimea Lãțimea Înãlțimea Grosimea
tabelei, în
mm Volumul
util, dm2
600 500 600 4 150
1000 600 600 4 300
1500 800 800 5 800
2000 800 800 6 1000
Bãile de galvanizare sunt prevãzute cu fante laterale pentru aspirația
gazelor toxice degajate în timpul proces ului; atât baia cât și încãrcãtura se
ventileazã. Bãile pentru electroliți calzi au pereți dubli; prin spațiul dintre
aceștia circulã, în permanențã, apã cal dã sau abur. Agitarea electrolitului se
face cu aer comprimat sau cu dispoz itive electromecanice (mai puțin la
bãile cu cianuri sau compuși alcalini la care electrolitul nu se agitã. Alimentarea cu curent a bãilor se face prin bare anodice și catodice. Catodul este constituit dintr-un sist em de prindere a pieselor de
recondiționat care asigurã realizar ea unui bun contact electric. Anozii
(solubili sau insolubili) se confecți oneazã din bare; pentru o distribuție
uniformã a depunerilor, ei se dispun în formã de stea (catodul la interior),
de cruce (catodul la interior) sau în formã circularã (anodul la interior).
Bãile pentru degresare și decapare se deosebesc de cele de galvanizare prin faptul cã nu sunt cãptuș ite la interior. pot avea fante pentru
aerisire, precum și pereți dubli pentru încãlzire.
4.4. Recondiționarea pieselor prin prelucrãri
mecanice
4.4.1. Calculul adaosurilor de p relucrare și a dimensiunilor
intermediare
Prelucrarea mecanicã urmãrește ob ținerea dimensiunilor, formei și
calitãții de suprafațã a piesei corespunzãtor cu desenul de execuție a piesei respective, în limitele unei precizii pr escrise. La fiecare trecere tehnologicã,
de pe suprafața de prelucrare se înde pãrteazã prin așchiere un strat de metal
care reprezintã adaosul de prelucrare pentru trecerea respectivã. Folosirea
adaosurilor mari duce la creșterea consumului de material și scule la
165îndepãrtarea straturilor superficiale dure, rezistente la uzurã. Adaosurile
mici nu asigurã în schimb, îndepãrtarea pr in așchiere a defectelor situate în
straturile superficiale. Se deosebesc adaosuri intermediare și totale.
Adaosul intermediar este stratul de metal îndepãrtat la o anumitã
fazã de prelucrare și reprezintã di ferența dimensiunilor la douã faze
consecutive (fig. 4.27).
Fig. 4.27. Adaosul intermediar
2A
c = dp dc pentru suprafețe exterioare;
2Ac = Dc Dp pentru suprafețe interioare
în care: dp și Dp dimensiunile fazei precedente;
dc și Dc dimensiunile fazei considerate.
Adaosul total este stratul de meta l necesar pentru realizarea tuturor
operațiilor de prelucrare pentru suprafața consideratã. El este egal cu suma
adaosurilor intermediare. Adaosurile de prelucra re, pentru diferite tipur i de prelucrãri sunt
recomandate în tabele sau se pot cal cula analitic cu ajutorul relației 4.17.
2A
cmax = Tp +2(Hp +Sp)+2(ρp + εac) (4.17)
în care: T
p toleranța dimensiunilor la faza precedentã, mm;
Hp înãlțimea maximã a microneregularitãților la faza
precedentã, mm;
Sp adâncimea stratului superfi cial degradat obținut la faza
precedentã, mm;
ρp suma vectorialã a abaterilor spațiale rãmase în urma
prelucrãrilor, m m;
εac suma vectorialã a erorilor de așezare la faza consideratã,
mm.
166Pentru diferite operații de prel ucrare mecanicã, valorile Hp și Sp sun
tabelate în scopul utilizãrii lor.
Sumarea vectorialã a abaterilor spațiale ρp și a erorii de așezare εac
se face ținând seama de direcția acestor vectori. La prelucrarea suprafețelor
plane cei doi vectori sunt coliniari și atunci:
pρ + acε = ρp + εac (4.18)
La prelucrarea suprafețelor exteri oare și interioa re de revoluție,
vectorii ρp și εac pot lua direcții diferite care nu pot fi precis stabilite. Pentru
a obține o valoare cât mai precisã, se recomandã sumarea lor în felul
urmãtor:
ac p ac p ac p ε ρ ε ρ ε ρ 8,0 96,02 2+ = + = + (4.19)
când ρp > εac
sau: ρp + εac = 0,96 εac + 0,4 ρp (4.20)
când: ρp < εac.
Dar și abaterile spațiale sunt diferite ca mãrime, direcție și sens (la prelucrarea suprafețelor exterioare și interioare de revoluție), încât este
necesarã sumarea acestora vectorial. Pentru cã unghiul dintre vectori nu
poate fi prevãzut, însumarea se va face cu regula rãdãcinii pãtrate, din suma
pãtratelor abaterilor componente. De exemplu, la matrițare, vectorul
curburii semifabricatului are o direcție diferitã de vectorul deplasãrii
matrițelor și de asemenea vectorul deplasãrii caracterizând excentricitatea
gãurilor perforate va fi diferit de vectorul deplasãrii matriței.
În aceste exemple:
ρp = ρd + ρc = 2 2
c dρ ρ+ (4.21)
ρp = ρd + ρac = 2 2
ac dρ ρ+ (4.22)
în care: ρd – deplasarea matrițelor;
ρc – curbura totalã a semifabricatelor matrițate;
167 ρac excentricitatea gãurii fațã de suprafața exterioarã.
Eroarea de așezare εac este în cazul general, suma vectorialã a
erorilor de bazare și a erorilor de fixare.
εac = εb + εf (4.23)
Dacã se prelucreazã un lot de piese pe un dorn extensibil, eroarea de bazare este nulã, însã dacã dornul este prins în universal poate sã aparã o
eroare de fixare, în urma deplasãrii dornului în direcție radialã, datoritã
strângerii neuniforme a bacurilor, în care caz:
εac = εf (4.24)
La așezarea pe dorn cilindric neexte nsibil prins în universal, existã
atât eroarea de bazare cât și eroarea de fixare, iar mãrimea erorii de așezare
se determinã cu relația:
εac = εb + εf = ) cos( 22 2
fb fb f b εε εε ε ε ± + (4.25)
în care: cos( εb εf) – cosinusul unghiului format de direcțiile celor doi vectori.
Cu rezultate bune, necunoscâ nd mãrimea unghiului se poate
determina eroarea de așezare cu relațiile:
f b f b ac ε ε ε ε ε 4,0 96,02 2+ = + = εb > εf (4.26)
sau: b f f b ac ε ε ε ε ε 4,0 96,02 2+ = + = εf> εb (4.27)
În anumite cazuri concrete de prel ucrare, unii termeni din relația de
calcul a adaosului de prelucrare pot sã disparã: – la rectificarea fãrã centre, eroare de așezare este nulã; – la prelucrarea prin alezare cu al ezor cu cuțite mobile și la broșarea
gãurilor, deplasarea și înclinarea axei gãurilor nu pot fi corectate (deci
dispare ρ
p) iar eroarea de așezare este ρac;
– la prelucrarea de superfinisare și netezi re se urmãrește numai
ridicarea calitãții suprafeței .încât se neglijeazã ρac, ρp, ρd;
– la rectificarea dupã tratament te rmic, stratul superficial trebuie
pãstrat, prin urmare termenul Sp se exclude din calcule iar deformațiile
168posibile în urma tratamen telor termice, care produc abateri spațiale, vor fi
luate în considerare prin ρp.
Dupã calcul sau alegerea adaosurilo r se stabilește pentru faza de
prelucrare dimensiunea de prelucrat intermediarã. Calculul dimensiunilor
intermediare se face funcție de felul supr afeței de prelucrat. pentru suprafețe
exterioare simetrice:
D
pmax = Dcmax + 2Acmax
(4.28)
Dpmin = Dpmax – Tp
Pentru suprafețe interioare simetrice:
D
pmin = Dcmin + 2Acmin
(4.29)
Dpmax = Dpmin + Tp
Pentru suprafețe plane (asimetrice)
Lpmax = Lcmax + Acmax
(4.30)
Lpmin = Lpmax – Tp
De obicei calculul dimensiunilor in termediare începe de la ultima
operație necesarã procesului tehnologi c (respectiv de la dimensiunea
înscrisã pe desenul de execuție), cãt re operațiile de la începutul acestuia.
Pentru exemplificare, considerând piesa din fig. 4.28, sã se determine
dimensiunile intermediare pentru s uprafața de diametrul 20 mm, obținutã
prin strunjire de degroșare, finisare și rectificare. Din calcul s-a obținut:
– pentru strunjirea de degroșare:
2Acmax = 3100 µm
Tp = 2000 µm;
– pentru strunjirea de finisare:
2Acmax = 800 µm
Tp = (400-800) µm;
169
Fig. 4.28. Fus pentru prelucrare
– pentru rectificare:
2A
cmax = 80 µm
Tp = (20- 30) µm;
Dimensiunile intermediare au valorile: – înainte de rectificare: D
max = 20,02 + 0,08 = 20,1 mm
Dmin = 20,1 0,02 = 20,08 mm
iar dimensiunea nominalã corespun zãtoare fazei de calcul va fi:
DN = (Dmax – Tp/2) ± Tp/2 = 20,09 ± 0,01 mm;
– înainte de strunjirea de finisare: D
max = 20,1 + 0,8 = 20,9 mm
Dmin = 20,9 0,4 = 20,5 mm
DN = 20,7 ± 0,2 mm
– înainte de strunjirea de degroșare: D
max = 20,9 + 3,1 = 24,0 mm
Dmin = 24.0 2,0 = 22,0 mm
DN = 23 ± 1 mm
Aceastã ultimã valoare reprezintã cota de încãrcare cu sudurã sau
prin acoperiri galvanice, sau dimens iunea de execuție a semifabricatului.
4.4.2. Procesul tehnologic de așchiere . Prelucrarea mecanicã
permite îndepãrtarea unui strat de me tal de pe piesa de recondiționat,
desprinderea metalului fãcându- se sub formã de așchii.
Scopul final al prelucrãrii prin așchiere este acela de a obține o suprafațã de netezime, configurație și dimensiuni prestabilite. Scula
așchietoare are una sau mai multe mu chii ascuțite, denumite tãișuri, iar
configurația ei permite sã lucreze ca o panã. Prin apãsarea sculei, tãișul pãtrunde în stratul de metal care tr ebuie îndepãrtat, îl deformeazã local, îl
despicã și îl desprinde sub formã de așch ii. Se înțelege cã pentru ca procesul
170de desprindere a așchiei sã se poatã realiza este necesar ca materialul din
care se confecționeazã scula sã fie mai dur decât cel al piesei de recondiționat, scula sã aibã o formã corespunzãtoare și o anumitã poziție
fațã de suprafața de prelucrat. Forma așchiilor rezultate din acest pr oces de recondiționat diferã în
funcție de proprietãțile mecanice al e materialului piesei (duritate,
plasticitate etc.). Astfel, existã așchii de rupere, în trepte (fragmentate) și
continue (de curgere).
Așchiile de rupere se formeazã la prelucrarea unor materiale
metalice fragile bronzuri, fonte etc. și au forma unor mici fragmente cu
contur neregulat, iar dime nsiunile variazã de la fracțiuni de milimetru pânã
la câțiva milimetri.
Fig. 4.29. Schema prelucrãrii prin așchiere
Așchiile în trepte rezultã din prelucrarea materialelor dure și tenace
oțeluri carbon obișnuite, oțeluri aliate etc., având formã de panglicã fiind
deformate în trepte pe fa ța opusã celei de așchiere.
Așchiile continue apar la prelucrarea materialelor moi și maleabile
oțeluri cu conținut mic de carbon, oțel uri slab aliate, alamã, cupru, aliaje
de aluminiu etc. ele au forma unor panglici lungi, iar suprafața lor este
netedã și lucioasã pe fața așchiatã și r ugoasã pe fața opusã.
Forma așchiilor este influențatã atât de parametrii geometrici ai
sculei, cât și de viteza de așchiere. La prelucrarea prin așchiere au loc trei categorii de mișcãri:
principale, de avan s și de poziționare.
Mișcarea principalã are ca scop desprinderea așchiilor. Ea se
executã fie de cãtre piesã, fie de cãtre sculã, putând fi de rotație continuã
sau rectilinie.
171 Mișcarea de avans are ca efect aducerea de noi straturi de material
în fața tãișului sculei, putând fi de rotație sau rectilinie, continuã sau
discontinuã.
Mișcarea de poziționare aduce scule în apropierea suprafeței de
prelucrare; ea este executatã fie de sculã fie de piesã.
Suma tuturor eforturilor care apar la așchiere se numește rezistențã
la așchiere. Când aceasta se referã la o așchiere cu suprafața de 1 mm2, se
numește rezistențã specificã de așchiere ; ea depinde de natura materialului
de prelucrat. În tabelul 4.37 se dau valorile rezisten ței specifice la așchiere
pentru diferite categorii de metale.
Tabelul 4.37. Rezistența specificã la așchiere, în N/mm2
Materialul de așchiat Valorile caracteristicii
e, sau HB, N/mm2 Rezistența specificã la
așchiere, N/mm2
Oțeluri de construcție
cu rezistența de rupere,
daN/mm2 500
600
700
800 900 130
160
200
220 270
Fonte cu duritate, HB 150
170 190 210 70
90
100 110
Bronz – 60-100
Forțele care acționeazã asupra materialului piesei în procesul de așchiere produc deformarea stratului supe rficial, a cristalelor metalului și, în
consecințã determinã creșterea rezist enței acestuia, fenomenul numindu-se
ecruisare. Adâncimea stratului ecruisat depinde de natura materialului; el este mai mare la metalele care au plasticita te ridicatã oțel moale, aluminiul,
cuprul, oțeluri inoxidabile etc. În procesul de așchiere, forța de apãsare a sculei este variabilã;
maximã la începerea desprinderii așch iei și minimã dupã ruperea acesteia.
Din aceastã cauzã apar vibrații, la care se mai adaugã și cele produse de frecãri (dintre așchie și sculã, dintre sculã și material etc.). Vibrațiile
influențeazã negativ procesul de aș chiere, întrucât afecteazã netezimea
suprafețelor, precizia dimensionalã și dur ata de viațã a sculelor și utilajelor.
172Pentru micșorarea vibrațiilor sau chiar eliminarea lor se iau mãsuri de
rigidizare. În procesul de așchiere are loc degajarea unei mari cantitãți de cãldurã, generatã de proces ul de deformare a material ului de cãtre sculã și
de frecãrile (interne și externe) care au loc. Cãldura este dispersatã astfel:
75% odatã cu așchiile, 4% este preluatã de sculã, 20% de piesã și numai 1%
de mediul înconjurãtor. Pentru a pr elungi durata de viațã a sculei este
necesar ca pe timpul lucrului tãișul acesteia sã fie menținut la o temperaturã relativ scãzutã, lucru ce se poate reali za printr-o dimensionare și poziționare
corespunzãtoare, precum și prin rãcirea fo rțatã a tãișului cu lichide speciale,
stropite în zona așchierii.
Lichidul de rãcire îndeplinește și rol de lubrifiant, ceea ce duce la
micșorarea forțelor de frecare. La aș chiere se utilizeazã urmãtoarele tipuri
de lichide speciale de rãcire-ungere: tip 1- apã cu 5% sodã; tip 2 emulsie
cu ulei sulfonat; tip 3 ulei mineral; tip 4 petrol; tip 5 – amestec de uleiuri minerale și uleiuri grase (d e rapițã, de oase etc.); tip
6 ulei de rapițã. În tabelul 4.38 sunt prezentate tipur ile de lichide de rãcire ungere
utilizate la așchiere în funcție de procedeele aplicate și de natura
materialelor prelucrate.
Tabelul 4.38. Lichide de rãcire-ungere recomandate
Tipuri de lichide de rãcire-ungere Procedeul
de
așchiere Materialul
de
prelucrat
Faze Oțel
aliat
și
forjat Oțel
tur-
nat Fon-
te Ala-
ma Bronz Cu-
pru Alu-
miniu Dura-
lumi-
niu
degroșare 2 2 3 2 2 2 2 u Strunjire
finisare 3 u u u u u u;4 4
Filetare 2 2 u u;6 u;6 u;6 2;u;4 6
Gãurire 2 2 2;u;4 2;u 2;u 2;6 2 2;4
Alezare 5 6 u;6;3 u;6 6 2 3;4 6
degroșare 2 2 1 2 2 2 2 5 Frezare
finisare 2 2 u 2 u 2 u 5
Rabotare u u u u u 4;u 2;u 4;u
Mortezare 5 u;2 u;4 u u,6 u;3 2;4;u u
Rectificare 1 1 1 1 1 1 3;4 5
Lichidul de rãcire-ungere se di rijeazã de sus în jos în zona de
formare a așchiei cu un debit suficient de mare: 3-4 l/min, când se folosește
ulei și 10-12 l/min, când se utilizeazã emulsie.
173 În procesul de așchiere scula se uzeazã. Durabilitatea sculei depinde
de: tipul ei; materialul din care este c onfecționatã; natura materialului piesei
de așchiat; unghiurile și forma pãrții aș chietoare; mãrimea așchiilor; modul
de rãcire. Pentru fabricarea sculelor așchie toare se folosesc oțeluri aliate,
carburi metalice, materiale abrazive și diamante sintetice.
Oțeluri pentru scule sunt oțeluri carbon, oțeluri aliate și oțeluri
speciale. Oțelurile carbon pentru scule (STAS 1700-86) au simbolul OSC
însoțit de o cifrã care indicã, în zecimi de procent, conținutul de carbon (de
exemplu OSC-10, OSC-12 etc.). Sculele care lucreazã la șocuri se
confecționeazã din oțeluri cu mai pu țin carbon, fiind tenace. Duritatea
oțelurilor carbon pentru scule se menține pânã la temperaturi cuprinse între
200 și 250
oC.
Oțelurile aliate pentru scule au în compoziția lor elemente wolfram, crom, molibden, mangan, nichel , vanadiu etc. care le sporesc
duritatea, precum și rezistența la temper aturi ridicate. Duritatea sculelor din
oțeluri aliate se menține pânã la valori de 350 400
oC, ceea ce permite o
sporire cu 50% a vitezei de așchiere fațã de aceea a sculelor realizate din
oțel carbon. Simbolul acestor oțeluri se march eazã prin inițialele elementului de
aliere urmatã de o cifrã care indi cã, în zecimi de procent, proporția
principalului element de aliere, car e se trece ultimul (exemplu: oțel C-120,
oțel MCW-14 etc.).
Oțelurile speciale pentru scule, nu mite și oțeluri rapide, sunt oțeluri
aliate, care conțin mari cantitãți de wo lfram, crom și vanadiu, iar uneori
cobalt și molibden. Duritatea lor se pãstreazã pânã la temperaturi de 500-
600
oC. Vitezele de așchiere la aceste scule sunt de 2-3 ori mai mari decât
cele permise de oțeluri carbon. Simbolul acestor oțeluri se reprezintã prin literele Rp urmate de o cifrã care indicã ordinea mãrcii respective în STAS
7382-81 (de exemplu: Rp3, Rp5 etc.).
Carburile metalice sunt pulberi compuse din carburi de titan,
vanadiu, tantal sau crom legate între ele printr-un metal dur, de regulã
cobalt. Legarea carburilor se realizeazã pr in procedeul de sinterizare, care
constã în presarea pulberilor metalice și a metalului de legãturã la presiuni
și temperaturi mari. Se formeazã astfel plãcuțe dure de diferite forme și
dimensiuni care se fixeazã pe corpul sc ulei așchietoare prin lipire tare cu
alamã sau prin șuruburi, pene, nituri etc.
174 Sculele cu plãcuțe dure din carburi se întrebuințeazã pentru
așchierea unor piese din metale sau a liaje dure și casante. Duritatea unor
astfel de scule se pãstreazã pânã la temperatura de 900-1000oC. Plãcuțele
sunt standardizate în trei grupe (P, M și K), conform tabelului 4.39.
Tabelul 4.39. Destinația carburilor metalice
Crește tenacitatea Crește rezistența la uzurã
P01 P10 P20 P30 P40 P50 M10 M20 M30 M40 K10 K20 K30 K40
Pentru piese confecționate din:
Materiale feroase cu așchii lungi:
oțel carbon, oțel turnat; fontã maleabilã Orice fel de material:
oțeluri (carbon, aliate, cãlite), fonte, materiale
și aliaje neferoase Materiale feroase cu
așchii scurte (oțel cãlit, fontã cenușie), metale și
aliaje neferoase,
materiale metalice
Materialele abrazive sunt materiale dure cu ajutorul cãrora se pot
desprinde, prin frecare, așchii mici dint r-un alt material. Ele se prezintã sub
formã de materiale aglomerate sau pulve rulente. Materialele abrazive sunt
confecționate sub formã de discuri, prisme și bare , iar cele pulverulente se
întrebuințeazã ca atare sau în suspensii. Materialele abrazive sunt utilizate
pentru rectificãri, ascuțiri de scul e metalice, polizãri, rodãri, honuiri,
lustruiri și lepuiri. În func ție de granulație, materialele abrazive se împart în
trei grupe: granule (cu diametrul cupr ins între 160 și 3130 microni), pulberi
(40 160 microni) și micropulberi (3 40 microni). Acestea se noteazã, în
ordinea fineții, printr-o cifrã care, înmulțitã cu 0,01, dã mãrimea în mm a
granulelor și pulberilor, la micropulbe ri simbolul M este urmat de o cifrã
care indicã mãrimea în microni. În tabelul 4.40 se prezintã notațiile standardizate ale materialelor abr azive în funcție de granulație.
Tabelul 4.40. Starea material elor abrazive
Categoria de
materiale abrazive Notarea în ordinea creșterii fineții
Granule 200; 160; 125; 100, 80; 63; 40; 32; 25; 20; 16
Pulberi 12, 10; 8; 6; 5; 4
Micropulberi M40; M25; M20, M14; M10; M7; M5
Materialele abrazive pot fi naturale sau sintetice. În tabelul 4.41 sunt
prezentate câteva din materialele abrazive utilizate în România.
175 Mai folosite sunt materialele ab razive sintetice: electrocorindonul,
cu simbolul E, electrocorindonul nobil, En; carbura verde de siliciu, Cv,
carburã neagrã de siliciu, Cn. Pentru ag lomerarea materialelor abrazive se
folosesc lianți organici: bachelita, cauci ucul, rãșini, șerlac, inserții textile
sau din nylon și anorgani ci care, la rândul lor, pot fi ceramici argilã,
feldspat, talc, cuarț sau minerali pe bazã de siliciu, magneziu sau grafit.
Pastele abrazive au ca liant substanțele organice pe bazã de acid stearic sau acid oleic, care datoritã caracterului lo r oxidant ajutã pro cesul de netezire.
Tabelul 4.41. Tipuri de materiale abrazive
Materiale abrazive Natura chimicã a
materialului
abraziv Naturale Sintetice
ămirghel; corindon
(safir, rubin, granuit) Corindon sintetic
(electrocorindon, electrocorund),
electrorubin, alundun, abrazit etc.
Silicoase Cuarț, gresie, tripoli,
piatrã ponce Sticlã
Carbon și
carburi Diamant Carburã de siliciu (carborund,
carburã de bor, diamant sintetic)
Pietrele abrazive se aleg în f uncție de duritatea lor (rezistențã opusã
de liant la tendințele de smulgere a gr anulelor abrazive), conform tabelului
4.42.
Tabelul 4.42. Simbolizarea duritãții pietrelor abrazive
Grupa de duritate
I II III IV Gradul de duritate
al pietrei abrazive Simbol
Medie Mijlocie Tare Foarte tare
Nou
I a
I b
I c II a
II b
II c III a
III b
III c IV a
IV b
IV c Crește de la a la c
sau odatã cu ordinea alfabeticã
Vechi H, I, J, K, L, M, O, N P, Q, R, S U, V
Materialul abraziv se alege în funcție de metalul din care se
confecționeazã piesa de recondiționat. De exemplu, carbura de siliciu are o
bunã capacitate abrazivã pentru material ele cu o rezistențã micã la rupere,
iar electrocorindonul, pentru cele ce au o rezistențã la rupere mare.
176 Structura pietrei abrazive exprimatã prin raportul dintre volumele
de granule, liant și pori, poate fi: foar te deasã, cu desime mijlocie, rarã și
foarte rarã (poroasã). Pent ru degroșãri se aleg pietre cu o structurã rarã, iar
pentru finisãri, cele cu o structurã deasã.
Pentru confecționarea unor scule speciale se folosește diamantul
(sintetic sau natural), care este cel mai dur material. Sculele cu diamant (întreg sau sub formã de pul beri sinterizate) se folosesc pentru așchierea
metalelor foarte dure, precum și pentru corectarea formei și dimensiunilor
pietrelor abrazive. În ultima vreme s- au realizat scule așchietoare din
materiale mineralo-ceramice, ca și carbur ile metalice, ele se folosesc sub
formã de pastile obținute prin sinteri zarea trioxidului de aluminiu simplu
sau cu adaosuri de wolfram ori titan. Aceste scule rezistã la temperaturi de
1600-1800
oC și permit cele mai mari viteze de așchiere (peste 1000 m/min).
În tabelul 4.43 sunt sintetizat e performanțele și modul de
întrebuințare a diferitelor materiale utilizate la confecționarea sculelor
așchietoare în funcție de viteza de aș chiere (m/min) și temperatura de lucru
(oC).
Tabelul 4.43. Materiale pentru sc ule, recomandate
Materiale pentru scule la dife rite temperaturi de lucru, în oC Viteza de
așchiere,
m/min 0-100 200-
400 400-
600 600-
800 800-
10001000-
1200 1200-
1400 1400-
1600 1600-
1800
0-200 OSC OSC
OA Rp Rp
200-400
C b D
400-600
D
600-800
C b
800-1000 MC MC
1000-1200 MC MC
1200-1400 MC
Peste 1400 Abr Abr
Observații : OSC oțel carbon pentru scule, OA oțel aliat pentru scule;
Rp oțel rapid; Cb carburi meta lice; Abr materiale abrazive; D
diamant; MC materiale mineralo-ceramice.
177 Procesul tehnologic de recondiționare a pieselor uzate prin așchiere
se caracterizeazã printr-o serie de mã rimi (parametri) care determinã așa-
numitul regim de așchiere. Elemente le principale ale acestuia sunt:
adâncimea t, avansul s și viteza de așchiere v. Dacã A este adaosul de
prelucrare, pentru așchierea lui sunt necesare mai multe treceri i:
tAi= [treceri] (4.31)
Regimul de așchiere se stabilește în funcție de proprietãțile
materialului de prelucrat; forma, dimens iunile și netezimea suprafeței sale,
precum și de geometria și proprietãțile materialului sculei așchietoare.
Odatã determinat, regimul de aș chiere permite reglarea mașinii-
unelte, stabilirea condițiilor de lucru și durata așchierii. Adaosul de prelucrare trebuie astf el ales încât sã permitã obținerea
formei și dimensiunilor necesare, îndepã rtarea stratului de material degradat
(ecruisat, ars, decarburat etc.), eliminarea abaterilor spațiale dintre diferite
suprafețe, precum și acelea induse de fixarea piesei în dispozitivul mașinii-unelte. Precizia de prelucrare a unei piese este exprimatã prin gradul în care
parametrii geometrici rezultați dupã preluc rare se apropie de cei proiectați.
Ea depinde de precizia mașinii-unelte, a dispozitivului de fixare a piesei, a
sculei așchietoare, precum și a form elor piesei de recondiționat. De
asemenea, precizia de prelucrare este influențatã de deformațiile ansamblului mașinã-dispozitiv de fixare -sculã așchietoare, de deformațiile
piesei de recondiționat precum și de tensiunile interne ale piesei sau
stratului de așchiat.
Netezimea suprafeței prelucrate prin așchiere este datã de rugozitate
(înãlțimea medie a neregularitãților de pe suprafața așchiatã), exprimatã în
microni. În tabelul 4.44 sunt indicate va lorile rugozitãților suprafețelor, în
funcție de procedeele de așchiere aplicate.
Sistemul tehnologic de prelucra re prin așchiere (fig. 4.30)
influențeazã asupra rugozitãții, care se micșoreazã odatã cu creșterea
rigiditãții sistemului.
178 Tabelul 4.44. Rugozitãți rezultate în urma pr ocedeelor de prelucrare
Materiale pentru scule la diferite temperaturi de lucru, în oC Procedeul
de prelucrare prin
așchiere a piesei de
recondiționat
0,01
0,025
0,05
0,1
0,2
0,4
0,8
1,6
3,2
6,3
12,5
25
50
100
Strunjire
și rabotare de
degroșare
de finisare
cu diamant
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Strunjire
interioarã de
degroșare
de finisare
cu diamant
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Gãurire x x x x x
Alezare finalã
foarte finã
x
x x x
Frezare
frontalã degroșare
finisare netezire
x
x
x
x x x x
Frezare
cilindricã degroșare
finisare
x
x
x
x x x x
Rectificare degroșare
finisare
netezire
x
x
x
x x x
Broșare finisare
netezire
x x
x x x
Lepuire seminetedã
netedã
foarte
netedã
x
x
x
x
x
x
Lustruire netedã
foarte
netedã
x x
x x x
Suprane-
tezire netedã
foarte
netedã
x x
x x
179
Fig. 4.30. Elementele sistemului tehnol ogic de prelucrare prin
așchiere
Așchierea se executã cu mașini- unelte echipate cu sculele necesare
efectuãrii operațiilor tehnologice în vederea obținerii unor piese din
materiale metalice sau nemetalice. În general, denumirea lor corespunde
operațiunilor care le executã; de ex emplu, pentru strunjire se utilizeazã
strunguri; pentru frezare mașini de frezat etc. Indiferent de operațiile pe care
le executã, mașinile-unelte trebuie sã îndeplineascã anumite condiții de bazã.
Astfel, este necesar ca acestea:
– sã realizeze mișcãrile relative dintre piesã și sculã;
– sã ofere posibilitãți de reglare a parametrilor regimului de așchiere;
-sã fie suficient de rigide pentru a asigura precizia necesarã; – sã poatã fi manevr ate și comandate ușor;
– sã aibã o duratã de viațã cât mai lungã și o fiabilitate cât mai ridicatã.
În principiu, mașinile-unelte se compun din: batiu, ghidaje, sãnii și
mese. Ele sunt acționate electromecanic (motoare electrice și transmisii
mecanice) sau hidraulice (mai rar, în special cele a cãror mișcare principalã
este de translație mașini de rabotat, de broșat etc.).
4.4.3. Procedee de recondiționare a pieselor prin așchiere . În
raport cu forma și calitatea suprafețelor pieselor de recondiționat se întrebuințeazã diferite procedee de așchiere.
Principalele procedee de așchiere folosite la recond iționarea pieselor
sunt: strunjirea, frezarea, rabotar ea, rectificarea și netezirea.
Strunjirea este un procedeu de așchiere atât pentru suprafețele
plane, cât mai ales pentru cele generate prin rotație (exterioarã și interioarã).
Ca mașinã-unealtã se fo losește strungul. Se cunosc urmãtoarele categorii de
strunguri:
– dupã poziția arborelui principal: or izontale și verticale (Carusel);
– dupã gradul de automatizare cu comandã manualã, semiautomatã,
automatã și cu comandã dupã program;
180 – dupã modul de întrebuințare: universale (longitudi nale, normale),
specializate și speciale.
Fig. 4.31. Strunjire longitudinalã cu cuțit drept și încovoiat
În România se fabricã urmãtoarel e tipuri de strunguri: normale (din
seria SN-250-1000 și perfecționate SNA 250-500), Carusel (SC 1250-2500
cu un montant sau cu doi montan ți, de tipul ASC 4000, 8000 și 16000),
revolver (verticale de tipul SRV 25-40 sau orizontale de tipul SRO 25-40).
Cuțitele pentru strunjire au diferite forme (fig. 4.32), pentru corp, dar mai
ales pentru cap: fiind codificate dupã normele internaționale ISO, conform
tabelului 4.45.
Tabelul 4.45. Codificare ISO, a cuțitelor așchietoare
Coduri (norma ISO) Nr.
crt. Clasificarea și denumirea
cuțitelor pentru strunjire CM (carburi
metalice) RP (oțel rapid)
1. Cuțit drept pentru degroșare 301 401
2. Cuțit încovoiat pentru degroșare 302 402
3. Cuțit pentru colț 303 403
4. Cuțit lat 304 404
5. Cuțit lateral 305 405
6. Cuțit frontal 306 406
7. Cuțit pentru canelat 307 407
8. Cuțit pentru interior 308 408
9. Cuțit pentru colț interior 309 409
10. Cuțit pentru finisare cu vârf 351 451
11. Cuțit pentru filetat 352 452
12. Cuțit pentru interior 353 453
13. Cuțit pentru degajat interior 354 454
181
Fig. 4.32. Cuțite pentru strunjire
Frezarea este un procedeu de așchiere atât a suprafețelor plane, cât
și a celor de rotație exterioarã (fig. 4.33).
Fig. 4.33. Scheme de frezare
182 Mașina-unealtã cu care se executã acest procedeu de așchiere se
numește mașinã de frezat, iar scula, frezã. Mașinile de frezat pot fi: orizontale, verticale, universale, long itudinale (cu unul sa u doi montanți) și
Carusel. Frezele sunt scule așchieto are prevãzute cu unul sau mai mulți
dinți amplasați simetric pe suprafața (lateralã, front alã, lateral-frontalã) unui
corp de rotație în formã de disc sau cilindru. În procesul de așchiere prin
aceastã metodã freza are o mișcare de ro tație de la arborele principal,
permițând intrarea succesivã în acțiune a dinților și desprinderea așchiilor
din strat. Clasificarea frezelor se face dupã mai multe criterii, astfel:
– dupã construcție,: monobloc și cu dinți demontabili;
– dupã suprafața de fixare a din ților; cilindrice, disc, frontale și
cilindro-frontale;
– dupã orientarea dinților: cu dinți dr epți, cu dinți elicoidali, cu dinți
înclinați. Frezele se prind fie direct, pe alezajul conic, fie indirect, cu ajutorul
unui dorn port-frezã. Piesele de recondiționat se fixeazã pe masa mașinii de frezat, folosind elemente de fixare unive rsale sau speciale. Suprafețele plane
se frezeazã în poziție orizontalã, iar uneori, verticalã sau înclinatã.
Prelucrarea prin frezare a suprafeț elor de rotație este un procedeu
relativ nou în care, atât piesa care se prelucreazã. cât și freza au o mișcare
de rotație în jurul axei lor, dar cu viteze unghiulare diferite. În comparație
cu strunjirea, acest procedeu prezi ntã unele avantaje substanțiale:
– are o productivitate ridicatã, deoarece permite viteze ridicate de așchiere la piesele de dimensiuni ma ri și cu adaosuri de prelucrare
neuniforme, când strunjirea nu-i pos ibilã sau nu-i indicatã din cauza
vibrațiilor mari care s-ar produce; – prelucrarea prin frezare a suprafeț elor de rotație dã posibilitatea sã
se foloseascã strungurile Carusel sau or izontale dotate cu capete simple de
frezat. Rabotarea este un procedeu de așchiere ce se aplicã numai
suprafețelor plane (fig. 4.34). Mai pu țin rãspânditã decât frezarea, se
folosește, de regulã, la prelucrarea unor piese unicate, de serie micã, sau cel
mult mijlocie. Productivitatea la rabotare este mai scãzutã decât la frezare,
deoarece scula așchietoare executã o cursã în gol. Caracteristic acestui
procedeu este cã mișcarea principalã de așchiere este o mișcare relativã
(între piesã și sculã) rectilinie-alternativã de translație. Mașina-unealtã se num ește mașinã de rabotat care, în funcție de
elementul care executã mișcarea altern ativã de translație, poate fi:
longitudinalã (rabotezã), la care scula este fixã, iar piesa executã mișcarea principalã de așchiere; transversalã (șeping) la care scula executã mișcarea
principalã de așchiere, pies a fiind fixã în planul or izontal; în plan vertical
(mortezã), la care scula executã mișcarea pr incipalã de așchiere, dar în plan
183vertical și nu orizontal ca la șeping. Avansul se ex ecutã de cãtre sculã la
rabotare și de cãtre piesã la șepinguire sau mortezare.
Fig. 4.34. Rabotarea
În funcție de forma lor, cuțitele de rabotat pot fi: drepte, încovoiate,
cotite și cu cap îngust. Cuțitele pentru mortezat diferã de cele de rabotat prin
modul în care executã desprinderea așch iilor, necesitând o geometrie specialã.
Rectificarea este un procedeu de aș chiere atât a suprafețelor plane,
cât și a celor de rotație (ext erioare și interioare) (fig. 4.35).
Fig. 4.35. Scheme folosite pentru rectificarea suprafețelor
184
Scula folositã la rectificare poart ã denumirea de piatrã abrazivã și
poate fi: cilindricã (disc), cu una sa u douã degajãri, în formã de taler
înclinat sau oalã, formatã din segmen ți, cu sau fãrã tijã, tronconicã etc.
În general, procedeul de așchie re prin rectificare se utilizeazã în
scopul asigurãrii unei precizii sporite a dimensiunilor și a unei calitãți
superioare a suprafețelor. Mașinile-unelte cu care se executã rectificarea se
numesc mașini de rectificat, clasificare dupã destinația lor în trei categorii.
Pentru suprafețele plane se utilizeazã: – mașini de rectificat în plan orizontal (cu ma sã rotundã sau
dreptunghiularã, rectificarea fãcându-se cu partea perifericã a discului
abraziv);
– mașini de rectificat în plan vertical, de mare productivitate, se
întrebuințeazã pentru degroșare (mai rar pe ntru finisare). Scula se rotește în
plan orizontal și poate fi piatrã-oalã sau piatrã formatã din segmenți.
Pentru suprafețele de rotație exterioare se folosesc:
– mașini de rectificat exteri or cu prinderea între vârfuri;
– mașini de rectificat universale;
– mașini de rectificat rotund între vârfuri.
Pentru suprafețele de rotație interioare se întrebuințeazã:
– mașini de rectificat inte rior cu cap de prindere;
– mașini de rectificat rot und interior fãrã prindere;
– mașini de rectificat ro tund interior planetare.
Pentru rectificarea pieselor metalice dure se vor folosi pietre
abrazive moi sau cu duritate mijlocie; pentru degroșãri se întrebuințeazã
pietre cu duritate mijlocie sau mare; pent ru rectificarea cu periferia discului
abraziv se vor utiliza pietre mai dure decât în cazul rectificãrii frontale.
Corectarea formei și dimensiunilor unei pietre se numește îndreptare
și se poate face, în condiții bune, cu cr eioanele de diamant (cristalul de
diamant este fixat pe un suport).
Netezirea este un proces de așchie re care conduce la o înaltã
precizie dimensionalã și un mare grad de netezime a suprafețelor. Aceastã
operație se efectueazã prin lepuire sau rodare (fig. 4.36) (cu ajutorul pulberii
abrazive aplicate între piesã și sculã) și vibronetezire sau superfinisare care se efectueazã cu bare abrazive ce se mișcã rectiliniu-alternativ, cu frecvențã
de 800-2000 curse duble pe minut și amplitudine de 2-6 mm (fig. 4.37).
185
Fig. 4.36. Lepuire Fig. 4.37. Vibronetezirea
Suprafețele de rotație exterioare se netezesc prin: strunjirea rapidã
(cuțite cu plãcuțe mineralo-ceramice sau cu vârf de diamant), prin șeveruire
(fig. 4.38) (scula șever se ro tește într-un sens, iar pi esa în sens opus); prin
rectificare rapidã (deosebitã de cea obi șnuitã prin vitezele periferice ale
pietrei mult mai mari, calitatea supr afețelor mai înaltã, productivitatea
superioarã etc.), prin honuire (fig. 4.39) (scula numitã cap de honuit, având
fixatã pe ea mai multe pietre abrazive sub formã de barã executã o mișcare
rectilinie alternativã în timp ce pies a se rotește); prin vibronetezire
(supranetezire).
Suprafețele de rotație interioare se netezesc prin strunjire, honuire (
honul, cu pietrele abrazive sub formã de bare executã o mișcare complexã-
elicoidalã, compusã dintr-o rotație și o translație, alternative) și prin
vibronetezire (superfini sare), sau vibrohonuire.
Fig. 4.38 . ăeveruire Fig. 4.39. Honuirea
186
4.5. Recondiționarea pieselor prin compensare
(piese suplimentare)
4.5.1. Generalitãți . Acest procedeu constã în introducerea unei
piese suplimentare care sã compenseze uz ura rezultatã în urma funcționãrii,
sã acopere fisurile sau spargerile, sã înlocuias cã unele porțiuni ale organului
de mașinã uzat și sã asigure asigure materialul de adaos necesar prelucr ărilor mecanice în vederea restab ilirii formei geometrice a piesei și a
dimensiunilor nominale.
Compensatoarele se folosesc la recondi ționarea cilindrilor,
scaunelor de supape, ax elor, fusurilor de lag ăre, arborilor, orificiilor filetate,
roților din țate etc.
Montarea pieselor compensatoare pe organele de ma șini se poate
face prin presare (strângere), fileta re, sudare, lipire etc. Procedeul de
montare este determinat de configura ția organelor de ma șini ce trebuie
recondi ționate și de solicit ările care apar în co mpensatoare pe timpul
funcționării.
Bucșele de suplimentare s ă aibă grosimea mai mare decât suma
valorii uzurii și a materialului care se elimin ă la prelucrarea ulterioar ă.
Grosimea minim ă impus ă de fenomenul de strivire ce are loc prin presare
este de 2 2,5 mm. Pentru asigurarea unei pres ări corecte este absolut
necesar ca orificiul sau axul pe care se preseaz ă compensatorul s ă fie
prelucrat prin șlefuire, asigurându-se o suprafa ță cât mai fin ă.
Dacă rizurile de prelucrare sunt mari pe suprafe țele de contact, în
timpul pres ării acestea se rup, strângerea se mic șoreaz ă, iar îmbinarea este
necorespunz ătoare. Suprafe țele uzate sau deteriorate se prelucreaz ă prin
diferite metode, în func ție de materialul și tratamentul termic aplicat piesei,
precum și de destina ția ansamblului. Piesele c ălite se supun mai întâi unui
tratament termic de recoacere local ă sau general ă, dup ă care se prelucreaz ă
prin strunjire sau alezare, ia r apoi eventual, se rectific ă.
La executarea pieselor suplimentare se ține seama de materialul din
care este f ăcută și de dimensiunile la care trebuie recondi ționat ă piesa de
bază, de caracterul ajustajului, precum și de adaosul de material necesar
finisării. De regul ă, piesa compensatoare se execut ă din acela și material din
care este confec ționat ă piesa de baz ă. În situa ția în care se folosesc alte
materiale este necesar s ă se asigure buna func ționare a asambl ării. Astfel, la
187cartere și la butucii ro ților din font ă, orificiile uzate se recondi ționeaz ă cu
bucșe din o țel.
Procesul tehnologic de recondi ționare prin compensare presupune
efectuarea urm ătoarelor opera ții:
– preg ătirea piesei uzate;
– confec ționarea compensatorului;
– montarea compensatorului; – prelucrarea ansamblului, pies ă-compensator, la dimensiunile
finale.
Avantajele procedeului de recondi ționare prin compensare
(suplimentare) constau în faptul c ă, dau posibilitatea recondi ționării pieselor
cu uzur ă mare f ără a fi nevoie de utilaje de atelier speciale refolosindu-se
piesele costisitoare. Desigur, procedeul nu poate fi extins la toate piesele,
întrucât la unele rezisten ța la oboseal ă scade, transmiterea c ăldurii se
înrăutățește, din cauza spa țiilor de aer ce se formeaz ă între suprafa ța de
contact, iar costul repara ției cre ște, deoarece sunt necesare prelucr ări ale
suprafe țelor de contact la o clas ă de precizie ridicat ă (1-3 STAS).
În func ție de natura defec țiunii ce trebuie remediat ă, de forma
pieselor suplimentare și de procedeul de montare a acestora exist ă
următoarele posibilit ăți de recondi ționare prin compensare: prin buc șare,
prin înlocuirea unei por țiuni din pies ă, prin montarea unor garnituri
suplimentare și prin aplicarea unor petice.
4.5.2. Recondi ționarea pieselor prin buc șare. Procedeul se
utilizeaz ă pentru eliminarea uzurii suprafe țelor cilindrice blocuri de
cilindri, alezaje pentru rulmen ți, fusuri de arbori etc.
Fig. 4.40. Buc șarea fusului de Fig. 4.41. Fixarea buc șei pe
cap al unui arbore : 1-fusul de fusul de cap al arborelui : de cap al
arborelui; 2-buc șa 1-fusul de cap al arborelui;
suplimentar ă 2-buc șa suplimentar ă
Fusul de cap ăt al unui arbore uzat (fig. 4.40) se prelucreaz ă la un
diametru mai mic pentru a fi adus la forma geometric ă inițială, presând apoi
pe el o buc șă confec ționat ă, de regul ă, din acela și material ca și arborele.
188După presare, buc șa este prelucrat ă la exterior la diametrul nominal al
arborelui. Pentru a evita rotirea ei pe arbore, se puncteaz ă sau se sudeaz ă pe
partea frontal ă (fig. 4.41).
Dup ă ultima treapt ă de repara ție cilindrul blocului motor mai poate
fi recondi ționat prin presarea unei buc șe. Î
n acest scop cilindrul se alezeaz ă pentru corectarea formei geometrice, i se
preseaz ă o buc șă din font ă sau din o țel care se prelucreaz ă la interior la
dimensiunea nominal ă a cilindrului.
Grosimea pere ților buc șei este determinat ă de gradul de uzur ă al
piesei de recondi ționat, de adaosul de prelucra re necesar pentru corectarea
formei geometrice și de solicit ările la care este supus ă bucșa.
De obicei, piesele de compensare se monteaz ă prin strângere. For ța
necesar ă pres ării la rece a buc șelor se calculeaz ă cu rela ția:
F = f ⋅ D⋅ L⋅ p [N] (4.32)
în care: f este coeficientul de frecare dintre cele dou ă piese;
D diametrul pieselor în contact, în mm;
L lungimea de presare în mm; p presiunea de st rivire de pe suprafe țele de contact, în N/mm
2..
în care: f este coeficientul de frecare dintre cele douã piese;
D diametrul pieselor în contact, în mm; L lungimea de presare în mm; p presiunea de strivire de pe suprafețele de contact, în N/mm
2.
Coeficientul de frecare depinde de natura materialelor din care sunt
realizate cele douã piese și are valorile indicate în tabelul 4.46.
Tabelul 4.46. Coeficientul de frecare f
Materiale Valoarea lui f
Oțel pe oțel 0,06-0,22
Oțel pe fonte 0,06-0,14
Oțel pe alamã 0,05-0,10
Presiunea de strivire este determinatã cu relația:
189
dEK
EKSp
⋅
+⋅=−
22
11310 [N] (4.33)
în care: S este strângerea calculatã confor m standardului de ajustare, în
microni; E
1, E2 – modulele de elasticitate ale materialelor piesei și
compensatorului, în N/mm2;
K1, K2 coeficienți definiți de relațiile:
2 2
12
22
12
2
2 1 2
122
12
1 µ µ +−+= −−+=d dd dKd dd dK
oo (4.34)
în care: do este diametrul exterior al compensatorului ce se preseazã, în
mm; d
1 – diametrul interior al compensatorului, în mm;
µ1, µ 2 coeficienții lui Poisson pentru piesã și compensator
(pentru oțel µ = 0,2 iar pentru fontã µ = 0,25);
d2 diametrul exterior al compensatorului, în mm.
Operația de presare a pieselor compensa toare necesitã utilizarea
unor piese hidraulice. pentru a facilita presarea la rece, suprafețele de
contact se ung cu ulei. Presarea cu strângere mare a piesel or compensatoare, trebuie fãcutã
prin încãlzirea piesei cuprinzãtoare sau prin rãcirea piesei cuprinse.
Îmbinarea pieselor prin strângere, prin încãlzire sau rãcire este mult mai
rezistentã decât prin pres area la rece, deoarece asperitãțile de pe suprafețele
pieselor nu se distrug și valoarea strângerii nu se micșoreazã. Dacã celelalte condiții nu se schimbã, rezistența ajusta jelor realizate prin încãlzire (rãcire)
este de trei ori mai mare decât rezist ența ajustajelor presate la rece, iar
valoarea medie a strângerilor este de douã ori mai mare, datoritã
întrepãtrunderii rugozitãților suprafețelor în contact. Piesele se încãlzesc la 100 150
o C în bãi de ulei sau cu dispozitive
electrice care asigurã o încãlzire uniform ã. Când sunt necesare temperaturi
mai mari se folosesc cuptoare electrice sau arzãtoare cu flacãrã.
Temperatura de încãlzire a piesei cuprinzãtoare se determinã cu
relația:
190 mtdJSt ++=−α310 [oC] (4.35)
în care: S este valoarea strângerii maxime a ajustajelor, mm;
J – jocul necesar la montaj, mm;
α – coeficient de dilatare;
d diametrul asamblãrii, în mm; t
m – temperatura mediului ambiant, în oC.
Rãcirea pieselor interioare în ve derea presãrii se realizeazã în bãi în
care se gãsesc substanțe cu punct de fier bere foarte scãzut. Temperaturile de
fierbere la presiunea norma lã ale substanțelor folos ite pentru rãcire sunt
arãtate în tabelul 4.47.
Tabelul 4.47. Temperaturi de fierbere ale substanțelor criogene
Substanțe Temperaturi de fierbere la presiune
normalã, în
oC
Acid carbonic solid -78,55
Oxigen lichid -182,5
Aer lichid -190
Azot lichid -195
Temperatura pânã la care trebuie r ãcitã piesa cuprinsã, se determinã
cu formula:
mtdJSt ++=−δ310 [oC] (4.36)
în care: δ este coeficientul de contracție a piesei.
Pentru a ușura centrarea bucșei în timpul presãrii și pentru a evita
formarea rizurilor, muchiile arborelui și alezajului trebuie sã aibã o teșiturã
de 30 45o.
Uneori, pentru centrarea bucșei se folosesc dispozitive ajutãtoare, numite dornuri de centrare (fig. 4.42).
191
Fig. 4.42. Dorn de centrare : 1-ghidajul; 2-piesa de recondiționat;
3-bucșã suplimentarã; 4-capul dornului; 5-piulițã de strângere; 6- forța de
apãsare
Partea inferioarã a ghidajului (1) servește la centrarea bucșei (3) în
alezajul piesei (2).Înainte de presare, bucșa (3) se așeazã între ghidajul (1) și
capul dornului (4), cu ajutorul piuliței (5). Presarea trebuie executatã cu aten ție, încet, la început cu forțã micã
dacã presarea se executã la presã sau cu lovituri ușoare de ciocan dacã
presarea se face manual, la ambele situații trebuie evitate dezaxãrile.
Dacã bucșa trebuie sã aibã duritatea mare, înainte de presare, ea este
supusã tratamentului te rmic corespunzãtor.
Înainte de bucșare, fusurile arborilor (fig. 4.43) se prelucreazã prin rectificare sau strunjire la un diametru mai mic. Apoi pe fus se monteazã o bucșã din douã jumãtãți care, de cele ma i multe ori, se sudeazã între ele pe
generatoare, iar apoi sunt preluc rate mecanic la diametrul nominal.
Fig.4.43. Recondiționarea fusurilor interioare ale arborilor
folosind semibucșe : 1 și 2- semibucșe;3-fusul anterior
Cãlirea lor se face numai dupã mont are, prin curenți de înaltã
frecvențã. În ultimul timp jumãtãțile de bucșã sunt lipite la rece cu pastã
192epoxidicã specialã. Dupã întãrire, cusãtura cu aceastã pastã devine
rezistentã la vibrații și cãldurã, st abilã la acțiunea apei, a benzinei, a
uleiurilor și a altor produse petroliere. Recondiționarea gãurilor cu filete de teriorate se face de regulã, prin
prelucrarea la cote de reparație, folo sindu-se un șurub cu diametrul mãrit.
Sunt situații când piesa conjugatã nu permite utilizarea unui șurub, sau a
unui prezon cu diametrul mãrit. În acest caz recondiționarea orificiului cu
filetul deteriorat se executã prin bucșare. Orificiul se alezeazã la un
diametru mãrit, se fileteazã, apoi se confecționeazã o bucșã cu filet exterior
și se înșurubeazã în orificiu cu diam etrul mãrit. Înșurubarea bucșei trebuie
sã se facã fãrã foc, ușor forțat și, pentru a nu se deșuruba se asigurã cu
știfturi de siguranțã sau prin sudurã. Ulterior suprafața frontalã a bucșei se
aduce la nivelul suprafeței piesei de bazã filetându-se apoi la interior (fig.
4.44).
Fig. 4.44. Bucșarea unui orificiu filetat : 1-piesa de recondiționat;
b- bucșa suplimentarã; 3-știft de siguranțã
Recondiționarea pieselor prin bucșa re este un procedeu destul de
complicat, de aceea se recomandã a fi aplicat când recondiționarea piesei la cota de reparație nu mai este posibilã. Se asigurã totuși calitatea pieselor recondiționate și nu necesitã încãl zire (care anuleazã caracteristicile
mecanice induse prin tratamente termice).
4.5.3. Recondiționarea pieselor pr in înlocuirea pãrților uzate
Datoritã condițiilor de lucru, multe piese se uzeazã neuniform. Sunt întâlnite frecvent situații când o parte a piesei este atât de uzatã, încât nu
mai poate funcționa, iar altã parte es te neuzatã sau foarte puțin uzatã.
193 Pentru a putea refolosi piesele costis itoare, partea uzatã se taie și se
îmbinã prin presare sau suda re cu partea bunã a piesei.
Vom ilustra acest procedeu de r econdiționare prin câteva exemple.
La arborii cu roți dințate confecționați monobloc, se uzeazã foarte des dinții pinioanelor mai încãrcate sau mai des folosite; celelalte pinioane
fiind, de obicei, în stare bunã. O as tfel de piesã (fig. 4.45) poate fi
recondiționatã prin înlocu irea coroanei dințate uzate sau deteriorate dupã
urmãtorul proces tehnologic: – se decãlește coroana prin curenți de înaltã frecvențã;
– se strunjește coroana dințatã deterioratã; – se confecționeazã o coroanã dințatã nouã din același material cu
arborele;
– se trateazã termic coroana dințatã nouã; – se preseazã coroana dințatã prin sudurã sau cu știfturi de fixare.
Fig. 4.45. Recondiționarea
unui grup de roți dințate
confecționate dintr-o
bucatã Fig. 4.46. Recondiționarea capacului unui
schimbãtor de v iteze: a-cota la care se taie
capacul uzat; d-diam etrul capacului nou
În fig. 4.46 se aratã modul de recondiționare a unui capac de
schimbãtor de viteze care prezenta un gr ad de uzurã avansatã a suprafeței
sferice a locașului în care funcți oneazã nuca manetei de schimbare a
vitezelor. Pentru acest caz recondiționarea comportã: – tãierea la strung a capacu lui locașului la cota a;
– alezarea capacului la diametrul d; – executarea, din același material cu capacul, a unui nou locaș, care
se preseazã în capacul schimbãtorului de viteze; – rigidizarea locașului de capac, printr-un cordon de sudurã.
194 Cotele a și d se determinã în func ție de mãrimea uzurii. Sudarea pentru
rigidizare se face cu flacãrã oxiacetileni cã, dupã ce, în prealabil capacul și
locașul nou au fost încãlzite la o temperaturã cuprinsã între 600 și 650oC.
În fig. 4.47 este prezentat modul de recondiționare a unui lonjeron,
prin înlocuirea unei porțiuni din acesta. Tehnologia se executã prin
urmãtoarele operații:
Fig. 4.47. Recondiționarea
lonjeroanelor : 1-tronsonul
de lonjeron nou; 2-elementul de îmbinare;
3-tronsonul de lonjeron
bun; F-lãțimea lonjeronului; H-înãlțimea lonjeronului; L-jumãtate din lungimea elementului de îmbinare; SE-puncte de sudurã electricã
– se confecționeazã douã dubluri (2) din tablã de grosime egalã cu
aceea a materialului lonjeronului, de 2L = 200 mm lungime; înãlțimea H și
lãțime F, a noii piesei, sunt egale cu acelea ale lonjeronului; – se sudeazã electric prin punctaje jumãtate din dublura (2), pe elementul nou. Operația se face la ambele capete ale elementului nou;
– se așeazã elementul nou în lonjeron, se sudeazã electric prin
puncte și se racordeazã cele douã elem ente prin sudare oxiacetilenicã.
4.5.4. Recondiționarea pieselor prin montarea unor garnituri
suplimentare
Procedeul se utilizeazã pentru reme dierea defectelor de uzurã ale
suprafețelor plane din îmbinãrile fixe. Uzura suprafețelor în contact este
compensatã cu ajutorul unor garnituri sau șaibe prelucrate în acest scop.
Bucșele de cilindru ale motoarelor se monteazã în bloc (fig. 4.48) astfel încât bordura (2) sã iasã cu dimensiunea a deasupra suprafeței
frontale a blocurilor pentru a asigura etanșeitatea garniturii de chiulasã.
Cota a diferã de la motor la motor. În procesul de exploatare a mo toarelor, gulerul bucșei de cilindru
(1), precum și suprafața de reazem (3 ) din bloc se taseazã, ceea ce duce la
îngroparea bordurii (2) și la compro miterea etanșeitãții. Remedierea acestei
195defecțiuni se executã prin montarea unei șaibe de compensare (4), sub
gulerul de cilindru (1).
Fig. 4.48. Recondiționarea locașului bucșei de cilindru din blocul motor:
1-gulerul bucșei de cilindru ; 2-bordura bucșei de cilindru; 3-supraffața de
reazem a bucșei de cilindru; 4-șaiba bordurii bucșei de cilindru deasupra
blocului motor
Procesul tehnologic de recondiționa re cuprinde urmãtoarele etape:
-se determinã grosimea șaibei de compensare (4) având în vedere
cota a pe care trebuie s-o aibã bordur a (2) deasupra blocului de cilindri;
-se confecționeazã șaiba de compensare (4); -se șlefuiește gulerul (1) și supr afața de reazem (3) din blocul de
cilindri, cu pastã de șlefuit; -se șlefuiește, de asemenea, cu past ã, șaiba de compensare la gulerul
bucșei de cilindru și la bloc;
– se preseazã bucșa de cilindru și se verificã înãlțimea deasupra
blocului motor; – se verificã etanșeitatea. 4.5.5. Recondiționarea pieselor pr in aplicarea de petice și
eclise
În procesul de reparații, acest pr ocedeu este utilizat frecvent la
recondiționarea pieselor cu fisuri și spãrturi. Aceste defecte se întâlnesc
frecvent la piesele turnate cartere, cazane, șasiuri de autovehicule, carcase
etc.
196 În funcție de rolul piesei și de poziția defecțiunii ce trebuie
remediatã, aplicarea peticilor și ecliselor poate avea un rol de etanșare , întãrire sau de etanșare întãritã. Pr inderea lor se realizeazã prin sudare,
nituire sau prin șuruburi și depinde de natura defectului, de poziția lui și de
rolul funcțional al piesei recondiționate.
Spãrtura produsã în carcasa unui utilaj se recondiționeazã prin
peticire (fig. 4.49). Procesul tehnologic va cuprinde urmãtoarele operații:
– curãțirea marginilor spãrturii cu ajutorul unui polizor portabil;
– confecționarea unui petic, din același material și cu aceiași grosime ca cel de bazã, astfel încât sã depãșeascã spãrtura pe o porțiune de aproximativ 30 mm din fiecare parte a spãrturii;
– curãțirea suprafeței de acoperire cu ajutorul unei perii de sârmã, cu
pila sau cu polizorul; – aplicarea peticului și fixarea lui cu un cordon de sudurã pe circumferințã.
Fig. 4.49. Recondiționarea spãrturilor : a-prin suprapunere; b-prin
decupare; 1-piesã; 2-petic
Recondiționarea unui lonjeron (traversã) fisurat se realizeazã cu eclise de întãrire (fig. 4.50), care se pr ind de piesa de bazã printr-un cordon
de sudurã. Marginile exterioare ale co rdonului de sudurã trebuie sã se afle
la o distanțã de cel puțin 4 5 mm de marginile lonjeronului (traversei), iar
grosimea ecliselor nu trebuie sã depãșeascã grosimea piesei de
recondiționat.
197
Fig. 4.50. Întãrirea cu eclise a unui lonjeron : 1-lonjeronul; 2-eclisã
interioarã; 3-eclisã exterioarã; SE-puncte de sudurã electricã;
SOA- cordon de sudurã oxiacetilenicã
Procesul tehnologic constã în:
– confecționarea ecliselor, 1 și 3, din tablã de oțel, nu mai groasã
decât grosimea lonjeronului; – curãțirea lonjeronului pe supraf ețele de contact cu eclisele;
– executarea gãurilor pentru nituri (dacã prinderea se realizeazã prin
nituire); – prinderea ecliselor pr in sudare sau nituire.
Recondiționarea carcaselor fisura te se poate executa și prin
aplicarea unor petice (fig. 4.51). Fixarea peticelor se poate face cu șuruburi,
nituri sau prin lipire.
Fig. 4.51. Recondiționarea carcaselor fisurate : a-cu petic fixat cu
șuruburi: b-cu petic fixat cu nituri
Procesul tehnologic cuprinde:
198 – executarea a douã gãuri la capet ele fisurilor pentru a împiedica
înaintarea acesteia; – confecționarea peticului din tablã de alamã sau de oțel moale, cu
grosimea nu mai mare de 5 mm, astfel încât sã acopere fisura în fiecare parte, pe o porțiune de 25-30 mm;
– curãțirea suprafeței ce se acoperã;
– mularea peticului pe suprafața ce se acoperã; – confecționarea unei garnituri de postav dupã dimensiunile
peticului; – trasarea axelor gãurilor pentru fixare astfel încât ele sã fie situate la
20-30 mm unul de altul și la cel puțin 10 mm de marginea fisurii;
-executarea gãurilor de prindere în petic, garniturã și carter, cu un
diametru de cel puțin 3 mm; – filetarea orificiilor din carter (d acã prinderea peticului se face cu
șuruburi); – îmbibarea garniturii de postav în minium de plumb sau șerlac;
– montarea garniturii și peticului pe carter; – verificarea etanșeitãții cu apã caldã la 70-75
oC, timp de 5 minute,
la o presiune de 2,5 MPa.
În cazurile prinderii peticelor cu șuruburi, acestea se confecționeazã
din materiale moi (cupru, aluminiu et c.). Confecționarea șuruburilor și
niturilor, precum și prinderea lor necesitã manoperã sporitã; de aceea, în
prezent, se recurge frecvent la lipirea peticelor cu adezivi.
Recondiționarea pieselor prin ap licarea peticelor și ecliselor nu
necesitã folosirea unor utilaje comp licate, de aceea procedeul este mult
utilizat în toate atelierele de reparații.
4.6. Recondiționarea pieselor prin deformare
plasticã
4.6.1. Generalitãți
Procedeul de recondiționare a pies elor prin deformare plasticã se
bazeazã pe proprietatea materialelor de a-și schimba, sub acțiunea unor
forțe exterioare, forma și dimensiun ile geometrice (deformații remanente și
plastice) fãrã a le rupe. Prin utili zarea acestui procedeu, volumul piesei
recondiționate rãmâne c onstant: se schimbã însã forma, structura și
proprietãțile mecanice ale materialului di n care este confecționatã piesa. În
199esențã are loc redistribuirea material ului din zonele inactive în zonele
active, în acest fel, piesele uzate f iind aduse la dimensiuni nominale.
Procesul tehnologic presupune efectuarea a douã operații: schimbarea formei și dimensiunilor pr in deformare plasticã și prelucrarea
piesei la dimensiunile finale. Cele ma i rãspândite moduri de prelucrare prin
deformare plasticã sunt: refularea, re strângerea, întinderea, mandrinarea,
îndreptarea, moletarea. Procedeul de recondiționare pr in deformare plasticã prezintã
avantajul cã prelucrãrile de finisare se fac cu adaosuri mici, iar costul este,
în cele mai multe cazuri, redus. El are în sã și unele dezavantaje. Astfel, în
timpul procesului de deformare are loc o reașezare a unor straturi de
material, prin alunecarea cristalelor dupã planurile de minimã rezistențã,
ceea ce determinã deformarea rețelei cris taline. Totodatã, materialul se
durificã (se ecruiseazã) pe anumite suprafețe iar fragilitatea materialului crește. Ecruisarea și fragilitatea pot fi însã atenuate sau chiar anulate prin
încãlzire, dar aceasta anuleazã tratamentele termice anterioare ale piesei, fiind necesarã refacerea lo r, ceea ce, evident, ridicã prețul de cost al
recondiționãrii.
4.6.2. Recondiționarea pies elor prin refulare
Într-o accepție mai simplã refular ea reprezintã modul de prelucrare
prin deformare plasticã, care vizeazã mãrirea diametrului exterior al
pieselor pline sau micșorarea diametru lui interior al pieselor tubulare.
Procedeul se caracterizeazã prin faptul cã direcția forței F
d care acționeazã
pe piesã nu coincide cu direcția deformației acestei δ (fig. 4.52).
Fig. 4.52 . Recondiționarea prin refulare a unei piese plane :
Fa-forța de apãsare; δ deformația piesei
200 În procesul de reparație, refu larea este folositã frecvent la
recondiționarea bucșelor din bronz, a buloa nelor cu cap sferic, a supapelor,
a tacheților etc. Recondiționarea prin refulare a s upapelor cu talerul uzat peste limita
admisibilã comportã urmãtoarele operații tehnologice:
– încãlzirea talerului supapei la o temperaturã de 800 900
oC;
– refularea talerului supapei într-o matrițã specialã (fig. 4.53);
– rãcirea supapei în nisip; – verificarea bãtãii talerului și la nevoie îndreptarea lui; – verificarea suprafeței de lucru a talerului; – cãlirea supapei, urmatã de o re venire la o temperaturã înaltã;
– rectificarea finalã a talerului de supapã.
Prin refulare, grosimea talerului de supapã se micșoreazã în favoarea creșterii diametrului (4.54). Li nia continuã reprezintã supapa dupã
recondiționare, iar linia punctatã reprezintã supapa înainte de
recondiționare.
Fig. 4.53. Matrițã pentru
recondiționarea prin deformare
plasticã Fig. 4.54 . Modificarea prin
refulare a dimensiunilor talerului
supapei; continuã suprafața dupã
refulare; linia punctatã suprafața
înainte refulare
Recondiționarea prin refulare a buc șelor de bronz se poate face chiar
în locul unde sunt montate. Se știe cã pr in uzurã, diametrul interior al bucșei
depãșește valorile admisibile. Rec ondiționarea bucșei prin refulare
presupune executarea urmãtoarelor operații (fig. 4.55):
– montarea dornurilor (1) și (2) în bucșa de bronz; – presarea dornurilor cu ajutorul unei prese hidraulice pânã când
capetele lor se ating. În timpul presãr ii înãlțimea și diametrul interior al
bucșei scad, iar grosimea crește;
201- alezarea la interior a bucșei pânã la cota nominalã.
În mod similar se pot recondiționa buc șele al cãror diametru exterior
este sub dimensi unile nominale.
Fig. 4.55. Refacerea prin refulare a bucșelor din bronz : 1 și 2-dornuri;
3-bucșa de recondiți onat; 4-piesa bucșatã
Studiul macro și microstru cturii bronzului dupã aplicarea
procedeului de refulare a demonstrat cã prin aceastã deformare nu se produc
modificãri calitative în material și cã el nu se fisureazã. Înãlțimea bucșei se micșoreazã foarte puțin, ceea ce nu conduce la o creștere esențialã a presiunii specifice pe timpul funcționãrii.
Recondiționarea prin refulare a unor piese complexe și cu regim de
funcționare special impune executar ea unor procese tehnologice complicate
și scumpe. În general, se evitã recondiționarea prin refulare, din cauza
rentabilitãții economice scãzute. Restrângerea și întinderea sunt cazuri particulare ale refulãrii. Restrângerea este procedeul prin care diametrul interior al unei
piese tubulare se micșoreazã prin redu cerea diametrului ei exterior. De
regulã, restrângerea se executã la cald; în cazul pieselor confecționate din
metale moi se poate executa și la r ece. Prin restrângere se recondiționeazã
bucșele uzate. Supuse întinderii, piesele tubulare își îngusteazã local secțiunea și se alungesc. Operația se efectueazã cu ajutorul unor dispozitive speciale și se folosește pentru recondiționarea tiranților, cozilor de supapã,
împingãtoarelor etc.
4.6.3. Recondiționarea pies elor prin mandrinare
Mandrinarea constã în deformarea plasticã prin care dimensiunile
exterioare ale pieselor tubulare se mãresc. Caracteristic este faptul cã
direcția forței care acționeazã asupra piesei coincide cu direcția deformației.
Din fig. 4.56 rezultã cã mandrinarea provoacã micșorarea grosimii peretelui
202piesei tubulare, fãrã a modifica înãlțimea ei. Operația se poate face la rece
sau la cald și se utilizeazã frecvent la recondiționarea bolțurilor tubulare.
Fig. 4.56. Mandrinarea unei piese tubulare : Fm forța de mandrinare;
δ-deformația piesei
În fig. 4.57 sunt reprezentate difer ite dispozitive pentru mandrinarea
bolțurilor tubulare. Mandrinele sferi ce necesitã forțe de lucru mai mici
decât cele conice, dar prezintã dezavan tajul cã reclamã timp pentru sortarea
bolțurilor dupã diametrul interior și necesitã folosirea mandrinelor cu
diametrul corespunzãtor pentru fiecare grup de bolțuri.
Fig. 4.57 . Dispozitive pentru mandrinare : a și b-mandrine sferice; c și d-
mandrine conice
Mandrinele conice au aceste dezavantaje: una singurã putând fi folositã la toate bolțurile cu acelaș i diametru nominal interior. Ele impun
utilizarea unor forțe mari de mandrinare, datoritã frecãrilor intense ce apar
între piesã și mandrinã. Pentru a lãrgi gama de diametre interioare a
bolțurilor, se recurge la folosirea buc șelor secționate așezate între mandrinã
și piesa de recondiționat (fig. 4.57 c și d). Procesul tehnologic pentru recondiționarea bolțurilor tubulare depinde de modul cum se face mandrinarea la rece sau la cald. În cazul mandrinãrii la rece procesul tehnologic cuprinde, în principal, urmãtoarele operații:
203 – revenirea la temperaturã îna ltã. fãcutã în mediu neutru sau
reducãtor, pentru a evita oxidarea; – mandrinarea piesei cu ajutorul une i mandrine sferice, astfel aleasã,
încât pentru diametrul exterior al bolțu lui, sã rezulte un adaos de prelucrare
de 0,15 0,20 mm;
– cãlirea bolțului la temperaturi de 750 850
oC, rãcirea lui în ulei și
apoi revenirea la 180 200oC;
– rectificarea și lustruirea bo lțului la dimensiunea finalã.
În cazul mandrinãrii la cald, procesul tehnologic cuprinde
urmãtoarele operații: – cementarea suprafeței bolțu lui la temperatura de 900-1000
oC, timp
de 2-3 ore (numai în cazul când stra tul cementat al bolțului are un grad
ridicat de uzurã); – mandrinarea bolțului la temperatura de 900 1000
oC;
– cãlirea bolțului, apoi aplicarea unui tratament de revenire la
temperaturã joasã; – rectificarea și lustruirea bo lțului la dimensiunea finalã.
Mandrinarea la rece este mai simplã și poate fi realizatã cu un grad
de precizie mai ridicat decât cea la cald. Încercãrile au arãtat cã rezistența la
obosealã a bolțurilor mandrinate la rece este mai mare decât rezistența
bolțurilor noi, datoritã ecr uisãrii gãurii bolțului.
4.6.4. Recondiționarea pies elor prin îndreptare
În timpul funcționãrii agregatelor ansamblurilor și
subansamblurilor, piesele suprasolicitate înregistreazã deformații remanente. Cele mai frecvente sunt de formațiile de încovoiere și rãsucire.
Remedierea acestor defecte se realizeazã prin îndreptarea pieselor, operație
ce se bazeazã pe proprietatea de deformare plasticã a metalelor. În funcție de gradul de deformar e a piesei îndreptarea se poate face
la rece sau la cald. Pentru a putea pãstra proprietãțile mecanice induse
pieselor prin tratamente termice an terioare, se recomandã ca deformãrile
mici sã fie remediate prin îndreptare la rece. În unele situații, îndreptarea la
rece este urmatã de o încãlzire de st abilizare a piesei, care se menține timp
de 0,5 1,5 ore la temperatura max imã care nu afecteazã ultimul tratament
termic. Dacã încovoierile și rãsucirile pi eselor sunt mari, îndreptarea trebuie
fãcutã la cald. În acest caz stabilirea temp eraturii de prelucrare la cald și a
timpului de încãlzire are o mare impor tanțã pentru reducerea la minimum a
decarburãrii superficiale și a pierderilor de metal prin oxidare. Piesele se
204încãlzesc într-un mediu neutru, iar dur ata de încãlzire trebuie redusã la
minimum. Dupã îndreptarea lor la cal d, piesele se trateazã termic pentru
restabilirea proprietãților mecanice inițiale. Piesele se îndreaptã de regulã, la prese sau cu ajutorul unor
dispozitive speciale. În fig. 4.58 este pr ezentatã schema îndreptãrii pieselor
torsionate (rãsucite) și în covoiate, iar în fig. 4.59 m odul de îndreptare a unei
biele torsionate.
Fig. 4.58. Îndreptarea arborilor : a-
arbore încovoiat; b-arbore torsionat;
F – forța de apãsare; M-momentul de
rãsucire Fig. 4.59. Îndreptarea uneirãsucite :
1-bielã; 2- de prindere; F-forța de
rãsucire
4.6.5. Recondiționarea pies elor prin moletare
Moletarea constituie un procedeu de recondiționare a pieselor care
se bazeazã, de asemenea, pe proprietãțile de deformare plasticã a metalelor.
În cazul moletãrii însã, direcția fo rței care acționeazã asupra piesei nu
coincide cu direcția de deformare. La moletarea canelurilor de exemplu (fig.
4.60 a) și a dinților roților dințate (fi g. 4.60 b), direcția de deformare a
materialului este perpendicularã pe di recția forței exterioare, în timp ce la
moletarea fusurilor de arbori, deform area materialului este opusã forței ce
acționeazã din exterior (fig. 4.60 c).
205
Fig. 4.60. Schema de princi piu a moletãrii : a-arbore canelat; b-roatã
dințatã; c-arbore plin; F-forța de apãsare; δ-deformația piesei
Procedeul este utilizat la rec ondiționarea canelurilor, a danturilor
roților dințate, a fusurilor de arbori pe care se monteazã inelele rulmenților
etc. El se poate executa la cald sau la rece. Procedeul asigurã mãrirea lãțimii canelurilor și dinților cu 0,15-0,20
mm fațã de dimensiunea nominalã, ceea ce permite rectificarea lor la
dimensiunile inițiale. În cazul fusurilor de arbori, prin moletare se poate
mãri diametrul exterior cu 0,10- 0,20 mm fațã de diametrul nominal.
Procesul tehnologic de recondiționare prin moletare este condiționat
de natura materialului și de tratamente le termice ale piesei de recondiționat.
Înainte de moletarea la rece piesele din oțel tratate termic, trebuie supuse unei recoaceri. Recoacerea se f ace la temperaturi de 600 900
oC, în
cuptoare electrice cu mediu neutru sau reducãtor. Dupã atingerea
temperaturii de recoacere, piesa nu tre buie lãsatã în cuptor mai mult de 6
min; ea trebuie rãcitã lent, în cuptorul de încãlzire sau în baie cu nisip. Dupã
recoacerea piesei se executã moletarea manual, cu ci ocanul, cu moletoarele
indicate în fig. 4.61.
Fig. 4.61. Capul sculelor pentru moletare : 2α-unghiul la vârf al sculei; r-
raza de racordare a capului sculei
206
La recondiționarea arborilor canela ți și a roților dințate, canalele
rezultate prin moletare se încarcã prin sudare, iar recondiționarea fusurilor
de arbori, pe care se monteazã inelele rulmenților, pot rãmâne neîncãrcate.
Sã urmãrim în continuare câteva exemple de recondiționãri ale
pieselor prin moletare.
Procesul tehnologic pentru recond iționare prin moletare a unei roți
dințate, confecționatã din oțel de îmbunãtãțire, cuprinde urmãtoarele
operații: – recoacerea roții de temperatura de 850 900
oC;
– moletarea dinților în dispozitiv e (prese) speciale, care nu permit
deformarea plasticã a restului roții;
– încãrcarea prin sudurã electricã a can alelor rezultate prin moletare;
– rectificarea profilului danturii cu un adaos de prelucrare de 0,05
mm pentru rectificarea finalã; – cãlirea danturii prin curenți de înaltã tensiune; – rectificarea finalã a danturii la dimensiunile nominale. Arborele canelat a unui schimbãtor de viteze poate fi confecționat
din oțel aliat de cementare. La fabr icare i s-au executat: cementarea la
900
oC, cãlirea la 860oC și revenire la 200oC. Pe timpul exploatãrii se
produce frecvent uzura suprafețelor la terale ale canelurilor. Procesul
tehnologic de recondiționare prin mo letare al arborelui cuprinde:
– recoacerea arborelui la 750 850oC;
– moletarea canelurilor la cald în dispozitive speciale sau manual;
– încãrcarea canalelor rezultate pr in moletare cu sudurã electricã;
– strunjirea diametrului exterior al canelurilor cu un adaos de
prelucrare de 0,05 mm pentru rectificare; – cãlirea arborelui la 860
oC, cu rãcire în ulei;
– revenirea arborelui la 200oC;
– verificarea duritãții și, dacã este cazul, îndreptarea arborelui;
– rectificarea canelurilor la dimensiunile nominale.
4.6.6. Recondiționarea prin deformãri la cald
Pentru mãrirea plasticitãții și ev itarea ecruisãrii, se folosesc
temperaturi de cristalizare ridicate, fiind necesare eforturi mai mici de
deformare scãzând pericolul apariției fisurilor în timpul deformãrii.
Temperatura maximã de încãlzire trebuie sã nu atingã valori de
supraîncãlzire sau de ardere a materialului. De asemenea, terminarea
207lucrãrii trebuie sã aibã loc la temp eratura optimã necesarã pentru evitarea
ecruisãrii. Încãlzirea poate fi generalã sa u localã, în medii neutre sau
carburante (în cutii) pentru evitar ea decarburãrii stratului superficial.
Durata încãlzirii T se poate determina cu expresia:
T = k · D ·
∆D [oC] (4.37)
în care: D este diametrul sau dimensiunea maximã a piesei, în mm;
∆D creșterea dimensionalã, în mm;
k coeficient (k = 12,5 pentru oțel carbon și
k = 25 pentru oțeluri aliate).
Dupã prelucrãrile prin presare la cald, piesele vor fi din nou tratate
termic, în vederea obținerii condițiilor de duritate, respectiv de structurã,
cerute.
4.7. Condiționarea pieselor prin schimbarea
poziției
În procesul de exploatare, este posibil sã se uzeze numai anumite profile sau capete ale piesei, iar altele sã rãmânã intacte. În asemenea cazuri, piesele mai pot fi utilizate, dacã li se schimbã poziția în cadrul
ansamblului, astfel încât, sã se utili zeze profilele sau capetele neuzate. Dupã
configurația generalã a piesei, schimb area poziției se poate face cu sau fãrã
prelucrãri mecanice. Procedeul se poate folosi la roțile di nțate, la piesele cu orificii uzate,
la piesele cu locașuri de panã etc. În timp ce roțile dințate simetrice, roțile dințate ale
demultiplicatoarelor și reductoarelor simp le, coroanelor dințate și ale roților
motrice etc. pot fi întoarse fãrã prelucrãri mecanice, roțile dințate
nesimetrice reclamã în plus prelucrarea lor mecanicã. În fig. 44.62 este prezentat un bloc de pinioane, din compunerea
unei cutii de viteze.
208
Fig. 4.62 . Bloc de pinioane uzat : 1-pinionul mare; A-A: secțiunea în care
se taie blocul de pinioane pentru executarea recondiționãrii
Blocul este cementat la 900oC și cãlit la 780 800oC cu revenire la
130 150oC.
Schimbarea poziției acestui bloc de pinioane este posibilã numai prin tãierea în secțiune A-A. Pr ocesul tehnologic comportã efectuarea
urmãtoarelor operații: – recoacerea blocului de pinioa ne la temperatura de 800 850
oC, în
cuptor cu mediu ne utru sau reducãtor;
-tãierea blocului de pinioane dupã secțiunea A-A, prin strunjire;
– prelucrarea prin strunjire a capãt ului 1 al pinionului mic (fig. 4.63),
pentru realizarea locașului necesar montãrii bucșei de îmbinare (fig. 4.65);
– filetarea capãtului prelucrat; – prelucrarea prin strunjire a cap ãtului (1) al pi nionului mare (fig.
4.64), pentru realizarea locașului n ecesar montãrii bucșei de îmbinare
capãtul (2), (fig. 4.64);
– confecționarea bucșei de îmbin are (fig. 4.65) dintr-un oțel cu
caracteristici mecanice apropiate de cele ale piesei de bazã; – înșurubarea bucșei cu capãtul (1 ), în pinionul mic al blocului;
– sudarea bucșei la pi nionul mic al blocului;
– montarea pinionului mic cu bucșa, pe un dorn canelat;
Fig. 4.63. Prelucrarea pinio nului Fig.4.64. Prelucrarea pinionului
mic: 1-locașul pentru montarea mare : 1-locașul pentru montarea
bucșei de îmbinare bucșei de îmbinare
– montarea pinionului mare pe dornul canelat și presarea pe bucșa de
îmbinare;
209 – montarea dornului canelat, împreunã cu blocul de pinioane, pe
strung, centrarea între vârfuri și ve rificarea bãtãii pinionului mare, care
dupã cercul exterior trebuie sã fie mai micã de 0,15 mm precum și a bãtãii suprafeței frontale ce trebuie sã fie sub 0,10 mm; – sudarea electricã a pinionului mare la bucșa de îmbinare (fig.
4.66);
Fig. 4.65. Bucșã de îmbinare : 1-
capãtul care se monteazã în
pinionul mic; 2-capãtul care se
monteazã în pinionul mare Fig. 4.66. Sudarea pinionului la bucșa
de îmbinare
– scoaterea blocului pinioanelor de pe dornul canelat și corectarea
prin strunjire a îmbin ãrilor prin sudurã;
– executarea tratamentu lui termic de normalizare prin încãlzire la
880-900oC, cu rãcire în aer;
– cãlirea blocului de pinioane la 800 850oC cu rãcire în ulei și apã,
revenirea la 160 180oC.
La îmbinãrile executate prin buloane sau șuruburi, strângerea
repetatã, conduce în timp la uzura orific iilor, care iau formã de elipsã, iar
între piesele conjugate apare un joc inadmisibil. Dacã forma geometricã și
poziția reciprocã a pieselor permit, recondiționarea se poate face prin
practicarea unor noi orificii dispuse între cele uzate.
În acest caz, una din piese îți va schimba poziția cu un anumit unghi
în raport cu piesa conjugatã. Orificiile uzate pot fi astupate sau nu, în
funcție de condițiile de funcționare al e pieselor îmbinate. Procedeul se
aplicã la recondiționarea locașurilor de prindere a capacelor, galeților, a
roților motrice și de întindere, a orificiilo r jenților de la roțile remorcilor etc.
Locașurile de panã uzate ale îmb inãrilor fixe se pot recondiționa
prin executarea altora noi, piesei r econdiționate schimbându-i-se poziția, cu
un anumit unghi fațã de piesa conjuga tã. Locașul vechi poate fi sau nu
încãrcat prin sudare. Procedeul se ap licã la recondiționarea locașelor de
panã uzate, ale fuliilor de antrenare.
2104.8. Recondiționarea pieselor prin lipire
4.8.1. Generalitãți. Importanța lipirii
În comparație cu metodele clasice de îmbinare, cu f iletarea, nituirea
și sudarea, lipirea are o serie de avantaje. De exemplu, fațã de recondiționarea prin sudare, proced eul prin lipire (fig. 4.67) necesitã
temperaturi de lucru mai joase și, în consecințã, asigurã o vitezã mai mare
de execuție a operațiunilor și economii de energie; de asemenea, în piesele
lipite se nasc tensiuni mai reduse și deformãri mai mici decât în piesele
sudate, iar în unele cazuri aceastã operație nu mai necesitã ulterior
prelucrarea mecanicã a pieselor.
Fig. 4.67. Îmbinarea în T a douã țevi : a-prin lipire; b-prin sudare
Cu toate cã materialele de adaos fo losite la lipire sunt de obicei mai
scumpe decât cele utilizate la sudare, totu și în ansamblu procedeul este mai
ieftin întrucât se u tilizeazã cantitãți mai mici de material de adaos, iar
manopera este mai redusã.
Operația de lipire poate fi executatã cu mijloace simple, cu
dispozitive semiautomatizate sau cu in stalații automatizate. În prezent,
folosindu-se materiale de adaos speci ale și soluții constructive adecvate,
rezistența lipiturilor o poate atinge pe aceea a sudurilor. De altfel, în
majoritatea cazurilor nu este absolu t necesar ca îmbinarea sã asigure o
rezistențã mecanicã ridicatã, întrucât pot predomina alte calitãți funcționale
cum ar fi: etanșeitatea, conductibilitat ea electricã sau termicã, netezimea
suprafeței pentru acoperiri galvani ce, precizia piesei sau posibilitatea de
îmbinare a unor piese nesudabile (cazu l plãcuțelor din carburi metalice ale
sculelor).
211 În practicã, se utilizeazã douã categor ii de lipituri: cu aliaje și cu
materiale plastice.
4.8.2. Recondiționarea pieselor prin lipire cu aliaje
Lipirea constã în îmbinarea a douã piese metalice folosind un metal
sau aliaj de adaos topit, diferit de acela al pieselor de îmbinat, a cãrui
temperaturã de topire este mai joasã decât aceea a materialului de bazã.
Lipitura este îmbin area rezultatã dupã apli carea unui procedeu de
lipire, îmbinare care se r ealizeazã prin procese de difuziune la suprafața de
contact între materialul de adaos top it și materialul de bazã, netopit.
Rezultã cã spre deosebire de sudare, lipirea nu presupune topirea
materialului de bazã; este suficientã doar o încãlzire a acestuia sub
temperatura de topire. De asemenea, re marcãm faptul cã metalul sau aliajul
folosit ca material de adaos nu trebui e sã aibã compoziție chimicã identicã
și nici mãcar asemãnãtoare cu cea a materialului de bazã.
Ca material de adaos poate fi folosit un metal sau un aliaj care în
stare topitã umecteazã suprafața materialului de bazã și formeazã cu acesta
o legãturã prin difuziune.
Procedeele de lipire se clasificã, în funcție de mai multe criterii,
dintre care cele mai importante sunt:
– natura îmbinãrii; dupã acest crite riu poate fi prin depunere și
capilarã. La primul material de adao s se introduce în rostul îmbinãrii
(cusãturii) prin topire, iar la a doua se pãtrunde singur în rostul îmbinãrii
sub acțiunea forțelor capilare;
– temperatura de topire a materi alului de adaos; când ea este sub
400oC se spune cã se executã o lipire moale, iar când aceasta depãșește
450oC, se efectueazã o lipire tare;
– modul de încãlzire a pieselor, împ arte lipirea în lip ire cu încãlzire
localã, în jurul îmbinãrii, procedeul utilizat îndeosebi la piesele mari, și
lipire cu încãlzire totalã a pieselor, aplicat cu precãdere la piesele mici.
Clasificarea procedeelor și met odelor de lipire cu aliaje este
prezentat mai jos:
212
prin depunere -moale: -cu ciocan -cu flacãrã -prin frecare
-tare: -cu ultrasunete
-moale: -cu ciocan de lipit LIPIREA -prin reacție chimicã -cu flacãrã -prin imersie-în baie
metalicã
– în baie de sãruri capilarã: – în baie de flux -prin rezistențã electricã -prin inducție
-tare: -cu vid
-în cuptor-cu atmosferã
normalã -cu atmosferã reducãtoare
Aliajele de lipit trebuie sã sa tisfacã urmãtoarele cerințe tehnice
generale: temperatura lor de topire sã fie mai joasã decât a materialului de
bazã; intervalul de topire a componentel or aliajului sã fie mai mic pentru a
evita separarea acestora; în stare topitã sã aibã tensiune superficialã și vâscozitate reduse; proprietãțile mecanice sã fie cât mai ridicate; sã aibã formã și dimensiuni corespunzãtoare.
În procesul de recondiționare se folosesc aliaje pentru lipire moale
și aliaje pentru lipire tare.
Aliajele pentru lipire moale, în af arã de temperatura joasã de topire,
se caracterizeazã prin rezistențã mecanicã micã. De aceea se utilizeazã
numai la piese mai puțin solicitate și care nu se încãlzesc puternic în funcționare. Cele mai cunoscu te sunt aliajele de st aniu și plumb. Aliajele
staniu-plumb (Sn-Pb) cu interval mare de topire sunt indicate pentru lucrãri
de tinichigerie, iar cele cu interval mic de topire, pentru lucrãri fine
electrotehnice și lipirea pieselor din zinc.
213 Aliajele staniu-argint (Sn-Ag) se folosesc în special pentru
recondiționarea recipienților des tinați conservãrii alimentelor.
Aliajele staniu-zinc (Sn-Zn) se utilizeazã pentru recondiționarea
pieselor din aluminiu sau aliajele acestu ia; ele sunt rezistente la coroziune.
Aliajele plumb-argint (Pb-Ag) sunt rezistente la acțiunea corozivã și
au o bunã rezistențã mecanicã la te mperaturi mari. se întrebuințeazã la
recondiționarea rotoarelor de motoar e electrice de turație mare, care se
încãlzesc în funcționare și sunt put ernic solicitate din cauza forțelor
centrifuge. Aliajele cadmiu-zinc (Cd-Zn) s unt destinate în special lipirii
aluminiului pentru îmbinãri cu rezistențã la coroziune.
Aliajele pentru lipire tare se caracterizeazã prin temperaturi ridicate
de topire și rezistențã mecanicã bunã. Aliajele de aluminiu-siliciu (Al-Si) se folosesc pentru recondiționarea pieselor din aluminiu și aliajele acestuia iar în continuare cu
cuprul se aplicã și la lipirea oțelurilor. Aliajele de magneziu se întrebuințeazã la lipirea pieselor din aliaje ușoare de magneziu.
Aliajele de cupru se utilizeazã la lipirea majoritãții materialelor
feroase și neferoase cu temperaturi de topire ridicate. Principalele categorii
de aliaje de cupru sunt urmãtoarele: cu fosfor, folosite la lipirea cuprului și
aliajelor sale; cu aur, întrebuințate îndeosebi în electrotehnicã; cu zinc
(alamã), utilizate pentru lipirea metalelo r feroase și a aliajelor de cupru și
nichel.
Aliajele de argint sunt folosite pe scarã largã în practica
recondiționãrilor, pentru lipirea metalelo r feroase și neferoase, a contactelor
electrice, a oțelurilor inoxidabile, a argintului și a cuprului.
Aliajele de nichel sunt destin ate lipirii oțelurilor inoxidabile și
refractare. Se folosesc la recondiți onarea recipienților și conductelor în
industria conductelor în industria chimi cã, a oțelurilor pentru turbine cu
aburi, motoare de avion etc.
În ultimii ani, s-au rãspândit tot mai mult aliajele de lipit sub formã
de pastã. Ele sunt alcãtuite din pulbe ri metalice, obținute prin pulverizare
direct în topitura aliajului de lipit și dintr-o masã pãstoasã cu rol de liant.
Pastele de lipit se folosesc cu precãd ere la lipirea pieselor mici cu forme
geometrice complicate, precum și la depuneri de aliaje cu proprietãți
speciale (rezistente la uzurã, straturi de protecție etc.).
214 4.8.3. Tipuri de îmbinãri lipite
Cu toate cã lipirea este consideratã ca o operație conexã a sudãrii, ea se deosebește esențial de aceasta pr in modul cum se efectueazã îmbinãrile.
Dupã cum se observã în fi g. 4.68, lipirea reclamã îmbinãri mai
complicate, cu piese suprapuse, iar cap etele și suprafețele ce urmeazã sã fie
unite comportã o pregãtire mai atentã, mai precisã. Când se lipesc douã piese, suprafaț a lor de contact este, de regulã,
mult mai mare decât aceea când se sudeazã.
Fig. 4.68. Deosebirile dintre îmbinãrile lipite și cele sudate
Principalele tipuri de îmbinãri folosite pentru recondiționarea
pieselor prin lipire sunt urmãtoarele:
Îmbinarea cap la cap utilizatã în cazurile în care nu se pot folosi
îmbinãri suprapuse, respec tiv când piesa nu poate fi îngroșatã în dreptul
îmbinãrii.
În practicã se executã mai multe feluri de îmbinãri cap la cap. În
afarã de variantele arãtate în fig. 4.69 a, b și c se utilizeazã unele asemãnãtoare îmbinãrilor sudate (în I, V, X, Z, K, U etc.), cãrora li se fac,
215de regulã rosturi mai mari decât la s udare. La îmbinãrile în V și Y unghiul
de deschidere poate sã ajungã pânã la 90o.
Fig. 4.69. Tipuri de îmbinãri lipite folosite pentru conexiuni electrice :
a,b,c-îmbinãri cap la cap (oblicã, în tr epte și în I); d-îmbinare suprapunsã;
e și f-îmbinãri în T Îmbinarea cap la cap oblicã (fig. 4.69 a) este superioarã
îmbinãrii în I (fig. 4.69 c) sau în V, atât din punctul de vedere al rezistenței
mecanice, cât și al conductibilitãții termice și electrice. Unghiul de
suprapunere a capetelor pieselor este de 45
o. Cu toate cã pregãtirea
marginilor pieselor pentru îmbinarea cap la cap oblicã, este mai dificilã
decât la îmbinãrile la I sau în V, ele se utilizeazã destul de des pentru recondiționare a pieselor care în timpul funcționãrii sunt supuse la solicitãri
puternice sau care ulterior urmeazã sã fi e prelucrate prin deformare plasticã
(forjare, laminare, ambutisare).
Îmbinãri suprapuse (fig. 4.69 d) sunt cele mai folosite la
recondiționarea pieselor prin lipire. Rezistența îmbinãrii este proporționalã
cu distanța pe care se realizeazã supra punerea, care la rândul ei, depinde de
grosimea și rezistența materialului de bazã și de adaos, precum și de coeficientul de siguranțã impus îmbinãrii. Lungimea minimã a suprapunerii, (l
min) trebuie sã fie egalã cu de trei
ori grosimea cea mai micã a materialului de bazã, h(min). Așadar, lmin = 3hmin.
În practicã, la lipirea moale lmin ia valori pânã la 15hmin, iar la lipirea tare
pânã la 5hmin.
Piesele solicitate la încovoiere nu se îmbinã decât cu materiale care au aceeași grosime cu piesa; în caz c ontrar în îmbinare apar tensiuni
asemãnãtoare celor din dreptul cres tãturilor, care dupã câteva îndoituri
provoacã ruperea piesei mai subțiri. În astfel de cazuri, este mai avantajos
ca piesa mai groasã sã se degroșeze în apropierea îmbinãrii, pânã la
dimensiunea piesei mai s ubțiri; procedându-se astfel , ambele piese vor avea
aceeași rigiditate și vor prelua în m od egal deformația de încovoiere.
216 Îmbinãrile în colț (fig. 4.68 b, c, d, e și f) se folosește de obicei la
recondiționarea pieselor care au grosimea mai mare de 2 mm. Dacã piesele sunt din materiale subțir i, piesa suprapusã se î ndoaie în formã de L (fig.
4.68 g și fig. 4.69 e). Calitatea îmbinãrii în formã de T se recunoaște dupã modul de
racordare a aliajului depus în colțu rile îmbinãrii (fig. 4.69 f). Chiar dacã
acesta se adaugã numai dintr-o parte a îmbinãrii, metalul topit trebuie sã
pãtrundã pânã în cealaltã parte, fo rmând o racordare linã, concavã în
ambele pãrți. Îmbinãri combinate . În afara celor trei ti puri de bazã ale îmbinãrii
lipite, cap la cap, suprapuse și în colț, se practicã un numãr foarte mare de
îmbinãri, care de fapt țin seama de geom etria pieselor și forma materialelor,
tablã, țevi, profile etc. În lucrãrile de tinichigerie sunt folosite numeroase
tipuri de îmbinãri; mai utilizate sunt cele arãtate în fig. 4.70. Ele se caracterizeazã prin rosturi cap ilare mici, adicã asamblãri cu jocuri strânse
(sub 0,08 mm). O condiție esențialã din punct de ve dere constructiv este amplasarea
corectã a aliajului de lipit.
Fig. 4.70. Îmbinãri prin lipire a tablelor subțiri executate prin lipire
moale
Forma geometricã a îmbinãrii trebuie sã asigure adãugarea comodã și eficientã a aliajului de lipit, astf el încât odatã topit, acesta sã poatã
pãtrunde la locul îmbinãrii pr in capilaritate și prin greutatea proprie. În fig.
4.72, în partea stângã a fiecãrei piese, se aratã modul cum trebuie așezat aliajul pentru a realiza corect îmbin area iar în dreapta, modul cum trebuie
sã arate lipitura.
217
Fig. 4.71. Organe de mașini îmbinate prin lipire tare
Dacã piesa are o configurație greșitã, aliajul topit se va scurge pe
lângã îmbinare, iar lipitura va fi in completã. În cazul formelor geometrice
bine alese ale pieselor, rezultã și îmbinãri corecte, aliajul pãtrunzând
complet în rostul prevãzut pentru lipiturã.
Fig. 4.72. Așezarea aliajului de lipit
Dacã se îmbinã piese care urmeazã sã delimiteze un spațiu închis iar aerul din interior nu poate fi evacuat , se impune practicarea unor orificii de
aerisire. Astfel încãlzirea piesei va produce dilatarea aerului și va crea o
suprapresiune care nu va lãsa aliajul sã se scurgã din locașul de îmbinare,
afectând astfel rezistența legãturii. În fig. 4.73 sunt arãtate câteva piese cu
orificii de aerisire. Dacã dupã lipire, pi esa trebuie sã fie etanșã, cum este
cazul plutitorului din fig. 4.73 b, orificiu l de aerisire se lipește, sau dacã
funcționarea piesei impune, se închide cu un șurub.
218
Fig. 7.43. Îmbinarea pies elor închise
O altã condiție esențialã privind așezarea corectã a aliajului de lipit
pe îmbinare, o constituie poziția relativã a pieselor ce se îmbinã. În funcție
de forma geometricã, de dimensiunile pieselor și de tipul îmbinãrii, poziția
relativã a pieselor se asigurã prin: umãr de centrare strunjit (fig. 4.74 a);
mandrinare (fig. 4.74 b); șurub (fig. 4.74 c), randalinare (fig. 4.74 d); bordurarea marginilor uneia din pies e (fig. 4.74 e); bulon nituit la capete
(fig. 4.74 f); dispozitive de fixare speciale.
Fig. 4.74. Asigurarea poziției pieselor pentru lipire : a-cu umãr de centrare
strunjit; b-prin mandrinare; c-cu șu rub; d-prin randalinare; e-prin
rebordurarea marginilor unei piese; f-cu bulon nituit la capete
219 4.8.4. Tehnologia lipirii cu aliaje
Indiferent de felul metalului și de dimensiunile pieselor, lipirea
reclamã urmãtorul traseu tehnologic: Curãțirea prealabilã a pieselor . Întrucât lipirea nu se efectueazã la
temperatura de topire a metalului de bazã iar îmbinarea se realizeazã între
suprafețe care sunt numai umectate de materialul de adaos topit, piesele trebuie curãțite și degresate pentru a asigura o unire trainicã. Grãsimile se îndepãrteazã cu ajutorul soluțiilor chimice: tetraclorurã de carbon, tetracloretilenã, acetonã, neofalin ã etc. Suprafețele oxidate se
curãțã mecanic, cele mai eficiente procedee fiind sablarea, polizarea,
șlefuirea, curãțirea cu peria de sârmã et c. Anumiți oxizi se pot curãța și prin
decapare chimicã. Operația se executã totdeauna numai în vase ceramice
sau din lemn; dupã decapare piesele se neutralizeazã într-o soluție de sodã și se spalã bine cu apã. Pentru a evita o nouã oxidare, imediat dupã spãlare
piesele se usucã prin tamponare cu hâr tie de filtru și suflarea lor cu aer cald.
Pentru decaparea pieselor din c upru și aliajele de cupru, se
recomandã o soluție 10 15% acid sulfuric ; pentru oțeluri nealiate și aliaje
de nichel, o soluție 10 15% acid clorhidr ic; pentru aluminiu și aliajele de
aluminiu o soluție 10 20% de s odã causticã, încãlzitã la 50 80
oC. Dupã
decapare, aluminiul și alia jele lui se spalã sub curent de apã neutralizatã cu
o soluție 20 30% de acid azotic, se spal ã din nou cu apã și, în final, se vor
usca cu aer cald sau cu hârtie de filtru. Piesele din magneziu și aliajele din magneziu se decapeazã timp de 1 2 minute într-o soluție apoasã formatã
din 50 g bicarbonat de potasiu și 40 cm
3 de acid azotic la un litru de apã,
încãlzitã la 50 80oC; dupã decaparea pieselor de magneziu sau din aliajele
acestuia, se spalã sub curent de apã, se neutralizeazã prin fierbere timp de o orã într-o soluție de 5% bicarbonat de potasiu, se spalã din nou cu apã, iar
în final se usucã. Alegerea aliajelor de lipit depinde de condițiile impuse îmbinãrii
sub raportul proprietãților mecanice, electrice și chimice. O atenție
deosebitã trebuie acordatã în timpul lipirii capilare. Pentru îmbinãrile de
acest gen se aleg, de regulã, aliaje cu interval mic de topire întrucât, în caz
contrar, pot apãrea dificultã ți în procesul de lipire.
Pregãtirea îmbinãrii . Calitatea unei lipituri depinde de forma
geometricã a îmbinãrii, de calitatea alia jului depus și de modalitatea prin
care se asigurã poziția relativã a pieselor în cursul operației de lipire.
Rostul îmbinãrii trebuie umplut complet cu material de adaos.
Depunerea unor cantitãți excesive de aliaj de lipit conduce la risipã de
220material și forțã de muncã; acoperir ea îmbinãrii cu cantitãți mari de aliaj nu
sporește rezistența mecanicã a îmbinãr ii; în plus ea îngreuneazã operația de
îndepãrtare a materialului excedentar. Stabilirea temperaturii de lipire . La realizarea unei îmbinãri de
bunã calitate temperatura de lipire are un rol hotãrâtor. Mãrimea ei depinde
de aliajul de lipit folosit și de regulã are valori superioare cu 10 pânã la
50
oC temperaturii sale de topire. Cu toate cã acțiunea capilarã este
favorizatã de temperaturi ridicate, to tuși, pentru a reduce la minimum durata
de lipire și odatã cu aceasta influența termicã negativã asupra materialului de bazã, pentru a evita evaporarea com ponentelor mai ușor fuzibile din aliaj
care s-ar recupera asupra calitãții îmbin ãrii și pentru a preveni consumul
inutil de energie ea trebuie menținut ã la valorile menționate mai sus.
Scãderea temperaturii de lipire s ub valoarea optimã are de asemenea
efecte negative. Ea conduce la creș terea vâscozitãții aliajului și la
solidificarea parțialã a lipiturii înaint e de a se realiza complet îmbinarea.
Stabilirea duratei de lipire . Aceastã duratã influențeazã hotãrâtor
eficiența economicã a operației de r econdiționare. Studiile întreprinse
evidențiazã cã în prețul de cost al recondiționãrii ponderea principalã o are
valoarea energiei consumate pe timpul efectuãrii lipirii; cu cât durata este
mai mare, cu atât prețul operației și d eci al recondiționãrii este mai ridicat.
Pentru a înțelege importanța acestui factor, este suficient sã amintim cã
numai în cazul folosirii unor aliaje fo arte scumpe care conțin peste 25%
argint valoarea energiei este mai mi cã decât cea a materialului de adaos.
În afara tipului de aliaj folosit, durata optimã de lipire depinde de
mãrimea piesei recondiționate, de na tura materialului de bazã, de
dimensiunile îmbinãrii și de metoda de încãlzire utilizatã. Alegerea procedeului de lipire . Din punctul de vede re al eficienței
economice, în general, și al productivitãții muncii în special, sunt mai avantajoase procedeele de lip ire moale, care se executã cu aliaje mai ieftine
și cu durate de lipire mai mici. De aceea, acestor procedee li se acordã
prioritate în toate cazurile de recondiționare a pieselor.
Procedeele de lipire tare trebui e folosite numai atunci când lipirea
moale nu satisface caracteristicile impuse pieselor recondiționate. Pentru alegerea corectã a metodei de lipire, în cazul recondiționãrii
pieselor în serie, se recomandã utilizarea tabelului 4.48.
221Tabelul 4.48. Alegerea metodelor de lipire
Metoda de lipire Avantaje Dezavantaje
Lipire cu flacãrã -cost redus al instalației
-sursa de încãlzire poate fi
deplasatã
-procesul poate fi automatizat -temperatura se regleazã greu
-necesitã muncitori cu înaltã
calificare
-posibilitatea de oxidare a
pieselor recondiționate
Lipire prin
rezistențã
electricã -piesele de recondiționat pot fi
încãlzite repede
-se poate controla poziția reciprocã a pieselor -temperatura se regleazã greu
-lucrarea este limitatã de
gabaritul pieselor de recondiționat
-posibilitatea de oxidare și
deformare a pieselor de
recondiționat
Lipire prin
inducție -costul redus al manoperei
-piesele de recondiționat se
încãlzesc repede
-procesul poate fi ușor supravegheat -temperatura se regleazã greu
-costul ridicat al instalației
-posibilitatea ca piesele de
recondiționat sã se oxideze
Lipire în cuptor: -în atmosferã normalã
-în atmosferã
controlatã
-în vid -temperatura poate fi reglatã cu
precizie -încãlzirea uniformã reduce la
minimum numãrul pieselor
reformate prin deformare
-permite executarea simultanã a
lipiturilor în câteva locuri -poate fi mecanizatã -în majoritatea cazurilor sunt
necesare dispozitive pentru fixarea pieselor
-costul ridicat al instalației
-procesul de lipire nu poate fi
supravegheat
-ultimele douã metode necesitã instalații auxiliare complexe
Lipirea prin imersiune: -în bãi de sãruri
-în bãi de flux
-în bãi metalice -încãlzirea rapidã și uniformã a
pieselor de recondiționat -temperatura se poate regla precis
-nu necesitã muncitori cu înaltã
calificare
-în majoritatea cazurilor nu
necesitã fluxuri -instalațiile sunt scumpe
-sãrurile pot fi aruncate afarã -consum mare de flux și aliaje de
lipit
-consum mare de energie la
pornire și în gol
Tratamente termice și prelucrãri dupã lipire . Dupã operația
propriu-zisã de lipire, piesa recondiționatã se supune rãcirii, i se
îndepãrteazã resturile de flux, eventual se trateazã termic sau termochimic
și, la nevoie, se prelucreazã mecanic pentru finisare și se acoperã cu straturi
de protecție.
222 Rãcirea pieselor are loc de obi cei în aer liber. Numai în cazul
pieselor recondiționate prin lipire la temperaturi ridicate, la care apare
pericolul de cãlire sau de oxidare în tim pul rãcirii se iau mãsuri de rãcire
controlatã. Îndepãrtarea resturilor de flux care conțin fluoruri și cloruri, ale
elementelor alcaline, se face cu o soluție 10 20% de acid azotic, dupã care
piesele recondiționate se clãtesc cu apã fierbinte și, în final, în apã rece.
Resturile fluxurilor pe bazã de borax, sticloase și foarte aderente, se
îndepãrteazã pe cale mecanicã (ciocãnire, sa blare, polizare, șlefuire etc.) sau
prin decapare cu acizi (soluție 10% de acid sulfuric). Urmeazã neutralizarea
în apã amoniacalã, spãlarea finalã cu apã și uscarea piesei recondiționate.
Durata de decapare este cu atât mai mi cã cu cât este mai subțire pelicula de
flux rãmasã pe piesã și cu cât temperatura bãii de decapare este mai ridicatã (50 80
oC).
Tratamentele termice se pot aplica numai în cazul în care aliajele au
temperatura de topire mai înaltã d ecât cea la care se executã tratamentul
termic respectiv; în caz contrar, îmbinarea s-ar distruge.
4.8.5. Lipirea metalelor feroase
Piesele din oțeluri nealiate și slab aliate pot fi recondiționate prin
lipire moale sau tare. Comportarea la lip ire a pieselor din oțel depinde de
conținutul de carbon, materialul de adao s, metoda de încãlzire și procedeul
de lipire. Cu cât conținutul de car bon este mai redus, cu atât piesa se
comportã mai bine la lipire. La piesel e din oțel cu conținut ridicat de carbon
(peste 0,27%), apare tendința de durifi care a zonei de influențã termicã și
sensibilitate la formarea porilor în îmbinare.
Lipirea tare se face cu alame de lipit, cupru pur și aliaje cu conținut
de argint, în cuptoare cu atmosferã re ducãtoare, în bãi de sãruri, cu flacãrã
și prin inducție. Fluxurile uzuale sunt boraxul, acidul boric sau amestecurile
acestora, precum și fluxuri cu fl uoruri ale metalelor alcaline.
Lipirea moale se face cu aliaje de st aniu cu plumb și staniu cu zinc.
Procedeele cele mai rãspândite de lipir e sunt: cu ciocanul de lipit, cu
flacãrã, în cuptor, prin imersie în baie metalicã, prin rezistențã și prin
inducție. În majoritatea cazurilor înai nte de îmbinare suprafețele trebuie
cositorite.
Prin lipire se poate recondiționa o gamã largã de piese confecționate
din oțel nealiat sau slab aliat, cum ar fi: caroserii auto, cadre de motociclete,
223motorete și biciclete, tâmplãrie și m obilã metalicã, elemente ale vagoanelor
de cale feratã, ambalaje și vase metalice etc.
În fig. 4.75 este prezentat modul de recondiționare a unui cadru de
tip tubular, folosind lipirea prin inducție cu alame de lipit.
Fig. 4.75. Recondiționarea cadrului de tip tubular : 1,2-elementele
cadrului; 3,4-elementele de îmbinare
Recondiționarea prin lipire a pieselor din oțel inoxidabil nu
prezintã greutãți deosebite; aliajele ce c onțin pânã la 24% crom și pânã la
25% nichel se lipesc ușor, atât între el e, cât și cu alte metale, cu excepția
aliajelor de aluminiu și magneziu. Este necesar sã se ținã seama de faptul cã unele oțeluri inoxidabile, în special cele cu crom și nichel, își pierd
rezistența la coroziune atunci când sunt încãlzite la 800 1000
oC, deoarece
cromul și nichelul se separã sub formã de carburi ce se depun la marginea
grãunților de oțel. Gradul de separare depinde de dur ata procesului de lipire.
Pentru a evita acest fenomen, în oț el se adaugã titan, sau dupã lipire,
se aplicã un tratament termic supliment ar. Separarea carburilor de crom și
de nichel poate fi prevenitã dacã se utilizeazã aliaje cu temperaturi de lipire
scãzute, sub 750oC.
Alegerea aliajului de lipit depinde de condițiile de lucru ale piesei ce
se recondiționeazã și de compoziția oțelului. De regulã, piesa se lipește în cuptor cu atmosferã reducãtoare. Pent ru alte procedee de lipire, fãrã
atmosferã de protecție (lipire cu fl acãrã, prin inducție etc.), se utilizeazã
fluxuri active compuse din acid boric, sãru ri halogene, fluoruri și cloruri.
Resturile de flux se înlãturã prin spãl area piesei în apã fierbinte sau prin
sablare. Se va evita curãțirea cu aci d azotic sau sulfuric, deoarece aceștia
corodeazã atât metalul de bazã, cât și aliajul de lipit.
Procedeul se aplicã la recond iționarea paletelor de turbine,
instrumentelor medicale confecționate din oțel inoxidabil, cât și a
containerelor folosite în industria alimentarã.
224 Recondiționarea prin lipire a pieselor din fontã se face de regulã,
cu flacãrã sau cu ciocanul de lipit. În principiu, se pot lipi toate tipurile de
fontã; în practicã se supun acestui pro cedeu de recondiționate doar fontele
cenușii. Comportarea la lipire a font elor este influențatã puternic de
prezența grafitului pe suprafața piesel or. Aceasta se poate îndepãrta prin
decarburare cu adaosuri de pulbere de fier în fluxul folosit la lipire.
Dintre aliajele de lipit, cele mai folosite sunt alamele cu 60% cupru
și cu conținut de siliciu și stani u. Fluxul adecvat este boraxul sau acidul
boric. Comparativ cu sudarea, lipirea ar e unele avantaje: astfel îmbinãrile
lipite nu reclamã încãlzirea pieselor pânã la temperaturi înalte și nu induce
riscul unor tensiuni și deformații mari. Exemple de aplicare avantajoasã a
lipirii în locul sudãrii sunt recondiți onãrile vanelor turnate din fontã, a
blocurilor și chiulaselor de motoare, fisurate etc. Încãrcarea metalelor feroase cu alia je de lipit rezistente la uzurã
este un procedeu care s-a dezvo ltat în mod deosebit în ultimii ani.
Încãrcarea se poate efectua cu flacãrã oxiacetilenicã precum și cu aliaje de
lipit sub formã de vergele și paste sa u cu arzãtoare speciale cu pulbere.
În continuare vom prezenta câtev a exemple de recondiționare prin
acest procedeu: – încãrcarea dinților uzați sau rupți ai roților dințate (fig. 4.76) se face cu aliaj rezistent la șocuri și la uzurã, având temperatura de lipire de
aproximativ 750
oC, duritatea de 180-210 HB și rezistențã la rupere de 600
N/mm2. Se lucreazã cu flacãrã ușor oxidantã, cu preîncãlzirea piesei la circa
300oC și cu încãlzirea ei localã pânã la 750oC;
– încãrcarea cu flacãrã a axelor uzate ale electromotoarelor și
generatoarelor electrice (fig. 4.77) se r ealizeazã cu aliajul de lipit menționat
în exemplul precedent;
Fig. 4.76. Recondiționarea roților Fig. 4.77. Recondiționarea prin
dințate prin lip ire cu flacãrã : a- lipire cu flacãrã a axului unui
-începutul operației de lipire; b- rotor : a-partea încãrcatã, înainte
-dintele încãrcat, înainte de de rectificare
rectificare
225 – încãrcarea cu pulbere a scaunelor de supape uzate, din chiulasele
de fontã cenușie (fig. 4.78) se face cu un aliaj pe bazã de nichel; piesa se
preîncãlzește în cuptor la 600oC. Duritatea depunerii este de 220 HB;
– recondiționarea roților dințate cu dinți rupți sau uzați (fig. 4.79) se realizeazã cu ajutorul unui arzãtor cu pulbere.
Procedeul se poate folosi la r econdiționarea multor altor piese, cum
ar fi: suprafețele de glisare ale tijelo r de comandã din diferite mecanisme,
rotoarele unor pompe etc.
Fig. 4.78. Recondiționarea roților dințate Fig. 4.79. Recondiționarea
prin lipire cu ajut orul arzãtorului cu scaunelor de supapã, prin
pulbere : a-dinți uzați; b-dinți încãrcați, lipirea cu ajutorul arzãtorului
înainte de rectificare cu pulbere
4.8.6. Lipirea metalelor neferoase grele
Recondiționarea prin lipire a pieselor din cupru și alia je de cupru, se
poate executa prin orice procedeu și aproape cu toate aliajele a cãror
temperaturi de topire sunt sub cea a ma terialului de bazã. De cele mai multe
ori, se folosesc aliajele de lipit pe b azã de argint, de cupru cu zinc, de cupru
cu fosfor și de plumb cu staniu. Nu întotdeauna piesele de cupru se
decapeazã, așa cum se proced eazã la lipirea pieselor din oțel. În majoritatea
cazurilor, pregãtirea suprafețelor pe ntru lipit se reduce la îndepãrtarea
oxizilor și a murdãriei. De regulã, pentru lipirea pieselor de cupru se
folosesc fluxuri care înlãturã oxizii. Dacã îmbinarea nu trebuie sã aibã
rezistențã mecanicã ridicatã, ci numai conductibilitate electricã bunã, se pot utiliza aliaje de lipit cu fosfor, fãrã a mai fi necesare fluxuri; rezultatele
foarte bune se obțin îndeosebi la lipirea prin rezistențã electricã.
Procedeul cel mai rãspândit pentru lipirea pieselor din cupru, este
cel cu flacãrã oxiacetilenicã. Pot fi utili zate însã și alte procedee de lipire
cum ar fi: prin inducție, prin rezistențã electricã, prin imersiune, în cuptor
226etc. Datoritã însã marii conductibilitã ții termice a cuptorului, încãlzirea
localã a piesei de lipit se realizeazã mai greu decât la lipirea oțelului.
Piesele de alamã pot fi lipite prin toate procedeele amintite, cu
excepția aceleia, efectuatã în cuptor cu atmosferã de protecție, deoarece se
întâmpinã dificultãți datorate evapor ãrii zincului. Mai rãspândite sunt
lipirea în condiții bune și cu flacãrã, dar trebuie avut în vedere, ca aceasta sã
fie corect reglatã. Pentru lipirea piesel or din alamã, se fo losesc aliaje pe
bazã de cupru cu fosfor, de argint și de plumb cu staniu, cu temperatura de
topire mult mai scãzutã decât a alamei. Piesele confecționate din bronzuri se lipesc cu aliaje pe bazã de plumb cu staniu, de cupru cu fosfor, de argint și de cupru cu zinc. Când
conținutul de staniu în bronz este mare, nu se recomandã utilizarea aliajului
de cupru cu zinc, datoritã temperatur ii sale ridicate de topire. Piesele din
bronzuri se pot lipi prin orice procede u, cu condiția ca vitezele de încãlzire
sã fie mici, metalul de bazã având te ndința de fisurare când este încãlzit
repede la temperaturi înalte. Piesele din aliaje pe bazã de cupr u și nichel pot fi recondiționate
prin lipire folosind orice procedeu și cu orice aliaj de lipit pe bazã de cupru,
inclusiv cupru pur. Lipirea cu cupru în cuptoare cu atmosferã controlatã se
va executa rapid, deoarece în cazul unui proces de lungã duratã, metalul de
bazã se dizolvã în aliajul de lipit, micșorându-se rezistența în zona de
îmbinare. Recondiționarea prin lipire a pieselor din nichel și aliaje de
nichel se poate executa aplicând toate pr ocedeele de lipire, dacã se asigurã
încãlzirea uniformã a pieselor, precum și curãțirea perfectã a suprafețelor.
Se folosesc aliaje care conțin argint, cupru, precum și aliaje termorezistente
pe bazã de nichel. La recondiționarea aparatelor cu încãlzire electricã (radiatoare cu
rezistențã electricã etc.), capetele rãsucite ale sârmei din aliaje pe bazã de crom și nichel se lipesc cu cele de cupr u prin cufundare în aliajul de lipit pe
bazã de argint, topit într-un creuzet de grafit, sub un strat de borax. Înainte
de lipire capetele sârmelor se acoperã cu un flux sub formã de pastã; pasta
este formatã dintr-o parte borax, o pa rte acid boric peste care se adaugã o
soluție apoasã de clorurã de zinc, pânã când se ob ține pasta. Dupã tratarea
cu flux, capetele sârmelor se usucã în aer, se introduc în creuzet unde se țin
pânã la atingerea temperaturii de topire a aliajului de lipit. Capetele lipite se
scot din creuzet și se curãțã de flux.
Recondiționarea prin lipire a pieselor confecționate din zinc se
poate face cu toate aliajele de cosito r care conțin pânã la 40% staniu. Ca
227flux se folosește acidul clorhidric diluat, cu excepția cazului când se
utilizeazã aliaje cu conținut redus de staniu, pentru care se recomandã
amestecul de clorurã de zinc și clorur ã de amoniu. Nu se folosesc aliaje care
conțin peste 1% aluminiu, întrucât oxi dul de aluminiu nefiind solubil în
clorura de zinc, influențeazã negativ pro cesul de lipire. Înainte de operația
propriu-zisã piesele trebuie sã fie foar te bine curãțate, îndeosebi în cazul
pieselor turnate care au cruste groase de oxizi. Procedeul mai des utilizat
este lipirea cu ciocanul de lipit. Recondiționarea prin lipire a pieselor din plumb se practicã în
mod curent în instalații sanitare și chimi ce. Ca aliaje de lipit se folosesc cele
cu plumb și puțin cositor, iar ca flux țipirigul și seul; procedeul cel mai
rãspândit este lipirea cu flacãrã. Cu rãțirea perfectã a suprafețelor ce se
îmbinã este deosebit de im portantã, întrucât fluxurile folosite au acțiune
decapantã foarte slabã. Este de dor it ca lipirea pieselor din plumb sã se
execute în mediu reducãtor; în acest scop se întrebuințeazã arzãtoare de
gaze cu hidrogen în exces, care contribui e la înlãturarea peliculei de oxizi.
4.8.7. Lipirea aluminiului
Aluminiul și aliajele sale au o mare afinitate pentru oxigen, cu care
formeazã o peliculã subțire, compactã, foar te densã și rezistentã de oxid de
aluminiu, ce izoleazã metalul, împiedi când continuarea procesului de
oxidare. Acest oxid aderã puternic la supr afața pieselor, este greu fuzibil și
relativ stabil din punct de vedere ch imic, influențând negativ asupra lipirii
pieselor.
Pentru a îndepãrta stra tul de oxid de aluminiu piesa trebuie încãlzitã.
La început, încãlzirea conduce la crește rea grosimii stratului de oxid, care se
stabilizeazã la o anumitã valoare. Acest st rat poate fi îndepãrtat relativ ușor
dacã piesa se încãlzește la temperaturi mai mari de 500
oC și dacã se
folosesc fluxuri corespunzãtoare. De aceea recondiționarea pieselor din
aluminiu este mai avanta joasã prin lipire tare d ecât prin lipire moale.
Ultima, în plus, este puțin rezistentã la coroziune, în special pentru piesa
care lucreazã în medii acide, alcaline sa u în soluții de sãruri. De aceea se
aplicã numai pentru legãturi electrice, la piese care vin în contact cu medii
necorozive, ca de exemplu uleiurile, benzina, petrolul etc. Piesele
recondiționate prin lipire moale expuse acțiunii atmosferice trebuie sã fie
protejate prin vopsire.
228 Recondiționarea pieselor prin lipir e moale se executã prin metode
speciale: prin reacție, prin frecare și cu ultrasunete, folosind temperaturi de
aproximativ 250oC.
Rezultate relativ bune se obțin dacã se întrebuințeazã zinc sau un aliaj pe bazã de zinc, ce conține mici cantitãți de aluminiu, argint, cupru sau
nichel. Aceste adaosuri îmbunãtãțesc capacitatea de umectare și rezistența
la coroziune a aliajului de lipit. Adao surile de staniu, cadmiu și bismut
reduc temperatura de topire a aliajelor de lipit pe bazã de zinc, dar în același
timp se diminueazã rezistența lor la coroziune. Fluxurile utilizate pentru lipirea mo ale a aluminiului, conțin de
obicei cloruri și fluoruri dizolvate în apã sau soluții organice. Mai des
folositã este clorura de zinc, care reacționeazã cu aluminiul la o anumitã
temperaturã. Resturile de flux rãmase pe piesele lip ite sunt higroscopice și,
de aceea, ele trebuie îndepãrtate prin spãlare cu apã fierbinte. Dacã aceastã
operație nu este eficientã, resturile de flux trebuie îndepãrtate prin imersarea
pieselor într-o baie de hidroxid de sodiu diluat, ur matã de o nouã spãlare cu
apã. O decapare și mai bunã se obține în acid clorhidric diluat, urmatã de o
spãlare finalã cu apã.
La recondiționarea pieselor prin lipire tare, se întrebuințeazã ca
materiale de adaos, aliaje pe bazã de aluminiu cu zinc, aluminiu cu siliciu
și cupru, care au temperatura de topire de aproximativ 500
oC. Fluxul utilizat
conține sãruri halogene: cloruri de s odiu, de potasiu, de zinc, de bariu, de
litiu, precum și fluoruri de sodiu și de potasiu. Acestea se pot dilua cu alcool etilic sau metilic în loc de apã, pentru ca în timpul lipirii sã nu se
producã degajãri de hidrogen.
Recondiționarea pieselor din aluminiu sau din aliaje ale acestora prin lipire tare, se efectueazã cu flacãrã în cuptor și în baie de sãruri. O
condiție importantã este reglarea exactã a temperaturii de lucru, cu abatere
maximã de ±5
oC. Înainte de lipire, piesele trebuie decapate într-o baie ce
conține o soluție apoasã de hidroxid de sodiu 5%, încãlzitã la aproximativ
60oC în care se mențin circa 60 de sec unde. Rezultate bune se obțin dacã se
efectueazã urmãtoarele operații:
– spãlarea piesei cu perii, în apã la 75 ±5oC, timp de aproximativ 20
minute; – spãlarea ei timp de 25 minute sub un jet de apã rece;
– tratarea piesei cu o soluție apoasã de anhidridã cromicã;
– spãlare în apã rece; – uscarea timp de 23 minute la temperatura de cca. 100
oC;
229 – lipirea pieselor prin aplicarea unuia din procedeele menționate mai
sus. Rezistența îmbinãrilor realizate pr in lipire tare se ridicã la nivelul
rezistenței materialului de bazã. Piesel or din aliaje dure de aluminiu care au
fost tratate termic, înainte de recond iționare, li se reface tratamentul termic
dupã efectuarea lipiturii; apoi se cãlesc în apã.
4.8.8. Lipirea plãcuțelor dure
Pe timpul lucrului, sculele din oțel armate cu plãcuțe dure, cuțitele de strung, burghiele, frezele circulare, sculele de rabotare și mortezare etc.
la utilizare se deterioreazã frecvent, prin desprinderea și spargerea
plãcuțelor dure sau uzura avansatã a acestora. Cum s-a arãtat, sculele armate cu plãcuțe dure sunt compuse dintr-un corp de oțel de înaltã rezistențã și plãcuțã durã, confecționatã prin
sinterizare din carburi de wolfra m, de cobalt, de titan etc.
La lipirea plãcuțelor dure pe suporții sculelor, trebuie avut în vedere
o serie de particularitãți ale îmbinãrilor. La temperatura mediului ambiant,
plãcuțele din carburi metalice sinterizate, au tendința de a absorbi gaze, care
la încãlzire oxideazã carburile metalice. Înainte de recondiționare prin lipire atât corpul sculei cât și plãcuța
durã trebuie pregãtite minuțios. Plãcuțele se curãțã prin rectifi care sau degresare. Uneori, pentru a
ajuta umectarea plãcuței de cãtre aliaju l de lipit, suprafețele care vin în
contact cu suportul de oțel se cositoresc sau se cupreazã.
Se calibreazã locașul plãcuței, prin frezare, rabotare, rectificare, și
apoi se degreseazã minuțios prin una din metodele amintite.
Pentru a evita cãderea, în timpul operației de lipire, plãcuța se
fixeazã de suport cu sârmã, pene, prin ștemuire, cu garnituri din aliaje de
fier cu nichel, cu ajutor ul pereților tehnologici etc.
Uneori la lipirea plãcuțelor dure pe oțel apar fisuri. Acestea se pot
produce atât în corpul sculei, în pl ãcuțã, cât și în îmbinare, pe timpul
executãrii lipiturii, finisã rii cusãturii sau în timpul întrebuințãrii sculei.
Fisurile pot fi generate de: dilatãrile și contracțiile termice mai reduse ale
plãcuței în raport cu corpul de oțel (tensiuni interne); viteza de încãlzire
necorespunzãtoare a ansamblului (p rea mare); încãlzirea neuniformã a
ansamblului; rãcirea prea rapidã a sculei; rosturile capilare prea mici;
dimensiunea necorespunzãtoa re a suportului fațã de cele ale plãcuței etc.
230 Cum s-a arãtat mai sus, tensiunile de întindere și cele de forfecare
pot provoca fisurarea plãcuțelor, tensi uni de întindere apar îndeosebi când
corpul de oțel al sculei este prea subțire; la timpul rãcirii el deformeazã plãcuța prin încovoiere. În principiu, suportul trebuie sã aibã grosimea de 4
ori mai mare decât aceea a plãcuței. Când suportul este rigid, la contracție,
în plãcuțã apar tensiuni de compresi une. Aceste forțe s unt însã mai ușor
suportate de carburile metalice sinter izate, deoarece rezistența lor la
compresiune este de 400 N/mm
2, fațã de numai 600 1400 N/mm2 cât este
rezistența lor la tracțiune. Tensiunile de forfecare în îmbinar e sunt cu atât mai mari cu cât
suporții din oțel au grosimea mai mare decât aceea a plãcuțelor, respectiv cu
cât suprafețele îmbinate prin lipire s unt mai mari. Din aceastã cauzã, acolo
unde este posibil, plãcuța se fixeazã pe suport numai pe o singurã fațã; de
exemplu, la unele cuțite de strung (fig. 4.80 a).
Fig. 4.80. Cuțite de strung recondiționate prin lipirea plãcuțelor dure :
a-pe o singurã fațã; b-pe douã fețe
Tensiunile de forfecare se pot redu ce și prin mãrimea rostului dintre
plãcuțã și corpul sculei (peste 0,15 mm). Cu cât rostul este mai mare, cu atât
perna relativ moale din aliajul de lipit dintre plãcuțã și corp va fi mai
groasã, tensiunile de cont racție transmise de la corp la plãcuțã vor fi mai
mici. Mãrimea optimã a rosturilor dintre plãcuțã și corpul sculei se
asigurã prin folii distanțiere formate din însuși aliajul de lipit (fig. 4.81) sau
dintr-un alt metal relativ moale, care joacã rol de strat intermediar între
materialul de bazã și cel de adaos.
231
Fig. 4.81 . Montarea plãcuțelor dure pe corpul sculei cu aliaj de lipit sub
formã de folii
De regulã la lipirea plãcuțelor dure, pe corpurile de oțel ale sculelor
se întrebuințeazã ca flux boraxul. Rezultate bune se obțin și cu fluxuri
active având urmãtoarele compoziții: – 60% borax, 30% fluorurã de potasiu, 10% acid boric; – 70% borax; 30% fluorurã de potasiu. Acestea se prezintã sub formã de paste. Ca material de lipit se utilizeazã cupru, alama și aliajele de argint
sub formã de folii, sârme, inele etc., adaptate în funcție de geometria și
dimensiunile îmbinãrilor ce se vor rea liza în timpul recondiționãrii sculelor.
În principiu, se pot aplica aproape toate procedeele de lipire. Pentru
lucrãrile de întreținere a sculelor se recomandã folosirea procedeului de
lipire cu flacãrã care, în acest caz, presupune ca mai întâi sã se încãlzeascã
corpul din oțel al sculei cu o fl acãrã oxiacetilenicã neutrã. Dupã ce aliajul
topit a fost depus pe îmbinare, se în cãlzește ușor plãcuța, reglând flacãra cu
un mic exces de acetilenã. Totdatã, ev entual se adaugã și o anumitã
cantitate de aliaj de lipit dintr-o vergea. Pentru a elimina eventualele resturi
de flux și oxizi din îmbinare, în mome ntul când aliajul de lipit înconjoarã
plãcuța și este încã în stare topitã, aceas ta se mișcã de câteva ori într-o parte
și alta, (cu zecimi de milimetru); apoi se lasã totul sã se rãceascã încet pânã la solidificarea lipiturii și unifor mizarea temperaturii întregii scule.
Datoritã rezistenței relativ scãzute a aliajelor cu punct de topire sub
750
oC, ele nu pot fi utilizate pentru lipirea plãcuțelor sculelor puternic
232solicitate. Pentru a le putea totuși lip i se folosesc folii combinate (cupru-
nichel-cupru) sau armãturi din plasã de oțel combinatã cu alamã de lipit.
Creșterea temperaturii de lipit peste 750oC, conduce la mãrirea duratei de
încãlzire cu aproximativ 25% și spor irea corespunzãtoare a consumului de
energie. În fig. 4.82 este prezentat m odul cum se executã îmbinarea când se
utilizeazã plasa de sârmã și vergele din alamã de lipit. Plasa de sârmã are
rolul de a împiedica expulzarea vergelel or de alamã în timpul încãlzirii
ansamblului, prin inducție la temperaturi de peste 900oC.
Fig. 4.82. Montarea plãcuțelor du re pe capul sculei cu armãturã din plasã
de oțel și alamã de topit
4.8.9. Lipirea cu materiale plastice
Aderența bunã și rezistența mecanicã superioarã a materialelor plastice au condus la utilizarea lor pe s carã largã la recondiționarea pieselor
uzate. Asemãnãtoare cu lipirea moale folosind aliaje metalice, îmbinarea cu
adezivi a pieselor și organelor de mași ni se poate efectua la rece sau la cald,
cu sau fãrã presiune. Inițial, lipirea cu materiale plas tice a fost utilizatã în industria
aeronauticã. Datoritã rezistenței expone nțiale a îmbinãrilor, metoda a fost
extinsã și în construcțiile metalice, precum și la recondiționarea pieselor
uzate. Ea prezintã o serie de avantaje. Astfel:
– tensiunile interne, deformațiile sau schimbãrile structurale în
metalele de bazã sunt nule; – forțele se distribuie uniform pe întreaga îmbinare, datoritã
contactului continuu între piese; – îmbinarea este complet etanșã și rezistentã din punct de vedere
chimic;
– corodarea pieselor pe suprafețel e de contact nu se mai produce, iar
cuplurile galvanice nu mai apar;
233 – îmbinãrile au rezistențã mai mare la îngheț decât cele realizate prin
nituire, sudare prin puncte sau cu șuruburi; – se realizeazã economie de metal și aliaje pentru lipit; – timpul de recondiționare și prețul de cost se reduc;
– procesul tehnologic de recondiționare și de întreținere ulterioarã a
pieselor se simplificã.
Metoda prezintã însã unele dezavantaje: – la temperaturi ridicate (200 300
oC) masele plastice se înmoaie,
compromițând îmbinarea; – la temperaturi scãzute devin frag ile, deși în unele cazuri rezistența
îmbinãrii nu este afectatã;
– controlul îmbinãrilor cu mase plastice este dificil; nu sunt puse la
punct metode nedistructive de verificare a îmbinãrilor realizate cu adezivi.
Pentru a putea fi folosit la lipirea metalelor, adezivul plastic trebuie
sã îndeplineascã urmãtoarele condiții: -sã poatã fi folosit printr-un pr ocedeu de lipire cât mai simplu;
-sã-și menținã proprietãțile adezive în timp; -sã reziste la acțiunea și la variațiile de temperaturã sau de
umiditate;
-sã se întãreascã rapid la cald sau prin uscare la temperaturi și presiuni cât mai reduse. Studiile întreprinse au atestat faptul cã îmbinãrile realizate cu
adezivi au o rezistențã de câteva ori mai ridicatã decât aceea a îmbinãrilor
executate prin sudare și nituire.
Procedeul tehnologic de realizare a îmbinãrilor cu adezivi comportã
executarea urmãtoarelor operații: – pregãtirea suprafețelor; – aplicarea adezivului plastic pe suprafețele de contact; – menținerea îmbinãrii la presiunea și temperatura stabilite pe durata
corespunzãtoare de întãrire a adezivului plastic folosit;
– rãcirea și curãțirea îmbinãrii;
– verificarea îmbinãrii. Pentru a realiza o îmbinare cu adezivi plastici cât mai rezistentã este
necesar ca suprafețele de contact sã fi e perfect curate. Dintre metodele de
curãțire, cea mai bunã s-a dovedit a fi sablarea cu nisip fin de cuarț pur. Rezultate bune s-au obținut și prin curãțirea cu solvenți, în special cu
tricloretilen, tetraclormetan, etanol și acetonã. În general, se folosește
etanolul, obiectele spãlându-se apoi suplimentar cu un jet de apã sub
presiune.
234 Modul cum se aplicã adezivul pe s uprafețele de îmbinat depinde de
forma sub care acesta a fost livrat de pulbere, bucãți, soluție în solvent
volatil, pastã, peliculã subțire cu diferite grosimi etc. Dupã aplicarea
adezivului, suprafețele se îmbinã imediat sau se așteaptã uscarea acestuia, în
funcție de natura chimicã. Temperat urile la care se realizeazã îmbinarea
variazã între 20oC, la îmbinãrile executate la rece și 250oC, la îmbinãrile
executate la cald. Presiunile de lipire sunt cuprinse între 0,5 și 40 MPa, iar
duratele de menținere sub presiune la temperatura prescrisã, între 10 minute
și 50 ore.
La recondiționarea pieselor se fo losesc în mod deosebit cleiurile
plastice sau organice, rãșinile epoxidice sau poliesterice. Ele se utilizeazã
frecvent la recondiționarea fisurilor, astuparea porilor, lipirea a douã piese
metalice sau a unei piese metalice cu una din material plastic.
În comparație cu sudarea sau nituirea, aderența și durata de
menținere a caracteristic ilor îmbinãrilor cu cleiuri sunt mai reduse.
În general, se folosesc cleiuri universale pe bazã de carbinol, smoalã
modificatã etc.
Cleiul pe bazã de carbinol conține sirop de carbinol, la care se
adaugã un catalizator: 3% peroxi d de benzonil sau 2% acid azotic
concentrat. Cleiul BF se pregãtește dintr-o soluție alcoolicã ce conține în
diferite proporții smoalã fenolformoald ehidicã și smoalã polivinilbutilat.
Cleiul pe bazã de celuloid se obține prin dizolvarea celuloidului
într-un solvent adecvat, în propor ție de 1:3-4. El se utilizeazã la
recondiționarea pieselor din material e plastice sau a celor din piele.
Cleiul din sticlã organicã este o soluție rezultatã din dizolvarea unei
pãrți de sticlã organicã în 5 pânã la 10 pãrți dicloretan.
În ultima vreme sunt din ce în ce mai utilizate rãșinile epoxidice.
Acestea sunt produs e prin concentrarea fenolep iclorhidritului în mediu
alcalin. Rãșinile lichide, se întãresc sub acțiunea cãldurii și a unui agent de
întãrire, care poate fi o rãșinã ureicã sau fenoloformaldehidicã, un acid gras
sau o anhidridã acidã. Unii agenți de întã rire, cum ar fi compușii organici ai
azotului, în special aminele și amid ele, permit întãrirea rãșinilor la
temperatura mediului ambiant.
Rãșinile poliesterice sunt un amestec de polialcooli, de pildã
propilenglicolul, cu acizi dibazici nesaturați sau saturați cum este, de
exemplu, acidul maleitialic. Dupã amestecarea cu anumiți compuși saturați ca stirenul și un catalizator peroxid, rãșinile lichide se întãresc la
temperaturi ridicate; folosind însã un accel erator, de obicei o sare de cobalt,
rãșina se întãrește la temp eratura mediului ambiant.
235 Recent, pentru a extinde interval ul temperaturilor de utilizare, s-a
realizat un amestec adeziv, a cãrui elasticitate superioarã se obține prin
utilizarea rãșinilor epoxidice și a tioco lului. Acest adeziv are proprietãți
fizice optime când raportul între rãșina epoxidicã și tiocol este de 80/20, iar
agentul de întãrire, respectiv polietenpo liamida, este în proporție de 8 9%.
Datoritã fluiditãții adezivului și a capacitãții lui de a umple interstițiile,
lipirea se poate executa la presiuni scãzute. Încercãrile efectuate cu acest
amestec adeziv au arãtat cã la ridicar ea temperaturii de întãrire de la 140oC
la 180oC rezistența la forfecare și rezist ența termicã a îmb inãrilor cresc.
Modul cum variazã rezistența îmbinãrilor lipite în funcție de temperatura de
rãcire este prezentat în fig. 4.83.
Fig. 4.83. Variația rezistenței îmbinãrilor lipite în funcție de temperatura
de rãcire
Adezivii epoxidici au o bunã rezistențã la apã și sunt stabili în
prezența produselor petroliere. Din punct de vedere al aderenței, rãșinile
sunt adezivi de excepție pentru lipirea aluminiului, materi alelor ceramice,
fontei, cauciucului și lemnului. Cuprul, alama și plumbul nu pot fi lipite
decât cu ajutorul unui ciment epoxidic; întãrirea la cald conferã o rezistențã
mai ridicatã decât întãrirea la rece a cimentului.
Cu rãșinile și cimenturile polie sterice se obțin îmbinãri mai puțin
rezistente decât cele realizate cu rãși ni epoxidice. În multe situații totuși,
rezistența îmbinãrii este satisfãcãtoare.
Metodele de recondiționare a pies elor diferã în funcție de tipul
lucrãrii, însã cuprinde totdea una amestecarea rãșinii epoxidice sau
poliesterice cu agenți de întãrire corespunzãtori, obținându-se un lichid
limpede, care poate fi folosit ca adeziv sau pentru umplerea micilor fisuri și
zone poroase. Amestecând rã șinile cu materiale de umpluturã, sub formã de
pulberi sau de fire, precum și ca agen ți de întãrire, se obțin cimenturi
suficient de fluide pentru a putea fi aplicate cu pensula sau cu o vâscozitate
236care sã aibã rezistența unui chit. Ciment urile aplicate cu pensula sunt pentru
umplerea fisurilor, a zonelor poroase sau a gãurilor mici. Cimenturile mai
consistente sunt folosite pentru umplerea gãurilor ma ri și pentru acoperirea
suprafețelor intens corodate. El e sunt deosebit de utile pentru
recondiționarea pieselor din fontã turnatã.
Cele mai importante proprietãți ale rãșinilor sintetice care prezintã interes în procesul de recondiționare a pieselor contau în faptul cã:
– se întãresc la temperatura mediului înconjurãtor și la presiune normalã;
– se pot obține compoziții cu diferite vâscozitãți și plasticitãți; – aderã bine la diverse materiale; – rezistã la produse petroliere, la apã, la soluții de sãruri și alcalini; – au proprietãți dielectrice foarte bune și proprietãți mecanice satisfãcãtoare; – dupã întãrire, pot fi preluc rate mecanic în bune condiții.
Dintre proprietãțile menționate, în cazul utilizãrii rãșinilor epoxidice, cea mai mare importanțã o au aderența și rezist ența îmbinãrii la
acțiunea diverșilor factori. Adezivii plastici permit recondiționarea rapidã și sigurã a numeroase organe de mașini, îndeoseb i când acestea se uzeazã în exploatare
din urmãtoarele cauze: corodare, fi surare, dezetanșeizare, erori la
prelucrarea mecanicã a pieselor. Materialele de umpluturã și plastifianții care, de obicei scad rezistența rãșinilor epoxidice de aproape 1,5 ori, mãresc totdeauna
rezistența îmbinãrii dintre compozițiile epoxidice și metale de 5 pânã la 7
ori. Astfel, introducând pulbere de fontã în rãșina epoxidicã se poate
reduce considerabil diferența dintre aderențã și rezi stența îmbinãrii.
Aderența se mãrește de 2 ori când în rãșinã se introduce 20% tiocol lichid,
dar în acest caz rezistența îmbinãrii se micșoreazã. Explicația constã în
faptul cã, spre deosebire de pelicula s ubțire de adeziv, în rãșina fixatã pe
metal existã forțe de contracție mari, care determinã scãderea bruscã a
aderenței acesteia la metal. Materialele de umpluturã și plastifianții micșoreazã contracția la întãrire, precum și modulul de elasticitate.
Plecând de la acest fenomen, în practicã, ori de câte ori se recondiționeazã piese la care grosimea cusãturii depãșește 0,2 mm trebuie
sã se utilizeze rãșini epoxidice cu materiale de umpluturã și plastifianți. Materialele de umpluturã adãugate în pastele utilizate pentru recondiționãri
regleazã vâscozitatea acestora, apropie coef icientul de dilatare termicã al
rãșinii de acela al metalului, mãresc durabilitatea superficialã a compoziției (pânã la 4500 N/mm
2), micșoreazã inflamabilitatea și prețul de cost al
pastelor. Pulberile metalice mãresc mult conductibilitatea termicã a compozițiilor epoxidice.
237 Adaosurile de dibutilftalat sau tio col lichid cu vâscozitatea de 10
70 Paise (Ns/m2), reduc vâscozitatea și mãresc elasticitatea compozițiilor și
le îmbunãtãțesc capacitatea de umpl ere a defectelor mici de metal.
Plastifianții mãresc și rezistența îmbinãrii la șocuri termice.
Cu ajutorul compozițiilor epoxidice se etanșeazã fisurile formate sub acțiunea tensiunilor mecanice în bl ocurile motoarelor și în carterele
diferitelor agregate. Fisura se curãțã bine și se etanșeazã cu compoziție
lichidã aplicatã pe suprafața încãlzitã, dupã care pe ambele pãrți ale piesei
se aplicã un petic dintr-o țesãturã din fi brã de sticlã și compoziție epoxidicã.
Când fisurile sunt foarte fine, pe locul lor se prac ticã în prealabil un șanț, iar
când piesele lucreazã sub presiune, înainte de lipire, la capetele fisurilor se
executã gãuri și se prevãd supliment ar întãrituri mecanice și bandaje.
Cu ajutorul pastelor epoxidice se pot etanșa în bune condiții diferite
îmbinãri: sudate, nituite, cu flanșe etc ., se pot remedia defecte de turnare:
sufluri, porțiuni incomplet umplute, rizu ri, pori etc., ale pieselor turnate din
metale feroase sau nefero ase, se pot remedia def ecte datorate erorilor de
prelucrare mecanicã etc. Recondiționarea cu ajutorul rãși nilor epoxidice este simplã din
punct de vedere tehnologic și are mare eficiențã economicã. Metoda este
utilizatã frecvent pentru recondiționarea caroseriilor, fixarea garniturilor de
etanșare în locașurile lor, montarea bucșelor, lipirea ferodourilor (în loc de
nituire) etc. În cazul folo siri rãșinilor sintetice, se realizeazã o economie de
manoperã calificatã, energie și timp. 4.8.10. Tehnologia lipirii cu compoziții plastice
Pentru asigurarea unei aderen țe bune între piesele care se
recondiționeazã cu ajutorul diferitelor compoziții plastice, trebuie respectatã
tehnologia de lipire. Indiferent de compoziția plasticã utilizatã operațiile ce
trebuie efectuate sunt:
– pregãtirea suprafețelor pieselor, prin spãlare, curãțire, ajustare,
limitare a crãpãturilor și degresare; – pregãtirea peticelor executate din diferite materiale, oțel, material
plastic, materiale textile etc., ținând seama cã ele trebuie sã fie cu 20-30 mm mai mari, în toate direcțiile, decât crãpãtura care o acoperã;
– aplicarea compoziției plastice, atât pe suprafața piesei de bazã, cât
și pe petic, în straturi subțiri de 0,1 mm;
– uscarea compoziției plastice, de obi cei, la temperaturi ale mediului
ambiant;
238- aplicarea peticului, dupã uscarea compoziției de lipit, și presarea
cu ajutorul unui dispozitiv cu role de presare;
– încãlzirea îmbinãrii, în scopul creș terii aderenței pi eselor. Piesele
care se îmbinã se pot încãlzi total sa u parțial, folosindu-se cuptoare, gaze
încãlzite, reflectoare și rezistențe electrice, lãmpi cu flacãrã etc.;
– rãcirea lentã a pieselor, astfel încât sã nu se depãșeascã 1oC/mm; se
recomandã ca piesele sã fie rãcite în cuptor;
– demontarea dispozitivelor de presare;
– verificarea calitãții îmbinãrii, vizual, cu ajutorul lupei sau presei
hidraulice;
– prelucrarea piesei și a cusãtur ii pentru înlãturarea bavurilor și a
rugozitãții, în special de pe marginile peticelor.
4.8.11. Tehnologia lipirii cu clei pe bazã de carbinol
Cleiul pe bazã de carbinol trebuie sã fie pregãtit cu puțin înainte de
executarea operației de lipire. Cantitat ea de clei ce trebuie pregãtitã se
calculeazã ținându-se seama de faptul cã pentru lipirea unei suprafețe de 10
cm2 sunt necesare 0,1 grame. Între moment ul preparãrii cleiului și cel al
folosirii nu trebuie sã se scurgã un interv al de timp mai mare de 3 5 ore, în
funcție de rețeta utilizatã.
Cleiul se aplicã pe suprafețele pieselor pregãtite în prealabil.
Crãpãturile se limiteazã cu gãuri având diametrul de 1 1,5 mm, iar
marginile ei se ștemuiesc pe o ad âncime de 3 mm, sub un unghi de 90o.
Pregãtirea constã din curãțirea și degresarea suprafeț elor de lipit.
Piesele care se lipesc se preseazã una peste alta și se mențin la
temperatura camerei timp de 48 ore. Dacã lipirea se face la cald, timpul de
menținere a pieselor în stare pr esatã se reduce. Astfel: la 25oC, timpul de
presare este 20 25 ore; la 45oC 10 15 ore; iar la 60oC 4 5 ore.
Când se lipesc piese de oțel, limita superioarã de rezistențã a
îmbinãrii poate atinge 30 N/mm2, dacã acestea lucreazã în limitele de
temperaturã de ± 70oC. Când se lipește oțelul pe fontã sau duraluminiul pe
duraluminiu, aderența variazã între 20 – 35 N/mm2. La cuplul oțel-textolit
aderența are valori între 10 19 N/mm2, iar la cel textolit-textolit, între 12
25 N/mm2. Pentru a proteja îmbinarea la acțiunea apei, piesa se acoperã cu
un strat de vopsea rezistentã la apã.
Întrucât cleiul pe bazã de carbinol și peroxid de benzoil este un
material explozibil, el trebuie sã se pãstreze în vase uscate de sticlã,
porțelan sau ceramicã, iar în timpul lucrului va fi ferit de flacãrã.
2394.8.12. Tehnologia lipirii cu rãșini epoxidice
Piesele metalice cu defecțiuni, crãpãturi, spãrturi etc., pot fi
recondiționate în bune condiții cu ajut orul rãșinilor epoxidice, dacã este
respectatã tehnologia de lipire. Înainte de a le lipi se curãțã în jurul
defecțiunii, folosindu-se în acest scop pile, pietre abrazive, șabãre etc.
Când recondiționarea impune conf ecționarea unei piese noi sau
numai a unei pãrți din aceasta, în vederea asigurãrii unei suprafețe plane și
curate, ele se prelucreazã pe str ung, rabotezã sau alte mașini-unelte.
Indiferent de metoda de prelucrare, se recomandã ca pe suprafețele care
urmeazã sã se aplice adezivul sã se creeze asperitãți care ajutã la mãrirea
aderenței mecanice dintre rãșina epoxidicã și piesa metalicã. Calitatea pregãtirii suprafețelor pieselor poate fi verificatã cu ajutorul apei; dacã
aceasta se întinde și umecteazã toatã suprafața, atunci adezivul va avea o
aderențã bunã; în caz contrar suprafețele trebuie din nou prelucrate cu hârtie
abrazivã.
Crãpãturile cu lungime pânã la 150 mm, se limiteazã prin
practicarea unor gãuri, iar marginile ei se știmuiesc pe o adâncime de 2 3
mm sub un unghi de 60 70
o. În cazul când crãpãturile sunt în zone ce nu
pot fi ștemuite, atunci suprafețele se curãțã bine pe o lungime de 5 10 mm
în fiecare parte a crãpãturii. Fisurile cu lungimi cuprinse între 150 și 700
mm, în afarã de faptul cã se limiteazã la capete prin introducerea de știfturi,
li se practicã gãuri, cu diametrul de 2 4 mm, la distanța de 10 mm de
marginea fisurii, din 25 în 25 mm. În cazul spãrturilor, se ștemuiesc
marginile acestora, iar în jurul lor se practicã gãuri de dimensiuni și la
distanțe egale cu cele prevãzute pe ntru recondiționarea crãpãturilor.
Peticele care urmeazã a fi aplicate se confecționeazã din tablã de
oțel moale, cu grosimea de 0,5 0,8 mm.
Piesa astfel pregãtitã se degreseazã cu ajutorul acetonei. Nu se
recomandã folosirea benzinei, deoar ece aceasta conține grãsimi. Dupã 3 5
minute de la degresare, pe suprafețele pregãtite se aplicã cleiul pe bazã de
rãșinã epoxidicã. Acesta se pregãtește la locul de recondiționare numai cu
20 30 min înainte de folosire, deoarece se întãrește foarte repede. Cleiul
poate fi utilizat și peste acest interval de timp, dacã imediat dupã pregãtire a
fost pãstratã la temperaturi cuprinse între 0 și 4oC.
În cazul când piesa se recondiți oneazã prin aplicarea unui petic
exterior, suprafața din jurul gãurii se curãțã bine, marginile acesteia se
ștemuiesc, în jurul gãurii se practicã, la distanțe egale, orificii cu diametrul
de 2 4 mm. Depãrtarea gãurilor de marginea spãrturii este egalã cu
distanța cu care peticul depãșește marginile spãrturii.
240Pe suprafețele pregãtite se aplicã un strat subțire de clei (0,08 0,15
mm), umplându-se și orificiile practicate în jurul spãrturii. Se așeazã peticul
și apoi se preseazã ușor. Deasupra se aplicã 2 3 petice de pânzã, iar peste ultimul se depune cu pensula un strat de clei.
În cazul în care piesa se recondiți oneazã prin astuparea spãrturii și
suprafeței trebuie sã i se pãstreze plan eitatea, la partea inferioarã se fixeazã
o placã metalicã, care se susține cu ajutorul unei sârme, apoi se aplicã
succesiv mai întâi un strat de clei și dupã aceea un strat de pânzã, pânã când
grosimea acestora este egalã cu grosimea piesei. Dupã ce aceste straturi s-au
fixat, placa metalicã suport se desprinde, tã indu-se capetele sârmei de susținere.
Piesele recondiționate cu ajutorul cleiurilor epoxidice se mențin la
temperatura camerei timp de 24 ore, pânã la întãrirea completã a peticului.
Timpul de întãrire poate fi redus pânã la 1 2 ore, dacã piesa se încãlzește
la temperaturi ce variazã între 60 80
oC. În acest scop se pot utiliza lampa
de benzinã, flacãra oxiacetile nicã, cuptoarele etc.
Cleiurile pe bazã de rãșini e poxidice pot fi folosite pentru
recondiționarea conductelor de înaltã presiune, pentru refacerea izolației
conductoarelor electrice, pentru acope rirea interioarã a rezervoarelor de
combustibil, a bãilor galvanice etc. Aces te cleiuri pot fi utilizate și pentru
recondiționarea filtrelor, fixarea pies elor care se monteazã cu strângere
(bucșe, rulmenți etc.), izolarea pi eselor ce se supun procesului de
galvanizare, astuparea diferiților pori, fixarea unor instrumente abrazive etc.
4.8.13. Compoziții plastice ca adezi vi și ca materiale de
cimentare
Procedeul de nituire a gr aniturilor de fricțiune pe saboți de frâne sau
pe discurile de ambreiaj, prezintã d ezavantajul cã reduce suprafața activã de
fricțiune; totodatã el este neecono mic, deoarece în timpul funcționãrii,
niturile se slãbesc, ceea ce conduce la deformarea discurilor și scoaterea lor
din exploatare. Când se n ituiesc, garniturile de fri cțiune nu pot fi utilizate
integral, ci numai 40 50% din grosim ea lor. Datoritã acestor dezavantaje,
precum și faptului cã procedeul recl amã un consum mare de forțã de
muncã, energie și materiale, în prezent, pentru fixare garniturilor de frecare
se folosesc cleiuri; utilizarea lor redu ce de aproximativ 3 ori volumul de
muncã necesar la recondiționãri, iar dur ata de funcționare a garniturilor se
mãrește de aproximativ 2 ori).
Experimental, s-a stabilit cã rezisten ța îmbinãrii cu adezivi plastici
echivaleazã și chiar o depãșește, pe aceea a îmbinãrilor clas ice prin nituire
și sudare.
241Procedeul tehnologic de lipire a garniturilor de frecare pe
suporturile metalice compor tã curãțirea și degresar ea suprafețelor metalice
pe care urmeazã sã se lipeascã garnitura, aplicarea cleiului, fixarea și strângerea garniturii de frecare la cel puțin 0,3 0,5 N/mm
2, menținerea la
temperatura prescrisã, rãcirea la temperatura camerei și verificarea
îmbinãrii.
Curãțirea suporturilor metalice de im puritãți se face prin încãlzire la
temperatura de 290 ±10oC. Dupã rãcire, suprafețele se curãțã cu ajutorul
unei perii de sârmã, hârtie abrazivã sa u la polizor, pânã la obținerea luciului
metalic.
Dacã pe timpul exploatãrii, suportu rile metalice și-au pierdut forma
geometricã, ele se prelucreazã mecanic (s trunjire, polizare et c.), în vederea
refacerii acesteia. Apoi, ele se degreseazã cu ajutorul acetonei și se mențin la temperatura camerei pânã la eva porarea completã a solventului. De
aceea, cu ajutorul unei pensule, adezivul se întinde pe suprafața de contact
într-un strat de 0,1 0,2 mm, care se lasã apoi sã se usu ce, pânã când nu se
mai ia pe deget (10 15 min). Stratu l adeziv trebuie sã fie uniform, fãrã
corpuri strãine, pori, incluziuni etc.
Dupã uscare, garniturile se fixeazã pe suporturile metalice, se strâng
cu ajutorul unor dispozitive speciale și, împreunã, se introduc într-un
cuptor unde se mențin timp de 45 min la temperatura de 180
o±5oC. Apoi,
suporturile metalice, împreunã cu dis pozitivele de strângere, se scot din
cuptor și se mențin în aceeași stare de presare pânã ajung la temperatura
mediului ambiant. În continuare, pi esele recondiționate se degajeazã din
dispozitive de strângere, se curãțã de ev entualele scurgeri de adezivi și li se
verificã calitatea lipirii.
Îmbinarea prin lipire la rece se realizeazã la temperaturi de 60
70oC. Rezistența îmbinãrii la forfecare depinde de temperatura de lucru.
Îmbinãrile realizate cu epilox E.K. 10 au o rezistențã la forfecare de 300
N/mm2; ea se menține constantã pânã la temperatura de 120oC, dupã care
scade brusc. Îmbinãrile efectuate cu epilox E.G.K. 19 au o rezistențã la
forfecare de 120 N/mm2, ce se menține în limitele ±50oC dupã care ea se
reduce brusc la 20 N/mm2.
Durata de întãrire a adezivului este invers proporționalã cu
temperatura. Pentru adezivul E.K. 10, durata de uscare la temperatura de
50 60oC, este de 5 ore, iar pentru adezi vul E.G.K. 19 este de 6 7 ore.
Lipirea cu adezivi sintetici se mai folosește pe scarã largã la fixarea
coroanelor dințate pe butuci, a plãcu țelor dure pe scule tãietoare, la
asigurarea șuruburilor în îmbinãri, la fixarea unor piese adiționale din
materiale de calitate superioarã pe s uprafețele de lucru ale organelor de
mașini etc.
242Rulmenții sau bucșele care au joc pe fusul arborilor sau în carcasã
de maximum 0,1 mm, se pot fixa prin lipire la rece cu produsul A.M. 4.
Pentru pregãtirea adezivului A.M. 3 este recomandatã urmãtoarea
rețetã: 94% rãșinã sinteticã și 6% etilendiaminã ca întãritor. Cei doi
componenți se amestecã continuu pânã la omogenizare. Adezivul se întinde
pe suprafețele de asamblare într-un strat cât mai uniform. Piesele asamblate
se lasã 25 ore pentru întãrirea adezivului, dupã care li se controleazã
calitatea îmbinãrii.
Sub influența substanțelor de întãrire, rãșinile epoxidice și
poliesterice se transformã în polimeri nefuzibili, care se utilizeazã în special
pentru umplerea crãpãturilor, golurilo r sau a zonelor poroase. În afara
rezistenței mecanice și a aderenței lor ri dicate, rãșinile solidificate au și o
rezistențã chimicã mare la acizi, alca lini, apã, benzinã și alți solvenți
organici.
Introducerea unui plastifiant, de exemplu, a dibutilftalatului sau a
fosforului tricrezilic, în masa rãși nii epoxidice, contribuie la reducerea
vâscozitãții și la mãrirea rezistenței acesteia dupã solidificare.
Materiale de umpluturã mãresc volumul adezivului, rezistența
mecanicã și la temperaturã, micșoreazã c ontracția și apropie coeficientul de
dilatare liniarã a pastei de cel al metalului de bazã. Ca materiale de
umpluturã se pot folosi pilitura de f ontã sau de oțel fin mãcinatã, grafitul
argintiu, pudra de aluminiu sau de bronz, azbestul etc.
Întãritorul are rol de accelerator al reacției de legare a pastei din
materialul de bazã, dar conținutul lu i în masa de rãșinã epoxidicã trebuie
dozat cu strictețe. Abaterile de la dozaj înrãutãțesc proprietãțile lui
mecanice.
Preparatul pastei epoxidice constã din încãlzirea rãșinii sintetice la
temperatura de 70 ±5oC și adãugarea solventului. Corespunzãtor în
amestecul obținut se introduce materi alul de umpluturã, agitând continuu
timp de 5 min. Pasta se conservã timp îndelungat dacã se pãstreazã într-
un vas închis ermetic. Întãritorul se introduce cu 20 minute înainte de a
utiliza pasta.
Înainte de a aplica pastã, suprafața materialului de bazã se curãțã de
impuritãți și oxizi, dupã care se degreseazã cu white-spirt, acetonã sau
benzinã ușoarã. pregãtirea suprafeței are o influențã considerabilã asupra
rezistenței îmbinãrii pastei cu materialul de bazã.
Suprafața din jurul fisurii sau spãrtur ii se curãțã cu pila sau cu hârtie
abrazivã pe o lãțime de 20 30 mm. La capetele fisurii se practicã orificii
cu diametrul de 2 4 mm, pentru a preveni extinderea acesteia. Pe toatã
lungimea fisurii se executã un șanț sub un unghi de 90 120o, pe o
243adâncime de 3 4 mm. Dupã pregãtir ea mecanicã a fisurii, suprafața se
sableazã, ceea ce asigurã pe de o parte curãțirea, iar pe de alta induce
rugozitatea necesarã unei bune aderențe a pastei. Pentru umplerea integralã
a fisurii cu pastã epoxidicã, porțiunile pregãtite se încãlzesc cu aer cald sau
cu raze infraroșii pânã la o temperaturã de 75 ±5oC.
Dupã efectuarea tuturor operațilo r de pregãtire, pe porțiunea
respectivã se aplicã cu șpaclul un strat de pastã epoxidicã.
Excesul de pastã trebuie înlãtura t imediat dupã aplicare. Piesele
recondiționate se lasã în repaos pentru întãrirea pastei; timpul de solidificare
(tabelul 4.49) depinde de temp eratura mediului ambiant.
Tabelul 4.49. Timpul de solidificare
Temperatura mediului (în oC) 20 40 60 80 100
Timpul necesar de întãrire (în ore) 90-160 20-25 4-5 3-4 1-2
Pentru finisarea suprafeței rec ondiționate, pasta întãritã poate fi
prelucratã cu pila sau discul abraziv.
Existã un numãr mare de rețete pe ntru pastele cu rãșini utilizate la
recondiționarea pieselor fisurate, sparte , corodate etc. Cele mai multe sunt
pe bazã de poliesteri. Pentru recondiți onarea pieselor masive din fonte și
oțel se recomandã pastele pe bazã de rãșini epoxidice, care au ca material de
umpluturã pulberi metalice, În tabe lul 4.50 sunt prezentate douã rețete
pentru paste cu consistențã medie.
Tabelul 4.50. Paste cu consistențã medie
Compoziția Proporția (pãrți în
greutate)
rãșina epoxidicã agent de întãrire
pulbere de umpluturã 100
10
100-250
rãșinã poliestericã pastã catalizator
accelerator
pulbere de umpluturã 100
4
3
100-250
Consistența ambelor paste poate fi modificatã prin cantitatea de material de umpluturã adãugatã.
244 La recondiționarea pieselor mari din fontã, cum sunt de exemplu
blocurile de motor și carterele, se întâ mpinã greutãți, pe de o parte datorate
faptului cã operația trebuie executatã la cald, iar pe de altã parte faptului cã,
fiind neomogene și având compoziții foarte variate, se fisureazã.
Pentru a elimina aceste dificultãți, s-a elaborat un proces tehnologic
de recondiționare prin lipire la rece, care constã din urmãtoarele operații:
– controlul hidraulic al pieselor, pentru a identifica poziția, forma și
mãrimea fisurii sau crãpãturii care nu trebuie sã aibã lungimea mai mare de 100 mm; – practicarea, la capetele fisur ii sau crãpãturii, de orificii cu
diametrul de 2-4 mm;
– curãțire prin polizare sau dãltuir e, a unei suprafețe cu lãțimea de
25-30 mm, pe ambele laturi ale fisurii sau crãpãturii; – practicarea unui canal în formã de V, pe toatã suprafața fisurii sau
crãpãturii, astfel ca aceasta sã fie cât mai rugoasã; canalul se realizeazã prin
polizare sau dãltuire; – prepararea adezivului. Pentru cr ãpãturile strãpunse se folosesc
adezivi A.M.-1 și A.M.-2. Adezivul A.M.-1 se pregãtește prin amestecarea
pânã la omogenizarea a 93 pãrți (în gr eutate) de rãșinã cu 7 pãrți de
etilendiaminã, ca întãritor. Adezivul A.M.-2 se obține prin amestecarea a
98,5 pãrți (în greutate) de rãșinã cu 1,5 pãrți de etilendiaminã;
– aplicarea adezivului mai întâi un strat de adeziv A.M.-1 peste care se preseazã apoi adezivul A.M.-2, astfel încât sã astupe uniform toatã crãpãtura; dupã aceea ce se aplicã un nou strat de adeziv A.M.-1. Pentru
fisurile și crãpãturile mai puțin pãtr unse, în cazul majoritãții pieselor se
folosește adezivul A.M.-3; – controlul hidraulic al pieselor recondiționate pentru a constata
calitatea lipiturii. Din cele arãtate rezultã cã procesul tehnologic de recondiționare a pieselor fisurate sau crãpate prin folo sirea rãșinilor sintetice este mult mai
simplu decât în cazul recondiți onãrii acestora prin sudare.
În procesul de exploa tare se va ține seama însã sã fie întrebuințate
numai în intervalul de temperatur ã indicat pentru rãșini folosite.
245Capitolul 5
NORMAREA TEHNICÃ A LUCRÃRILOR DE
RECONDIȚIONARE
5.1. Considerații generale
Prin normã se înțelege un indicat or tehnico-economic pe baza cãruia
se evalueazã produsele muncii depuse de un muncitor sau o echipã de muncitori, în anumite condiții te hnico-organizatorice precizate.
Aceastã evaluare se poate face prin cantitatea de produse sau de
lucrãri, stabilite a se efectua într-o un itate de timp, de cãtre un muncitor, sau
de o echipã de muncitori, care au ca lificarea corespunzãtoare, în condiții
tehnico-organizatorice precizate ale locu lui de muncã și avem astfel norma
de producție; sau se mai poate evalua timpul stabilit unui muncitor, sau unei
echipe de muncitori, cu calificarea co respunzãtoare, pentru realizarea unei
anumite lucrãri, în condiții tehnico-o rganizatorice precizate ale locului de
muncã și avem astfel norma de timp. Rezultã cã norma de producție se exprimã prin cantitatea de produse
date în bucãți, unitãți de greutate, de lungime, de suprafațã sau volum, în
funcție de felul lucrãrii, pe unitatea de timp, iar norma de timp se exprimã
prin unitãți de timp, secunde, minute, ore etc., necesare pentru executarea
unui produs.
Normele de producție sau de timp stabilite pe baza aprecierii, sau a datelor statistico- experimentale, se numesc norme empirice, sau statistico-
experimentale de produc ție, respectiv de timp.
Normele de producție sau de timp determinate pentru un proces de
producție rațional, ca urmare analizei critice a condițiilor tehnice și organizatorice existente, având deci o fundamentare (motivare) tehnicã, se
numesc norme tehnice de producție, respectiv norme tehnice de timp.
Normele de producție sau de timp stabilite pentru o duratã de timp limitatã, în care muncitorii sã-și poatã însuși deprinderile necesare unor
procese tehnologice existente, se num esc norme de producție provizorii,
respectiv norme de timp provizorii. Normele de producție sau de timp stabilite pentru elemente tipizate
ale procesului de producție, în cond iții de muncã identice sau similare, din
mai multe întreprinderi și care sunt oblig atorii pentru toate întreprinderile în
246care existã sau se pot crea condiții prev ãzute în normele respective, putând
fi unificate pe țarã, pe ra murã, pe subramurã, sau pe grup de întreprinderi,
se numesc norme unificate de producție , respectiv norme unificate de timp.
Normele de producție sau de timp, stabilite pentru condițiile tehnico-organizatorice specifice une i singure întreprinderi, se numesc
norme de producție locale, resp ectiv norme de timp locale.
Dependența dintre norma tehnicã de producție și norma tehnicã de
timp se poate exprima prin urmãtoarea relație:
TN1= (5.1)
în care: N este norma tehnicã de producție;
T – norma tehnicã de timp. Pe baza relației (5.1) se poate determina și dependența dintre
creșterea normei tehnice de producție și scãderea normei tehnice de timp.
Astfel, dacã se știe cã norma tehnicã de timp se reduce cu 1%,
creșterea normei tehnice de producție se va determina cu relația:
ttn−=100100 [%] (5.2)
și respectiv, dacã se cunoaște cã norma tehnicã de producție crește cu n%,
reducerea normei tehnice de timp se va determina cu relația:
nnt+=100100 [%] (5.3)
Norma tehnicã de timp și norma tehnicã de producție nu sunt
mãrimi constante. Ele se schimbã funcție de procesul tehnic înregistrat în
atelierele de reparație, de progresele realizate în calificarea lucrãrilor,
perfecționarea organizãrii muncii etc.
5.2. Structura și determinarea normei tehnice de
timp
În practica de producție, aproape în toate domeniile de activitate, s-a
impus ca indicator tehnico-economic de evaluare a produselor muncii
norma tehnicã de timp. În acest caz, prezintã importanțã deosebitã cunoașterea structurii și a metodelor de determinare a normei tehnice de
timp.
247 Timpul de muncã de care dispune un lucrãtor pentru a-și îndeplini
sarcinile de producție se împarte în timp productiv (Tp) și timp neproductiv
(Ta).
Timpul productiv este timpul în cursul cãruia un lucrãtor efectueazã
lucrãrile necesare pentru rea lizarea sarcinilor de producție.
Timpul productiv al lucrãtorului se împarte în timp de pregãtire și
încheiere (Tpî) și timp de deservire a locului de muncã (Td).
Timpul de pregãtire și încheier e este timpul în decursul cãruia
muncitorul, sau echipa de muncitori, în aintea începerii lucrului la un lot de
produse, creeazã condițiile necesare pent ru efectuarea acestuia (studiazã
documentația tehnicã, pregãtesc sculele, utilajul etc.), iar dupã terminarea
lucrãrii aduc locul de muncã în star ea inițialã (predau la magazie produsele
finite, sculele și dispozitivele special e, documentația tehnicã etc.). Rezultã
cã mãrimea valoricã a timpului de pr egãtire-încheiere se determinã o
singurã datã pentru tot lotul de produse.
Timpul operativ sau efectiv (Top) este timpul în cursul cãruia
muncitorul, sau echipa de muncitori, efectueazã sau supravegheazã lucrãrile
necesare pentru modificare nemijlocitã, cantitativã și calitativã, a obiectului
muncii, respectiv a dimensiunilor, fo rmei, compoziției, proprietãților, stãrii
lor, sau a dispunerii în spațiu a di feritelor elemente componente; în
concluzie, este timpul în cursul cãruia se realizeazã scopul procesului
tehnologic proiectat. În cazul operațiilor de transport, este timpul de
deplasare a produselor.
Timpul ajutãtor sau auxiliar (ta) este timpul în cursul cãruia nu se
produc modificãri cantitative sau calitative obiectului muncii, însã
muncitorul sau echipa de muncitori, tr ebuie sã efectueze diverse mânuiri
necesare, sau sã supravegheze utilaju l în efectuarea acestor faze auxiliare,
pentru ca modificãrile cantitative și calita tive sã poatã avea loc (prinderea și
desprinderea piesei, schimbarea și regl area sculelor așch ietoare, evacuarea
așchiilor, efectuarea mãsurãto rilor de control etc.).
Timpul de bazã și timpul ajutãtor , poate fi timp de muncã manualã
(tman), sau de supraveghere a funcționãrii utilajului (tsf).
Timpul de deservire a locului de muncã (Tdl) este timpul în cursul
cãruia muncitorul, sau echipa de muncito ri, asigurã pe întreaga perioadã a
schimbului de lucru, atât menținerea în stare de funcționare a utilajelor, cât
și organizarea, aprovizionare, ordinea și curãțenia la locul de muncã. El se
va împarte deci, în timp de deservire tehnicã (tdt) și timp de deservire
organizatoricã (tdo) a locului de muncã.
Timpul neproductiv (Tn) este timpul în cursul cãruia au loc
întreruperi în lucrul muncitorului, sau a echipei de muncitori, oricare ar fi
248natura lor, sau în care aceștia, nu efectueazã lucrãrile necesare pentru
realizarea sarcinilor de producție. Timpul neproductiv se împarte în timp de
întreruperi reglementate (Tîr), timp de muncã neproductivã (Tmn) și timp de
întreruperi nereglementate (Tîn).
Timpul de întreruperi reglementate (Tîr) este timpul în cursul cãruia
procesul de muncã este întrerupt, pentru odihnã și necesitãți firești ale muncitorului (t
on), sau întreruperi cauzate de tehnologia și organizarea
muncii (tom).
Timpul de muncã ™ este timpul în cursul cãruia, executantul
efectueazã o muncã ce nu este necesarã de sfãșurãrii normale a procesului de
producție. Timpul de întreruperi nereglementate (T
în), este timpul neproductiv în care
procesul de muncã este întrerupt din cauze nereglementate, care pot fi
dependente sau independent e de muncitor (întreruperea utilitãților, goluri în
aprovizionarea cu materii prime , absențe la lucru etc.).
la determinarea normei tehnice de timp nu se va ține seama de timpul de muncã neproductiv și timpul de întreruperi nereglementate.
Schematic, structura consumului de timp de muncã este reprezentatã
în fig. 5.1.
Dacã se ține seama de structura normei tehnice de timp, prezentatã
mai sus, rezultã cã aceasta se va determina cu relația:
lr dl opplT T TnTT + + + = (5.4)
De asemenea, conform struct urii normei tehnice de timp, timpul
operativ (efectiv) se va determina cu relația: T
op = tb ta (5.5)
în care: tb este timpul de bazã;
ta – timpul ajutãtor (auxiliar).
Dar, și timpul de pregãtire-înch eiere, timpul ajutãtor, timpul de
deservire a locului de muncã și timpul pentru întreruperi reglementate, pot
fi divizați la rândul lor, în mai mu lte elemente componente. la divizarea
timpilor din relația (5.4), în elemente le componente, se are în vedere
ușurința și corectitudinea determinãrii lor. Timpul de bazã se determinã totd eauna prin relațiile analitice a cãror
formã depinde de felul prelucrãrii și parametrii tehnici ai procesului de
prelucrare (pe mașini-unelte , prin ajustaj, sudurã, acoperiri metalice etc.).
Toți ceilalți timpi care intrã în re lația (5.4) se determinã prin
cronometrarea timpului de muncã, fot ografierea timpului de lucru, prin
metode statice, sau prin metode comparative.
249TIMP DE MUNCÃ
(TM)
Timp productiv Timp neproductiv
(Tp) (Tn)
Timp de Timp Timp de deservire Timp de întreruperi Timp de muncã Timp de înteruperi
pregãtire operativ a locului de muncã reglementate neproductiv nereglementate
și încheiere
(Tpî) (Top) (Tdo) (Tîr) (Tmn) (Tîn)
Timp Timp Timp de Ti mp de Timp de Timp de întreru- Timp de întreruperi Timp de întreruperi
de bazã auxiliar deservire dese rvire or- odihnã și peri condiționate inde pendente dependente de
tehnicã ganizatoricã necesitãți de tehnologie și de de muncitor muncitor
firești organ izarea muncii
(tb) (ta) (tdt) (tdo) (ton) (tîc) (ti) (td)
Timp de Timp de Timp de suprave-
muncã muncã manualã gherea funcțio-
manualã mecanicã nãrii utilajului
(t
man) (tmec) (tsf) Fig. 5.1. Structura normei tehnice de timp
2505.3. Normarea lucrãrilor de prelucrare mecanicã
Stabilirea perioadei de timp necesare pentru prelucrarea unei piese
pe diferite mașini-unelte se face în funcție de mãrimea suprafeței ce se prelucreazã, mai precis de spațiul parc urs de sculã, de elementul regimului
de așchiere, în mod deosebit, viteza de lucru care depinde de avans și turație
și de adaosul de prelucrare, deci de numãrul de treceri necesare. În
general, pentru mașinile-unelte prevãzu te cu avans automat, timpul de bazã
se determinã cu o relație de forma:
insLtb⋅= (5.6)
în care: L este lungimea pe care o parcur ge scula în timpul prelucrãrii,
mm; s – avansul de lucru, în m m/rot, sau mm/cursã dublã; n numãrul de turații, rot/min sau numãrul de curse (curse
duble/min); i numãrul de treceri.
Lungimea pe care o parcurge scula se calculeazã de regulã cu o
relația de forma: L = l + l
a + lc (5.7)
în care: l lungimea suprafeței ce se prelucreazã, mm; l
a lungimea de așezare a sculei, mm;
lc lungimea de ieșire a sculei, mm.
Numãrul de treceri, în general, se determinã cu relația:
tAic2= (5.8)
în care: 2Ac este adaosul de preluc rare pentru suprafețe care se
prelucreazã, mm; t adâncimea de așchiere, mm. Pentru operațiile de rabotare, timpul de bazã se determinã cu relație
asemãnãtoare:
251 insbBtb ⋅⋅+= (5.9)
în care: B este lãțimea suprafeței de prelucrat, mm;
b depãșirile laterale ale cuțitului, mm; n – numãrul de curse duble/min; s avansul în mm/cursã dublã; i numãrul de treceri. Pentru operațiile de rectificare rotundã exterioarã când discul
abraziv are avans transversal la fiecar e cursã a mașinii, timpul de bazã se
determinã cu relația:
kisnLtb ⋅⋅⋅=2 (5.10)
în care: k este coeficientul de uzurã a discului abraziv și se recomandã
valorile: k = 1,2 – 1,4 pentru degroșare; k = 1,3 1,7 pentru finisare.
5.4. Normarea lucrãrilor pentru sudurã
Timpul necesar pentru executa rea lucrãrilor de sudurã electricã
depinde de cantitatea de material ce tre buie depus, de natura și intensitatea
curentului electric, de calitatea electro zilor și de învelișul de protecție.
Pentru determinarea cantitãții de material ce trebuie depus prin sudare, este
necesar sã se determine suprafața de încãrcare, grosimea și greutatea
specificã a materialului de adaos și se determinã cu relația:
Q = F
⋅ l ⋅ γ grame (5.11)
în care Q este greutatea materialului de adaos, grame; F suprafața s ecțiunii transversale a cusãturii, cm
2;
l lungimea cusãturii, cm;
γ – greutatea specificã a materialului electrodului, gr/cm3.
Timpul de bazã se calculeazã cu relația:
252 α⋅⋅=160Qtb (5.12)
în care: I este intensitatea curentului electric, A;
α – coeficient de încãrcare, gr/A ⋅h și depinde și de felul
electrozilor;
α – 5-9 gr/A ⋅h pentru electrozi neînveliți sau cu înveliș subțire;
α – 10 12 gr/A ⋅h pentru electrozi cu înveliș gros.
5.5. Normarea lucrãrilor de cromare
La depunerea galvanicã a cromului, timpul de bazã se determinã cu
relația:
2106⋅⋅⋅⋅=ηγ
cbDeht (5.13)
în care: g este grosimea stratului de acoperire, mm;
γ – greutatea specificã a cromului = 6,7 gr/cm3;
e echivalentul electrochimic al cromului, e = 0,323 gr/A ⋅h;
Dc densitatea curentul ui la catod, în A/dm2;
η – randamentul bãii de cromare în procente, η = 12 15%.
5.6. Normarea lucrãrilor de sudare autogenã
Timpul de bazã se determinã cu relația:
AgQtb ⋅⋅=60 (5.14)
în care: Q este greutatea materialului de adaos, grame;
g – consumul orar de mate rial de adaos care variazã de la 75 gr
pentru sârmã cu φ 0,5 – 1,0 mm pânã la 1200 gr pentru sârmã
cu φ de la 9 14 mm;
A – coeficient de corecție care depinde de lungimea cusãturii
astfel:
253 – pentru l = 1000 mm A = 1,0
– pentru l = 500 mm A = 1,07; – pentru l = 200 mm A = 1,17.
5.7. Normarea lucrãrilor manuale
Lucrãrile manuale de lãcãtușerie, ajustaj, demontare și montare se
pot determina pe baza cronometrãrii sau cu relații analitice de calcul a
timpului de bazã manual. Stabilirea analiticã a normelor are mai mult un
caracter orientative de verificare. Timpul de bazã pentru tãierea cu
ferãstrãul manual se poate determina cu relația:
nfFtb⋅= (5.15)
în care: F este suprafața de tãiat, în mm;
f secțiunea tãiatã la o cursã dublã, mm2/cd;
n – numãrul de curse duble (40-60 curse duble pe minut). Pentru operațiile de pilire manualã timpul de bazã se determinã cu relația:
nfsFhtb⋅⋅⋅= (5.16)
în care: h grosimea stratului de pilit, mm;
F suprafața ce trebuie pilitã, mm2;
s grosimea stratului pilit la o cursã dublã, mm; f suprafața pilei în contact cu piesa, mm
2;
n numãrul de curse duble/min, n = 40 60 curse duble/minut.
Timpul de bazã pentru filetarea manualã se determinã cu relația:
npmltb⋅⋅= (5.17)
în care: l este lungimea filetului, în mm;
m numãrul de treceri cu tarodul sau filiera; p pasul filetului, mm/rot; n – numãrul de rotiri manuale/min, n = 20 – 30 rot/min.
254 Timpul de bazã pentru deșurubare sau înșurubare se poate determina
cu relația:
npltb⋅= (5.18)
în care: l este lungimea filetului pe ntru înșurubare sau deșurubare, mm;
p pasul filetului, mm/rot;
n numãrul de rotiri ale cheii/min; n = 40 80 rot/min. Când sunt montate și șaibe, timpul de majoreazã cu (10 15)%. În ceea ce privește normarea celorlalte lucrãri întâlnite în procesul
de reparație cum ar fi: repararea ra diatoarelor, lucrãri de tinichigerie,
lucrãri de montare și demontare, dato ritã diversitãții mari cât și variația
timpilor de bazã și auxiliari, normare se face pe bazã de cronometrare și fotografiere a zilei de lucru. Trebui e sã se aibã în vedere cã atât
cronometrarea cât și fotografierea zile i de lucru trebuiesc fãcute de mai
multe ori și în condiții cât mai diferite, încât media rezultatã sã cuprindã pe
cât posibil toate aspectele operațiunilor normate.
255Capitolul 6
RECONDIȚIONAREA ORG ANELOR DE MAăINI
6.1. Considerații generale
Întrucât recondiționarea pieselor, indiferent de va riantele posibile
ca urmare a metodelor de recondiționare aplicate, trebuie sã se facã cu
respectarea integralã a condițiilor tehnice impuse piesei pentru fiecare clasã de piese, se prezintã condițiile tehnice pe care trebuie sã le satisfacã. De asemenea, pentru cã tehnologia de reparație nu înseamnã numai
recondiționarea din nou a unor piese care s-au uzat la limita maximã, considerãm utilã indicarea materi alelor recomandate, precum și a
semifabricatelor larg utilizate. În aces t fel, prin indicarea condițiilor tehnice
a materialelor și a semifabricatelor recomandate fiecãrei clase de piese,
considerãm cã se dau indicații prețioase atât pentru proiectarea și fabricarea
pieselor cât și pentru recondiționarea lor.
6.2. Recondiționarea pieselor din clasa axe-arbori
Arborii sunt organe de mașini de stinate transmiterii unui moment de
torsiune în lungul axei lor, ca și susțin erii altor organe de mașini. Dupã felul
axei geometrice arborii pot fi rectilinii, marea majoritate, și cotiți, iar dupã
forma secțiunii pot fi cu secțiune circ ularã, inelarã, profilați sau canelați.
Axele sau osiile sunt organe de mașini destinate susținerii pieselor aflate în mișcarea de rotație și nu transmit momente de rãsucire.
Recondiționarea arborilor (axelor) netezi și în trepte, cu secțiune circularã sau inelarã și axa rectilinie
În construcția de mașini aceastã grupã din clasa arbori este foarte
rãspânditã. Fabricarea lor în func ție de condițiile concrete în care
funcționeazã se face diferențiat, însã în general, se folosesc anumite metode
de prelucrare, în baza unui tr aseu tehnologic devenit clasic.
Condiții tehnice
Arborii netezi și în trepte tre buie sã satisfacã urmãtoarele condiții
tehnice:
256- dimensiunile diametrale ale fusurilor se executã în clasa 2 și 3 de
precizie. În mod frecvent însã, în anu mite situații speciale, se executã în
clasa 1 de precizie;
– abaterile de formã privind ovalitat ea și conicitatea arborilor netezi
și a fusurilor arborilor în trepte, se recomandã a fi cuprinse în limitele
toleranțelor dimensiunilor diametrale ale lor. În anumite situații concrete,
când prescripțiile privind abaterile de fo rmã trebuie sã fie mai severe, se fac
precizãri în tehnologia de fabr icație sau recondiționare;
– bãtaia fusurilor pe care se mont eazã diferite organe de mașini în
raport cu fusurile de sprijin ale arborelui, nu trebuie sã depãșeascã 0,01…0,03 mm;
– toleranța la lungime a treptelor este cuprinsã între 0,05-0,2 mm;
– rugozitatea suprafețelor fusurilor, Ra = 1,6…0,4 µm.
Materiale Materialele de bazã în confecționarea arborilor sunt oțelurile carbon
și aliate care satisfac condițiile de rezistențã impuse. În funcție de solicitarea la care este s upus arborele, se recomandã urmãtoarele materiale:
– pentru arbori de dimensiuni mic i și precizie redusã fãrã sã fie
supuși la solicitãri mecanice mari, însã lucreazã în condiții grele de uzurã,
se folosesc oțelurile AUT 12; AUT 20; AUT 30;
– arbori cu solicitãri mecanice și uzurã medie se executã din oțeluri carbon obișnuite, din oțel carbon de calita te, sau din oțel tras la rece;
– pentru arborii cu tenacitate ri dicatã a miezului, supuși la uzurã
pronunțatã și la eforturi mici, se r ecomandã oțeluri de cementare OLC 15;
– pentru arbori supuși la solicitãri mecanice variabile, de încovoiere,
se recomandã OL 50, OL60, OLC35;
– arborii supuși unor solicitãri mecanice mari se executã din OL 70; OLC 45; OLC 60. – pentru arborii care sunt supuși la solicitãri specifice mari și
lucreazã în condiții grele de uzurã, se pot folosi oțeluri crom-nichel, crom-
mangan și crom-molibden pentru cementa re. Tot în aceste cazuri se mai pot
folosi oțeluri aliate de îmbunãtãțire de tipul crom-nichel, crom-molibden,
crom-mangan, mangan-siliciu și crom-vanadiu. Iatã câteva exemple de materiale folosite pentru axe și arbori: – axele de piston: 17C M10, 21TMC12, 28TMC12, OLC45;
– axul de comandã al servomotorului: 20MC12;
– arborele canelat al pompei hidraulice 40MC11;
– osiile din dreapta și din stânga la tractoare: 40MC11;
– arborele prizei de putere: OLC 60;
257 – pentru diverse alte axe și arbori OLC 45.
Semifabricate
Alegerea semifabricatelor se face ținându-se seama de tipul de producție, de forma și dimensiunile ax elor, de proprietãțile fizico-mecanice
care se impun în timpul exploatãrii.
Pentru confecționarea axelor și arborilor se folosesc drept
semifabricate bare laminate, materiale forjate și matrițate, iar în ultimul
timp se folosesc și semifabricate turnate. Pentru fabricarea arborilor netezi se folosesc exclusiv bare laminare,
iar pentru fabricarea axelor în trepte se folosesc semifabricate forjate sau
matrițate (depinzând de forma și dimens iunile piesei) și cu oarecare rezervã
semifabricate turnate mai ales din fontã nodularã.
a. Recondiționarea axelor netede
În funcție de destinația axului, ținând seama de materialul din care
este confecționat și de condițiile de lu cru, recondiționarea poate fi fãcutã în
mai multe moduri:
– recondiționarea la un diametru infe rior (la o treaptã de reparație);
– recondiționarea prin pãstrarea dimensiunii inițiale; – recondiționarea la o dimensiune majoratã.
Pentru cã axul de piston permite aplicarea tuturor acestor metode, se va alege ca piesã reprezentativã, fãcâ ndu-se referire la posibilitãțile de
recondiționare ale acestuia.
Recondiționarea la un diametru inferior
Axele de piston se fac din oțel aliat 21TMC12, cementat pe
adâncimea de 0,8…1,2 mm, cãlit și reve nit pentru obținerea duritãții de
56…62 HRC. În timpul funcționãrii motorului, suprafața exterioarã a axului de
piston se uzeazã din cauza frecãrii cu locașurile din piston și cu bucșe
bielei, sub acțiunea gazelor și a forțelor de inerție. drept urmare, jocurile de
montaj se mãresc și la depãșirea unei anumite limite, stabilite pe baza datelor statistice, apar bãtãi. Ținând seama de condițiile de funcționare, precum și de
posibilitãțile de recondiționare a piesel or conjugate (posibilitãți dictate de
criterii tehnice), pentru axele de piston, pentru diferite motoare, s-au stabilit
trepte de reparații.
Întrucât la axul piston, și în ge neral la piesele din grupa axelor
netede, se uzeazã suprafața exterioarã traseul tehnologic de recondiționare
258este prezentat în tabelul 6.1 pentru rec ondiționarea la o treaptã de reparație,
prin micșorarea dimensiunii. Fiind axe netede, operația de rec tificare se executã în cele mai bune
condiții pe mașini de rectificat fãrã vârfuri, prelucrarea efectuându-se în
baza schemei prezentate în fig. 6.1.
Tabelul 6.1. Traseul tehnologic pentru recondiționarea axelor
netede prin micșorarea dimensiunii inițiale
Nr.
crt. Denumirea operației sau
fazei Utilajul folosit Suprafața de
așezare
1. Rectificarea de degroșare
a suprafeței exterioare Mașinã de rectificat fãrã
vârfuri exterioarã
2. Rectificarea de finisare a
suprafeței exterioare Mașinã de rectificat fãrã
vârfuri exterioarã
3. Lepuirea (rodarea)
suprafețelor exterioare Strung sau dispozitiv între vârfuri
4. Control final Aparate –
Fig. 6.1. Schema de preluc rare pe mașina de r ectificat fãrã centre :
1-disc abraziv așchietor; 2- disc abraziv conducãtor; 3-piesã; 4-lineal
Mașina de rectificat fãrã vârfu ri este prevãzutã cu douã discuri
abrazive dintre care unul este discul ab raziv așchietor (1), iar celãlalt este
discul conducãtor (2). Piesa (3) se așeazã pe inelul de conducere (4) și se
sprijinã pe discul conducãtor, fiind an trenatã în mișcarea de rotație cu o
vitezã perifericã rezultantã din vitezele periferice ale celor douã discuri abrazive. Acestea din urmã se rotesc în același sens.
259 Prelucrarea pe mașinile de rectifi cat fãrã vârfuri se poate realiza fie
prin trecere (în care caz piesa este antrenatã în mișcare de avans
longitudinal-paralelã cu axul discului abraziv așchietor prin înclinarea
axului discului conducãtor cu un anumit numãr de grade în funcție de natura
prelucrãrii), sau prin pãtrundere, la car e în spatele linealului de conducere se
așeazã un opritor, prelucrarea efectuându-se prin deplasarea discului
conducãtor cu linealul și piesa spre disc ul abraziv așchieto r. Fixarea piesei
în opritor se realizeazã prin înclinar ea ușoarã a axei discului abraziv,
conducãtor, cu circa 0,5…1o.
Atât rectificarea de degroșare cât și rectificarea de finisare se executã pe mașini de rectificat fã rã vârfuri prin metoda avansului
longitudinal, diferind prin natura discului abraziv aș chietor și prin regimul
de așchiere. Pentru rectificarea de degroșare se recomandã un adaos de prelucrare pe diametru de 0,08…0,12 mm, cu discuri abrazive cu liant
ceramic, granulație 40…25, cu duritate N, O, D. Pentru rectificarea de
finisare, adaosul de pr elucrare pe diametru se recomandã de 0,03…0,05 mm,
folosindu-se discuri abrazive cu liant ceramic, mai frecvent însã cu liant de
vulcanitã (cauciuc), cu granulație de 6…5 și duritatea N,O. Viteza perifericã
a discului abraziv așchietor este de 25…30 m/sec, iar viteza perifericã a piesei în jur de 14…16 m/min. Avansul longitudinal se realizeazã prin înclinarea axei discului
abraziv conducãtor, pentru rectifi carea de degroșare cu pânã la 5…6
o, iar
pentru rectificarea de finisare cu maximum 1…2o. Înseamnã cã în cazul
operației de rectificare de degroșare se obține un avans longitudinal mult
mai mare, pentru cã în relația de cal cul a avansului apare și unghiul de
înclinare a axei discului conducãtor. Operația de lepuire (rodare) se recomandã axelor de piston în
vederea asigurãrii unei suprafețe netede, fãrã rizuri sau lovituri. Nu este
introdusã în traseul tehnologic al tuturor axelor din aceastã grupã.
Tehnologul care întocmește tehnologia de recondiționare, stabilește de la
caz la caz necesitatea introducerii acestei ope rații, în funcție de precizia și
calitatea de suprafațã prevãzute în condițiile tehnice ale piesei. De obicei, operația de lepuire se face pe strung, sau în general pe o
mașinã cu posibilitatea de prindere într e vârfuri. prinderea axelor de piston
între vârfuri, datoritã faptului cã s unt goale în interior, se face pe un
dispozitiv special prezentat în fig. 6.2, iar a axelor pline se face direct între
vârfurile mașinii.
260
Fig. 6.2. Dispozitiv de fixat axe de piston între vârfuri : 1-șurub cu con
fix; 2-con mobil; 3-piulițã; 4-ax de piston
În acest dispozitiv axul de piston (4 ) este fixat cu ajutorul bucșei
extensibile (2), a piuliței (3) și a dornului conic (1) care se așeazã între
vârfurile mașinii. pentru lepuire se folosește un dispozitiv ca cel din fig. 6.3.
Fig. 6.3. Dispozitiv de lepuit axe de piston : 1-manșon; 2-bucșã
ex tensibilã; 3-șurub de reglaj; 4-barã
Dispozitivul se compune din manșonul (1), în interiorul cãruia se
introduce bucșa extensibilã (2), putându- se fixa la dimensiunea necesarã cu
ajutorul șurubului (3). În vederea de plasãrii dispozitivului în lungul axului
de piston se folosesc braț ele (4). Deplasarea dispoziti vului de rodat se poate
realiza fie manual, cu ajutorul brațel or (4), fie automa t, în cazul în care
operația se executã pe strung. Unul di n brațele dispozitivului se fixeazã pe
cãruciorul strungului aplicând acestuia o mișcare de avans longitudinal cu
o anumitã valoare.
Pentru obținerea unei suprafețe de calitate corespunzãtoare, se
folosește o pastã abrazivã cu care se unge suprafața exterioarã a axului de
piston, formatã dintr-un liant care conțin e granule foarte fine de abraziv.
Ca materiale pentru formarea pa stei se folosește electrocorindon,
carburã de siliciu, oxidul de fier, oxi dul de crom, varul de Viena etc.
Liantul este o substanțã activã di n punct de vedere chimic și poate
avea diferite compoziții, printre care una dintre ele este: cearã și parafinã
amestecate cu petrol lampant. Procesul de rodare este activat de substanța
activã din punct de vedere chimic, prin formarea unei pelicule moi,
261superficialã de metal oxidat, ce se îndepãrteazã foarte ușor sub acțiunea
mecanicã a granulelor abrazive.
Viteza perifericã a piesei se recomandã într-o gamã destul de largã
5…30 m/min. Pentru obținerea unei calitãți de suprafațã mai bune, se vor alege vitezele periferice ale piesei ma i mici. În cazul folo sirii acestui regim
de așchiere, la o deplasare lentã a dis pozitivului de rodare și la un adaos de
prelucrare de 0,005…0,02 mm, se obține o suprafațã cu rugozitatea Ra =
0,4…0,012 µm. De apreciat cã jocul între dis pozitivul de rodare și diametrul
exterior al axului va fi de ma ximum 0,01…0,02 mm. Pe mãsurã ce diametrul
axului se prelucreazã (se micșoreazã), în același timp, datoritã acțiunii
granulelor abrazive, se uzeazã (se mãrește) și diametrul interior al bucșei
dispozitivului. Pentru ca prelucrarea sã se execute în condiții normale,
periodic se reface jocul prin strângerea șurubului de reglaj al dispozitivului.
Acest traseul tehnologic se folosește frecvent în cazul
recondiționãrii axelor de piston, a axelor culbutorilor de la mecanismele de
distribuție, a axului roții intermediare de la mecanismul de distribuție etc.
Sunt și cazuri în care dacã axele prezintã uzuri peste limita maximã
admisibilã nu se mai recondiționeazã, cu m ar fi: axul pinionului condus de
la pompa de apã, arborele pompei de apã (admițându-se în anumite situații
când uzura este foarte micã sã se cromeze și apoi sã se prelucreze la dimensiunea inițialã etc.).
Recondiționarea prin pãstrarea dimensiunii inițiale este destul de
des folositã pentru piese de tipul axel or netede. Dupã ce piesa s-a uzat pânã
la limita maximã admisibilã pentru aj ungerea la dimensiunea nominalã se
folosește metoda de încãrcare a supraf eței. Încãrcarea suprafeței uzate se
face prin depunere de material, folosindu-se urmãtoarele posibilitãți:
– cromarea poroasã; – încãrcarea cu sudurã prin vibrocontact; – încãrcarea prin sudurã electricã manualã; – încãrcarea prin sudurã electricã sub strat de flux.
Dintre acestea, acoperirea prin cromare poroasã este metoda cea mai
des utilizatã, putându-se depune un st rat de crom de 0,05..0,3 mm pe razã.
Celelalte metode se aplicã atunci când cantitatea de material ce
trebuie depusã este mare, putâ nd ajunge pânã la 3…4 mm (în cazul
metalizãrii).
Metoda de restabilirea a dimensiun ilor inițiale prin cromare este
folositã în cazul axelor de piston, a arborelui pinionului conducãtor al
pompei de apã, la arborele pompei de apã, în care caz se recomandã
cromarea durã și numai atunci când uzura este micã.
262Încãrcarea prin sudurã prin vibroc ontact se poate aplica la axul
sateliților, axelor intermediare de re ductoare, arborele de antrenare din
același subansamblu etc.
Încãrcarea prin sudurã electricã manualã se aplicã în cazul
recondiționãrii axului pârghiei ambrei ajului reductorului planetar etc.
În toate cazurile, în funcție de grosimea stratului ce trebuie depus,
de grosimea materialului pe care se f ace depunerea (diametrul axului) și de
alte elemente specifice, se adoptã un anumit regim de lucru, anumite
materiale de aport, precizate în capitolul 7.
Traseul tehnologic de recondiționare la dimensiunea inițialã a axelor
este prezentat în tabelul 6.2.
Tabelul 6.2. Traseul tehnologic de recondiționare a axelor la
dimensiunea inițialã
Nr.
crt. Denumirea operației sau fazei Utilajul folosit Suprafețe de
așezare
1. Rectificarea exterioarã Mașina de
rectificat Între vârfuri
2. Încãrcarea axului (prin cromare,
sudurã electricã, manualã, prin vibrocontact sau s ub strat de flux) Utilaj specializat Dispozitive
3. Rectificare exterioarã de degroșare Mașinã de
rectificat Între vârfuri
4. Rectificare exterioarã de finisare Mașinã de
rectificat Între vârfuri
5. Rodarea suprafeței exterioare Dispozitiv Între vârfuri
6. Control final Dispozitiv
În traseul tehnologic de la început, mai ales încãrcãrii prin cromare,
care necesitã operația de rectificare pe ntru a uniformiza suprafața uzatã,
pentru a înlãtura ovalitatea și conicita tea axului, astfel sã se asigure o
suprafațã netedã pentru depunerea uniform ã a stratului de material de aport.
Fiind o rectificare de uniformizare, para metrii discului abraziv și regimul de
lucru sunt cei prevãzuți pentru rectificarea de degroșare.
Operațiile de rectificare se executã în condițiile precizate.
Dacã prin operațiile de încãrcare piesa nu mai corespunde din
punctul de vedere al duritãții, este neces ar ca în traseul tehnologic înainte de
263operațiile de prelucrare prin rectificar e, sã se introducã un tratament termic
corespunzãtor (de obicei cãlire cu reve nire în anumite medii și la anumite
temperaturi care se fixeazã în func ție de natura materialului).
Sunt și cazuri când dupã încãrcare nu este necesarã operația de
rectificare, fiind suficientã din punct de vedere al preciziei și operația de
strunjire. Astfel, în cazul recondiționã rii prin încãrcare a axului pârghiei
ambreiajului principal, sau a axului pârghiei ambreiajului reductorului
planetar, dupã operația de încãrcare cu sudurã electricã pânã la diametrul de
23 mm (diametrul nominal fiind 060,0
130,022+
−φ mm), se face operația de
strunjire la diametrul inițial, fie la un diametrul majorat la dimensiunea
060,0
130,05,22+
− φ mm.
Recondiționarea la o dimensiune majoratã este specificã axelor de
piston și se efectueazã dupã ce axul de piston a ajuns la dimensiunea majoratã cu 0,3 mm prin operația de umflare.
În tabelul 6.3 se prezintã trepte de reparație la o dimensiune
majoratã a axelor de piston.
Tabelul 6.3. Recondiționare axelor de piston la o dimensiune
majoratã pentru motorul tractorului
Denumirea parametrilor Locul de contact cu
biela Locul de contact cu
pistonul
Dimensiunea nominalã 40-0,08 40-0,08
Limita de uzurã admisã 39,964 39,972
Dimensiunea de reparație 40,3-0,08 40,3
Limita de uzurã admisã 40,264 40,272
Jocul normal 0,003…0,015 0…-0,02
Jocul admis fãrã reparație +0,06 +0,026
În cazul în care dupã operația de umflare și recondiționare la o
dimensiune majoratã axul de piston a ajuns la limita de uzurã admisã, se
poate recondiționa la dimensiunea nor malã, prin rectificare urmatã de
rodare. În tabelul 6.4 este indicat traseul de recondiționare la o dimensiune
majoratã a axului de piston.
Operația de încãlzire în vederea înmuierii se face în cuptor electric
sau în cuptor cu gaze.
264 Pentru a evita pãtrunderea arculu i în interior, cutiile metalice de
nisip uscat în care sunt introduse axele, se izoleazã. Dupã uscarea izolației se mențin în cuptor circa 2 ore, la temperatura de 800….850
oC dupã care,
timp de 12 ore se rãcesc lent odatã cu cuptorul.
Tabelul 6.4. Traseul tehnologic de recondiționare a axului
de piston la o dimensiune majoratã
Nr.
crt. Denumirea operației sau fazei Utilajul folosit Suprafața de
așezare
1. Încãlzire în vederea înmu ierii Cuptor Exterioarã
2. Umflare prin presare Presã Dispozitiv
3.a. Tratament termic: cementare,
cãlire-revenire Cuptor, baie Cutii metal
Dispozitive
3.b Control tratament Aparate Dispozitive
4.a Rectificarea de degroșare a
suprafețelor exterioare Mașinã de
rectificat fãrã vârfuri Exterioarã
4.b Rectificarea de finisare a
suprafețelor exterioare Idem Idem
5. Rodarea suprafeței exterioare Dispozitiv Între vârfuri
6. Control final
Operația de umflare a axului de piston se realizeazã cu ajutorul
dispozitivului prezentat în fig. 6.4. Dupã ce axele de piston se rãcesc, se introduc în dispozitiv, care constã dintr-un suport (1) în care se introduce
bucșa (2) cu diametrul interior egal cu diametrul la care se umflã axul de
piston, iar în interiorul lui bucșa extensibilã (3) prin care se trece un set de trei dornuri conice cu diferențe între ele de 0,2 mm. În fig. 6.4 b se indicã
metoda de scoatere a bucșei elastice, iar în fig. 6.4 c scoa terea axului piston
umflat. Dupã operația aceasta, care se executã pe o presã indiferent de
forma ei constructivã, cu forța de maximum 1 tonã, axele de piston sunt
supuse operației de tratament termic. În vederea cementãrii, axele sunt
umplute cu nisip, se introduc în cutii metalice cu mediu carburant (praf de
cãrbune de lemn- mangal – amest ecat cu 5…10% sodã calcinatã).
Cementarea se face la temperatura de 900…950
oC timp de 5…6 ore pentru a
asigura difuzarea carbonului, dupã care se face cãlirea în ulei la temperatura
265corespunzãtoare metalului și apoi re venirea în apã la temperatura de
170…190o C pentru asigurarea duritãții de 56…62 HRC.
Operațiile de rectificare (care pot fi de degroșare și de finisare) și de
rodare, se fac în condițiile stabilite anterior.
Fig. 6.4. Dispozitiv pentru umflarea axului piston:
1-suport; 2- bucșã limitatoare; 3-bucșã extensibilã, 4-ax piston; 5-dorn
conic; 6-prelungitoare; 7,8-dorn; 9-piston
Controlul final al pieselor rec ondiționate, indifere nt de metoda
folositã, constã în controlul dimensional, scop în care se folosesc
instrumente obișnuite, controlul duritã ții pieselor, controlul abaterilor de
formã (ovalitate, conicitate și eventual al poligonalitãții defect destul de
frecvent la prelucrarea prin rectificare pe mașini de rectificat fãrã centre
dacã reglajul nu este corespunzãtor) și controlul calitãții de suprafațã.
b. Recondiționarea ar borilor în trepte
Recondiționarea arborilor în trepte se face în marea majoritate a
cazurilor, în aceastã situație singura posibilitate de recondiționare este
încãrcare prin una din metode, urmatã de prelucrarea la dimensiuni inițiale.
La dimensiuni de reparație (treaptã de reparație) se recondiționeazã de
obicei canalele de panã uzate și interioare uzate.
Acest tip de arbore este foarte rã spânditã prezentând ca suprafețe de
uzurã fusuri pe care vin montați rulme nți, caneluri pe care se deplaseazã roți
dințate, canale de panã uzate, filete exterioare sau interioare, alezaje.
266Ca exemplu pentru stabilirea te hnologiei de recondiționare se
considerã arborele unui reductor (fig. 6.5).
În tabelul 6.5. se prezintã, pentru suprafețele de uzurã defecte,
dimensiunile și valorile admise pentru reparație.
Fig. 6.5. Arborele prizei de putere
Tabelul 6.5. Dimensiunile admise pânã la recondiționare ale
arborelui reductorului pr izei de putere
Dimensiuni, jocuri, strângeri, mm
Nominale Admise pânã la
reparație Nr. crt. Denumirea
defectului
Dimensiuni Joc,
strângere Dimensiuni Joc,
strângere
I Uzura fusului
pentru rulment 020,0
032,040+
− 003,0
032,0+
− 40,02 0
II Uzura fusului
pentru rulment 25-0,014 047,0
020,0+
− 24,962 -0,095
III Uzura
canelurilor 11,0
16,075,8+
− – 8,00 -1,8
IV Uzura locașului
pentru axul satelitului
005,0
004,04,15+
−
005,0
014,0+
− 15,405 -0,017
V Uzura locașului 055,0
015,08+
− – 8,3 –
Fusurile pentru rulmenți, uzate, se recondiționeazã, în exemplul
prezentat, prin cromare (II sau încãrcare prin sudurã prin vibrocontact (I), în
alte situații, de exemplu, în cazul os iilor de transmitere, încãrcarea se face
267prin sudare prin vibrocontact, sudare sub strat de flux sau încãrcare prin
sudurã manualã; în cazul arborelui intermediar și prizei de putere recondiționarea la dimensiunea inițialã se face prin crom are durã, încãrcare
prin sudurã electricã manualã.
Toleranțele sau strângerile s-au stabilit ținându-se seama de
toleranțele și limitele de uzurã admise pânã la reparație ale pieselor conjugate.
Recondiționarea canelurilor uzate, indi ferent de natura arborelui, se
face prin încãrcare cu sudurã electri cã manualã, înainte de încãrcare se
recomandã ca operații pregãtitoare, curã țirea cu o perie de sârmã pânã la
luciul metalic, dupã care se face încãr carea mai întâi a golurilor canelurilor
și apoi a proeminențelor. Pentru ev itarea deformațiilor arborelui datoritã
temperaturii mari ce se dezvoltã, sudarea se face alternativ la 180
oC în
ordinea indicatã în fig. 6.6.
Fig. 6.6. Ordinea de încãrcare cu sudurã a canalelor
Uzura locașului pentru axul satelitului, sau în general uzura
alezajelor, se face prin majorarea dimens iunilor fie cu alezoare reglabile, fie
prin strunjire sau rectificare, depin zând și de poziția gãurii fațã de axa
piesei, de dimensiunile de gabarit ale acesteia.
Locașul de panã uzat se rec ondiționeazã în marea majoritate a
cazurilor prin majorarea dimensiunii, de obicei prin frezare, cu 0,5 mm
admițându-se pânã la reparație o creș tere a lãțimii canalului cu maximum
0,3 mm. Sunt și cazuri când canalul de panã se încarcã prin sudurã electricã manualã și apoi se executã prin fr ezare un canal de panã la dimensiuni
inițiale, sau prin executarea unui canal de panã nou, prin frezare, decalat cu
180
oC fațã de primul, numai în situația în care nu se modificã condițiile de
funcționare și permite formarea arborelui.
Stabilirea regimurilor de lucru și a caracteristicilor materialului de
aport pentru sudurã se face dupã indicațiile date în capitolul 7.
Traseul tehnologic de recondiționare a arborelui prizei de putere
este prezentat în tabelul 6.6.
268Operația de rectificare 1 și 9 se executã în condițiile cunoscute, cu
precizarea cã operația 9 poate fi formatã din douã faze (rectificare de degroșare și finisare a suprafeței I și II).
De precizat cã discurile abrazive, adaosul de prelucrare și viteza
perifericã a discului așchietor sunt cele indicate în cazul prelucrãrii axelor netede.
Rectificarea exterioarã între vârfu ri se executã pe mașini de
rectificat rotund exterior dupã schema din fig. 6.7.
Tabelul 6.6. Traseul tehnologic de recondiționare a arborelui
reductorului prizei de putere
Nr.
crt. Denumirea operației sau fazei Mașina sau utilajul Suprafața de
așezare
1. Rectificarea fusurilor în cazul
cromãrii lor Mașina de rectificat Între vârfuri
2. Acoperirea sau încãrcarea
fusurilor (prin cromare sau sudare prin vibrocontact) Baie de cromare
Instalație specialã Dispozitiv,
între vârfuri
3. Sudarea electricã manualã a
canelurilor uzate Dispozitiv Dispozitiv
4. Controlul suprafețelor acoperite Aparate Dispozitiv
5.a Strunjirea suprafețelor încãrcate
cu sudurã electricã manualã Strung SN-400 Între vârfuri
5.b Strunjirea suprafeței fundului (I)
în cazul încãrcãrii prin sudurã prin vibrocontact Strung SN-400 Între vârfuri
6. Alezarea locașurilor prin axul
satelitului Dispozitiv Dispozitiv
7. Frezarea canalului de panã Mașinã de frezat Suprafața
exterioarã
8. Frezarea canelurilor Mașinã de frezat Între vârfuri
9. Rectificarea fusurilor (I și II) și
a diametrului exterior al canelurilor (III) Mașinã de rectificat
universalã Între vârfuri
10. Rectificarea flancurilor
canelurilor (III) Idem Idem
11. Control final Aparate Dispozitive
269
Fig. 6.7. Scheme de lucru pe mașinile de rectificat rotund exterior :
a-rectificarea cu avans longitudinal; b-rectificare cu avans transversal
Piesa (1) fixatã între vârfurile mași nii de rectificat este antrenatã în
mișcarea de rotație de antrenorul (2). pentru realizarea rectificãrii piesa are
mișcarea de rotație cu viteza perifericã (v
p, m/min), discul abraziv având de
asemenea mișcarea cu viteza periferi cã (v, m/sec). Mișcarea de avans
longitudinal (sl, mm/rot) pentru prelucrarea piesei pe toatã lungimea o are
fie discul abraziv, fie piesa, în ma re majoritate a cazurilor piesa, iar
mișcarea de avans transversal (st, mm), pentru îndepãrtarea adaosului de
prelucrare, o are discul abraziv.
Avansul longitudinal se calculeazã în fracțiuni din lãțimea discului
abraziv cu relația:
s
t = β ⋅ B [mm/rot] (6.1)
în care: β este coeficient ce reprezintã avansul longitudinal în fracțiuni
din lãțimea discului abraziv, având valori diferite pentru
rectifi carea de degroșare și de finisare;
B lãțimea discului abraziv, mm. Avansul transversal (s
t, mm) se poate realiza fie pe o cursã simplã,
fie pe o cursã dublã a discului abraziv, pe lungimea piesei.
Viteza piesei se calculeazã cu o relație de forma:
270Capitolul 7
REPARAREA INSTALAȚIILOR ELECTRICE
7.1. Necesitatea și cerințele reparãrii instalațiilor
electrice
De cele mai multe ori necesitatea reparãrii instalațiilor electrice a oricãrui utilaj deservit electric, apar e ori de câte ori acesta nu mai rãspunde
comenzilor date. Practica depanãrii acestui gen de instalații evidențiazã trei categorii
de defecte: – care întrerup funcționarea utilajului; – care necesitã întreruperea a limentãrii cu energie electricã;
– care permit funcționarea pânã la terminarea procesului în lucru.
În prima categorie se încadr eazã fenomene cum sunt: întreruperea
(cãderea) tensiunii de alimentare sau diferite scurtcircuite, în general
evenimentele care provoacã in tervenția elementelor de protecție. Aceste
stãri sunt de regulã semnalizate. Întreruperea funcționãrii utilajulu i sau a unei pãrți a acestuia se
poate datora și arderii motoarelor de acționare sau a unor electromagneți
(cuplaje, electroventile, relee, contactoare).
Existã însã și situații când este necesarã oprirea mașinii și chiar
deconectarea ei de la rețeaua electricã. În acest sens, poate fi vorba de spre o serie de zgomote, efecte
luminoase (scântei sau chiar flamã), mirosuri înțepãtoare, fum, care pot
apãrea în timpul lucrului în zonele unde este amplas at echipamentul
electric. Oprirea utilajului în asemen ea cazuri urmãrește evitarea sau
diminuarea distrugerilor. O serie de zgomote în elementele de acționare sau comandã permit
însã funcționarea utilajului în conti nuare încã un timp, dupã care sã se facã
remedierile de rigoare (î nlocuire rulmenți, reparare sau înlocuire aparate
electrice. În general, putem spune cã defect ele în instalația electricã pot avea
douã feluri de cauze: -mecanice: – întreruperi de circuite; – suprasarcini; -electrice: – scurtcircuite;
– efect termic;
271- efect electrodinamic;
– efect electromagnetic.
Întreruperea trecerii curentului elect ric prin circuitele instalației
electrice se poate datora unor scur tcircuite, vibrațiilor sau oxidãrii
contactelor. Efectele constau în secționarea ci rcuitelor, ruperea sau dezlipirea
acestora, dar și în întreruperea legã turilor la bornele unor aparate sau
motoare. Suprasarcinile care afecteazã instalația de acționare și comandã sunt: – încãrcarea exageratã a lanțurilor cinematice;
– unele distrugeri în structura acestora; – întreținerea organelor mobile. Efectele unor asemenea evenimente pot fi: deconectarea protecțiilor
dar și arderea echipamentului electri c când acestea nu existã sau nu lucreazã
corespunzãtor. Cât privește scurtcircuitarea, aceasta se datoreazã funcționãrii
necorespunzãtoare a echipamentului. Încãlzirea circuitelor parcurse de curent electric, când acesta depãșește anumite limite, poate provoca îmbãtrânirea prematurã sau chiar
distrugerea izolației conductoarelor. La nivelul contactelor aparatelor
încãlzirea datoratã curentului electri c determinã deformații și cãliri care
grãbesc scoaterea din funcțiune a acestora. În cazul curenților de scurtcircu it sau al arcului electric între
contacte, pe lângã uzura rapidã a acestora existã posibilitatea sudãrii
acestora cu consecințe negative. Forțele electromagnetice sau electrodinamice care apar la trecerea curentului electric prin diferite c onductoare pot provoca zgomote și ruperi
sau dezlipiri ale acestora, atunci când depãșesc anumite valori.
Desigur cã o parte din defectele me nționate pot fi înlãturate prin
exploatarea corespunzãtoare a utilajulu i, iar altele printr-o întreținere
îngrijitã și la timp. O mențiune specialã, în contextu l prezentei lucrãri, trebuie fãcutã
referitor la executarea unor reparații de calitate. Aceasta presupune îndeplinirea a douã cerințe principale: – nivelul de calificare a pers onalului de întreținere, și
– existența condițiilor corespunzãtoare. Condițiile unei bune depanãri a instal ației electrice se referã atât la
ambianța locului de lucru cât mai ales la existența documentației și
aparaturii de rigoare.
272 De cele mai multe ori se dispune, în acest sens, de cartea mașinii sau
de manuale de întreținere și reparații. În cele ce urmeazã ne vom referi în special la echipamentele electrice de tip convențional, spre a le deosebi de comenzile numerice și
alte echipamente care pres upun intervenția electronistului. Așadar vom trata
problema din punctul de vede re al electromecanicului.
În acest context, considerãm necesare în prealabil câteva
considerații referitoare la schemele electrice. Scheme electrice. Utilizarea lor la depanare . Sistemul electric
utilizat pentru comandã și/sau acționa re conține un numãr de aparate și
dispozitive, elementele cãrora sunt conectate prin conductoare electrice,
prin înlãnțuire magneticã sau prin legãturi mecanice. Pentru studierea
funcționãrii acestor sisteme, pentru montare și exploatare se întocmesc scheme electrice . În conformitate cu prevederile STAS 121120/90, din
punct de vedere al destinației, acestea sunt de trei feluri:
– scheme explicative , care sunt necesare pentru studiul și înțelegerea
funcționãrii unei instalații; – scheme de conexiuni , care sunt folosite în montaj și depanare;
– planuri sau tabele de amplasare , reprezentând desene de execuție
în care se precizeazã poziția realã a elementelor componente ale unei instalații. La rândul lor, scheme le explicative sunt:
– funcționale , care ilustreazã principiul de funcționare al instalației;
– de circulație, care servesc pentru înțelegerea în detaliu a funcționãrii unei instalații complexe, în special energetic; – echivalente , necesare pentru analizã și calcule.
Schemele de c onexiuni pot fi:
– de conexiuni interioare , care reprezintã legãturile între elementele
aceleași pãrți din instalație; – de conexiuni exterioare , care reprezintã legãturile între pãrți ale
instalației; – scheme de conectare la borne , elaborate pentru mașini și aparate
electrice. Dupã modul de reprezentare al ci rcuitelor, schemele electrice se
împart în: – monofilare , în care toate circuitele cu același rol funcțional se
reprezintã printr-o linie; – multifilare , în care fiecare circuit se reprezintã printr-o linie.
Sunt standardizate trei metode de reprezentare a schemelor electrice:
– asamblatã , în care toate pãrțile componente ale unui element de
schemã se reprezintã învecinat;
273 – semiasamblatã , când pãrțile componente ale unui element de
schemã se pot reprezenta distanțat, dar cu precizarea legãturilor între ele;
– desfãșuratã , în care diferitele pãrți componente ale acelorași
elemente de schemã sunt dispuse în locurile cele mai potrivite din punct de
vedere al înțelegerii schemei și claritãții acesteia. În cadrul manualelor de utilizare și întreținere, se folosesc schemele
electrice desfãșurate însoțite de schemele de conexiuni.
Pentru a putea utiliza o asemenea documentație, trebuie cunoscute câteva principii care stau la baza întocmirii acestor scheme.
În reprezentãrile respective, pentru diferite aparate și dispozitive cu
rol de comandã și acționare se folose sc semne și notații convenționale, care
sunt standardizate (STA S 1138/1 pânã la 27 din 1990). Pentru ilustrarea
modului de reprezentare, la zi, a unei scheme electrice desfãșurate se dã
exemplul din fig. 7.1.
Fig. 7.1. Schemã electricã desfãșuratã
274 Orice asemenea schemã conține douã feluri de circuite distincte:
– de forțã , pentru alimentarea elementelo r în acționare (motoare sau
electromagneți) motorul M, în fig. 7.1; – de comandã , unde sunt amplasate elementele necesare comenzii și
semnalizãrii contactorul 1K
1, în fig. 7.1.
Pentru o mai ușoarã urmãrire a funcționãrii schemei se numeroteazã
circuitele componente începând cu cele de alimentare (surse) și continuând
cu cele de forțã, comandã și semnalizar e. Aceasta se face în partea de jos a
schemei sau sus (vezi fig. 7.1). Pentru identificarea ușoarã a legã turilor din schema desfãșuratã și
instalația fizicã, se folosește notarea tuturor nodurilor și clemelor.
De asemenea, pe lângã schemã se mai indicã:
– în dreptul circuitului fiecãrui element de comandã totalitatea
contactelor acestuia și modul lor de utilizare; – la parterul schemei se deseneazã o manșetã care precizeazã rolul funcțional al elementelor de schemã; – valorile numerice ale unor mãrimi caracteristice ca: puterea,
turația, curentul, frecvența, rezistența, capacitatea etc.
În fig. 7.2 se dã un exemplu de reprezentare a schemelor pentru
legãturile exterioare în cazul unui dulap cu aparate care este în conexiune cu
douã motoare (M
1 și M2), un grup de ventile hidraulice (Y1 și Y2) și un
pupitru de reglare (PR). Din cadrul dulapului cu aparate s-a reprezentat numai rigleta X și bareta de nul PE, pentru fiecare din ele precizându-se adresa elementului
din componenta instalației cu care se leagã. În asemenea scheme se reprezintã și elementele care se aflã în interconexiune, pentru fiecar e inducându-se cablul de legãturã și eventual
adresele conductoarelor. Observații:
1. Având în vedere cã de multe ori, în special pentru utilajele mai
vechi se folosesc documentații cu notații și simbolizãri depãșite, în tratarea
ulterioarã vor apãrea asemenea scheme pentru a permite o mai ușoarã
trecere de la teoria prezentei lu crãri la practica depanãrii.
2. În continuare vom concretiza acest lucru în cazul mașinilor-unelte. Aparatura necesarã pentru repararea instalațiilor electrice . Pe
lângã sculele specifice pãrții mecanice a depanãrii cum sunt: patentul, șurubelnița, chei, penseta, trebuie in sistat asupra aparaturii care presupune
intervenții pur electrice. Un loc aparte îl are un aparat neces ar pentru evidențierea curentului
electric prin parametrii sãi: curent-tensiune.
275
Fig. 7.2. Schemã de reprezentare a legãturilor exterioare
276
Aici este vorba, în primul rând, de diferite aparate de mãsurã și
control ca: voltmetrul, ampermetrul, ohmetrul sau multimetrul, dar și de
osciloscop sau de aparaturã pentru mãsurarea controlului semnalelor
numerice.
Alegerea aparatelor necesare pleacã de la considerentele:
– localizarea primarã a defectului; – complexitatea acestuia și a schemei; – condițiile tehnice (amplasare, surse, precizia mãsurãrii). Desigur, pentru aprecierea prezenței unei tensiuni se poate folosi o lampã de control, dar cunoașterea exactã a valorii mãrimii mãsurate se
poate face doar cu un voltmetru.
Arderea unei siguranțe sau crește rea consumului unui aparat sau
dispozitiv, presupune mãsurarea curent ului absorbit cu un ampermetru,
înainte de înlocuirea protecției.
Existența unei mari diversitãți în domeniul aparaturii de mãsurã și
control permite alegerea soluției optime , adaptatã la condițiile depanãrii.
Folosirea schemelor electrice în depanare . Dacã schemele de
conexiuni servesc în gene ral pentru identificarea punctelor de mãsurã și
control, schemele desfãș urate se folosesc la depistarea propriu-zisã a
defectelor.
Se folosesc frecvent douã metode de lucru cu schemele desfãșurate:
– utilizarea ciclogramei de funcționare; – notarea stãrii circuitelor.
În primul caz, se imagineazã execu tarea comenzilor prevãzute de
ciclogramã, verificând la fiecare din ele dacã se conecteazã sau deconecteazã dispozitivul/dispozitivele respective.
A doua metodã constã în întocmir ea unui tabel în care pe orizontalã
se trec circuitele din schemã iar pe verticalã fazele din ciclogramã, notându-
se într-un anume fel stãrile închis-deschis ale elementelor din schemã.
Analiza începe cu circuitele de ac ționare, iar în sc hema de comandã
se urmãrește mai întâi modul de lucru al aparatelor cu contacte în circuitele
de forțã, continuând cu cele de co mandã și eventual automatizare.
În cele ce urmeazã vom prezenta un mod de tratare logicã a
depanãrii unor defecte atât în circuitele de forțã cât și în cele de comandã.
Schema monofilarã a alimentãrii unui consumator de tip motor
electric are în cazul cel mai general structura din fig. 7.3.
277
Fig. 7.3. Schema monofilarã a
alimentãrii motorului electric
În schemã se evidențiazã urmãtoarele componente:
– un element de întrerupere ge neralã cu rol de separație O;
– elemente de protecție (F
1 și F2) și
– elementul de conectare (comutare) K. Schema logicã pentru depana re este datã în Anexa 1.
Circuitele de comandã asigur ã alimentarea bobinelor diferitelor
aparate cu respectarea a douã condiții: – funcționarea cu comandã manualã sau automatã și
– protecția instalației și a muncii. De aceea, circuitele pentru alime ntarea bobinei unui aparat cuprind
atât contacte pentru comanda voitã a acestuia cât și contacte cu rol de protecție. În prima categorie intrã atât contactele butoanelor de comandã cât
și a elementelor de automatizar e (relee, limitatoare de cursã,
microîntrerupãtoare). Contactele cu rol de protecție se referã la asigurarea
unor blocaje sau la întreruperea ci rcuitului când a intervenit ceva în
circuitul (circuitele) de forțã comandate. O reprezentare generalã a unui circ uit de comandã este dat în fig.
7.4.
Fig. 7.4. Reprezentarea generalã a
unui circuit de comandã
278 În schemã se folosesc:
– contactul elementului de protecție, F; – contactele elementelor de comandã, S
1 și S2;
– blocajul electric, K1.
Testarea circuitului prezentat se poate face sub tensiune sau la rece, folosindu-se în primul caz un voltme tru sau lampã de control, iar în
al doilea, un ohmetru. Aparatul pentru controlul tensi unii se conecteazã cu bornã la nodul
(2) iar cu cealaltã pe rând în punctele numerotate pe figurã.
Schemã logicã de lucru este datã în Anexa 2.
La folosirea ohmetrului pentru depanare, acesta se conecteazã între
bornele numerotate cons tatându-se cauza întreruperii circuitului.
Unii depanatori folosesc procedeul sunãrii circuitelor, care constã
în recunoașterea continuitãții circuitului cu ajutorul unui aparat realizat prin
înserierea unei baterii electrice cu o lampã de control sau o sonerie (cascã telefonicã). Metoda se folosește mai al es în cazul instalațiilor care au trasee
de lungimi mari. Prin legarea la masã sau la un traseu cunoscut, a unuia din
capetele circuitului testat, se urmã rește aprinderea lãmpii sau bâzâitului
soneriei la conectarea aparatului de testare între celãlalt capãt și borna
comunã de mãsurã. În felul acesta se poate urmãri modul în care se
realizeazã conectãrile-deconect ãrile aparatelor care intervin pe respectivul
circuit, starea conductoarelor de c onexiune și a legãturilor mecanice.
În tabelul 7.1 se particularizeazã la nivelul schemei electrice a unui strung (Anexa 3) modul de reparare a instalației, precizându-se principalele
simptome, cauze și componente defecte.
Tabelul 7.1. Modul de re parație a schemei electrice a unui strung
Nr.
crt. Simptom Testãri (în ordinea
verificãrii) Componente, posibile
defecte
1. Motorul principal
m1 nu pornește -lucreazã C1, C2, C3
-siguranțele e1, e2, e3 -arse douã siguranțe -ars motor
-cablu întrerupt
-nu primește comandã
2. Motorul m1
funcționeazã în douã faze (zgomot specific datorat lipsei de putere
disponibilã) -siguranțele e
1, e2, e3
-contacte a1, C1, C2
-legãturi motor -arsã una din ele
-un contact lipsã -întreruperea uneia din ele
279Nr.
crt. Simptom Testãri (în ordinea
verificãrii) Componente, posibile
defecte
3. Mișcarea
principalã nu
schimbã sensul -lipsã tensiune la
bornele punții P1-P4
-siguranțele e10-e11
-me furnizeazã
tensiune
-siguranța e13
-cuplajele sunt alimentate -legãturi motor -puntea nu primește
tensiune -scurt-circuit în primarul lui m
6
-lipsã comandã
-punte arsã -scurtcircuit într-un cuplaj -bobinã arsã -reglajul momentului transmis este slãbit
-bobinã întreruptã (circuit
protecție defect)
4. Frâna nu lucreazã idem (pct. 3) idem (pct. 3) în plus se
verificã și eventual regleazã r
5
5. Mașina nu
primește nici o
comandã -lipsã tensiune la
bornele lui m7
-siguranțele e14-e16
-siguranțele e14-e16
arse -m
7 furnizeazã
tensiune -m7 nu primește tensiune
-m1 defect
-scurt-circuit în primarul
lui m7
-e10 arsã, defectul este în
circuitele de comandã
Observație:
În tabelul anterior s-au introdus elemente deja cunoscute, cum este
modul de deplasare a circuitului pent ru alimentarea motorului principal.
Când s-au fãcut referiri asupra veri ficãrii funcționãrii circuitelor de
comandã s-a presupus cunoașterea, din prezentarea anterioarã, a modului în
care acesta se realizeazã. Particularitãți privind repara rea instalațiilor care folosesc
electronica industrialã. Este vorba despre utilaje care utilizeazã
echipament electronic pentru comandã și control sau surse electronice de energie.
În aceastã situație se aflã utilaje le industriale care folosesc comanzi
electronice numerice reglabile, deci atât echipamente numerice cât și
analogice.
280 Aceste instalații cuprind douã pãrți:
– una convenționalã, care cupri nde elementele de comandã și
acționare electricã; – una electronicã. La aceste condiții pentru detectarea defectelor funcționale ce se pot
ivi în timpul funcționãrii este necesar ca acestea sã fie separate între cele
douã pãrți. Pentru stabilirea locului es te suficientã trecerea utilajului la
condiții de manevrã, în care caz dacã acesta rãspunde urmeazã ca defecțiunea sã fie cãutatã în cadrul echipamentu lui electronic.
Aceastã acțiune presupune cunoștințe în domeniu și o aparaturã adecvatã service-lui, care diferã de la un echipament la altul.
281Capitolul 8
BAZELE PROIECTÃRII TEHNOLOGIEI DE
ASAMBLARE
8.1. Funcțiile asamblãrilor și clasificarea lor
8.1.1. Funcțiunile de bazã al e sistemelor de asamblare
Determinarea exactã a funcțiunilor sistemului de asamblare prezintã
o importanțã deosebitã pentru con cepția tehnologiei de asamblare.
Funcțiunile de bazã ale asamblãrii, cons iderate ca sistem, sunt urmãtoarele :
1- asamblarea propriu-zisã , cuprinzând operațiile tehnologice care
se efectueazã asupra reperelor și subansamblurilor pentru realizarea subansamblurilor de rang supe rior și a produsului finit;
2- manipularea , incluzând toate operațiile de deplasare și așezare a
pieselor, subansamblurilor și produselor finite pe parcursul întregului
proces de montaj; 3- controlul , constând în esențã în operații de verificare
dimensionalã și funcționalã care au loc dupã una sau mai multe operații de
montare și manipulare pe tot parc ursul procesului de asamblare.
Acestor funcțiuni le cores pund subsistemele tehnologice, de
manipulare, respectiv de control ale si stemului de asamblare. Relațiile între
aceste subsisteme și în cadrul lor se stabilesc de cãtre un subsistem de comandã. În cadrul funcțiunii tehnologice de asamblare se deosebesc:
a. asamblarea , care cuprinde operațiile de îmbinare și solidarizare a
pieselor și subansambl elor de rang inferior;
b. reglarea și ajustarea constând din operații prin care se corecteazã
dimensional și funcțional ansamblul r ealizat, în conformitate cu rezultatul
operațiilor de control, precum și a lte operații speciale conexe, care se
executã în cadrul sistemului de asamblare.
8.1.2. Clasificarea și reprezentarea funcțiunilor de asamblare
În fig. 8.1 sun prezentate operațiile uz uale ale asamblãrii prin semne
convenționale dupã prescripțiile VDI 3239. Simbolurile adoptate de VDI
282sunt ușor de reținut, re dând nemotehnic esența func țiunii respective. În fig.
8.2 sunt reprezentate operațiile uzuale de manipulare, folosind de asemenea
simbolurile adoptate de VDI. În fig. 8.3 sunt reda te simbolurile
principalelor operații de control, iar în fig. 8.4 cele ale operațiilor de
ajustare și reglare.
Fig. 8.1. Operațiile de asamblare Fig. 8.2. Operațiile de manipulare
Fig.8.3. Operațiile de control Fig. 8.4. Operațiile de ajustare-reglare
În cadrul sistemelor de asambl are se efectueazã, de asemenea,
numeroase operații speciale, intercalate de obicei între operații de asamblare, asupra unor ansa mble parțiale sau asupra produsului finit. Cele
mai uzuale sunt: marcarea, ungerea, degresarea, vopsirea, conservarea,
încãlzirea, rãcirea ș.a. Ele se pot sim boliza printr-un dreptunghi în interiorul
cãruia se noteazã denumirea prescurtatã a operației.
283 Reprezentarea prin simboluri a funcțiunilor (operațiilor) unui sistem
de montaj are numeroase avantaje. As tfel utilizarea catalogului de simboluri
asigurã o desfãșurare ordonatã a anali zei procesului tehnologic de proiectat.
Pentru reprezentarea unor opera ții care se efectueazã simultan în
același loc de muncã simbolurile se deseneazã adiacente; succesiunea în
timp a operațiilor este marcatã printr-o sãgeatã. În fig. 8.5 este datã
reprezentarea schematicã dupã aceste reguli a unui sistem de montaj.
Fig. 8.5. Schema unui sistem de asamblare
Analiza ponderii diferitelor operații de montaj în timpul total sau în
durata ciclului de montaj permite concentrarea atenției tehnologilor asupra
acelor operații la care o intervenție are cele mai mari șanse de a realiza economii. Astfel, dupã cum rezultã di n fig. 8.6, în cazul montajului de
produse unicate și de serie micã, cu exig ențe ridicate de precizie, peste 50%
din manoperã revine opera țiilor de ajustaj. În schimb, la montarea unei
producții de serie, ponderea revine ope rațiilor de asamblare. În primul caz
trebuie sã fie îndreptatã atenția asupra eliminãrii operațiilor de ajustare,
acționând în principal asupra preciziei de prelucrare a pieselor. În al doilea
caz principalul efort trebuie depus asupra mecanizãrii (fig. 8.6) și automatizãrii operațiilor de asamblare (fi g. 8.7). În ambele cazuri trebuie sã
se dea atenție manipulãrii, care consumã circa o treime din timpul total de lucru.
Fig. 8.6. Ponderea operațiilor la Fig. 8.7. Ponderea operațiilor la
asamblarea mașinilor-unelte asamblarea în se rie mare (punte de
automobil)
2848.2. Condiții tehnologice în proiectarea
ansamblelor și pieselor
8.2.1. Noțiuni generale Trecerea la asamblarea mecanizatã și automatizatã constituie un
proces complex, pentru reușita cãrui a trebuie sã contribuie, pe lângã
mãsurile intrinseci, care se referã la procesul propriu-zis de montaj, și
factori extrinseci. Anterior s-au me nționat pe scurt condițiile exterioare
care trebuie create în cadru l spațiului de producție pentru ca sã se poatã
valorifica în mod maximal posibilitã țile tehnologice de perfecționare a
montajului. S-a menționat în primu l rând condiția privind concepția
constructivã, exprimând mãsura în care proiectarea ansamblelor și pieselor
corespunde cerințelor de mecanizare și automatizare a montajului.
Totalitatea condițiilor privind con cepția constructivã a nodurilor și
pieselor în legãturã cu asamblarea f ace parte din complexul de principii,
reguli și prescripții de proiectare a mașinilor având drept scop adoptarea
acelor soluții constructive care, mențin ând nealteratã funcționalitatea, dau
posibilitatea aplicãrii proceselor tehnologice de înaltã eficiențã, sub aspectul
prețului de cost și al productivitãții muncii. În limba românã ele sunt denumite în general condiții tehnologice de proiectare sau tehnologicitate, fiind bine cunos cute în manualele de tehnologia
construcțiilor de mașini.
În ceea ce privește asamblarea, pr oblema este ceva mai complicatã
deoarece tehnologicitatea unui produs este determinatã nu numai de
configurația reperelor ei și de caracter istici ale modului în care aceste repere
sunt asociate. O clasificare a acestor condiții este datã în fig. 8.8.
Fig. 8.8. Clasificarea condițiilor privind concepția constructivã
285O primã categorie se referã la c onstrucția pieselor. Dintre acestea
importante sunt cele referitoare la caracteristicile de manipulare, caracteristici exprimând gradul de di ficultate a manipulãrii automate a
diferitelor piese. A doua categorie se referã la condițiile impuse prin
proiect, schemei de asamblare, respec tiv succesiunii și naturii operațiilor de
efectuat la asamblare. În fine, a treia categorie de condiții se referã la modul
de rezolvare a lanțurilor de dimensi uni, care reprezintã sinteza dimensionalã
a diferitelor noduri care se realizeazã pe parcursul asamblãrii.
8.2.2. Condiții privind co nstrucția pieselor
Întrucât o mare parte din operațiile de asamblare sunt de fapt
operații de manipulare, este important sã se evite formele constructive care
produc greutãți la manipularea automatã. În acest sens în ultimii ani au fost
abordate importante cercetãri privind clasificarea pieselor din punctul de
vedere al unor caracteristici de formã, cercetãri care vor fi examinate mai
detaliat în capitolul destinat automati zãrii operațiilor de manipulare. În acest
capitol se rețin doar unele caracteristici generale care determinã gradul de
dificultate a manipulãrii automate a pieselor mecanice de forme uzuale.
Din punct de vedere al operațiilor de transfer, de deplasare de pe un
loc de muncã pe altul, este necesar ca pi esele sã prezinte suficientã rigiditate
pentru a nu se deforma în cursul mani pulãrilor. Aceastã condiție trebuie în
mod special controlatã în cazul pieselor mari, realizate prin turnare sau în
construcție sudatã. În unele cazuri es te preferabil ca o carcasã sau un batiu,
dificil de manipulat, sã fie descompuse în mai multe pãrți asamblate
mecanic. Este necesar de asemenea ca încã din proiectare sã se prevadã
modalitãțile de prindere și așezare a acestor piese grele în timpul montajului prevãzându-se, dacã este necesar, adao se speciale pentru apucare și
sprijinire.
În cazul pieselor mici se va avea în vedere posibilitatea alimentãrii
automate. În acest sens vor fi prefer ate formele de revoluție, denumite și
beta-simetrice (care vor fi generate prin revoluția unui contur plan)
deoarece aceasta se preteazã la deplasarea de-a lungul unor ghidaje cu forme relativ simple. Sunt de evitat fo rmele care prezintã diferențe mari de
dimensiuni între cotele aceluiași reper, ca de exemplu axe sau tije subțiri, de
lungime mare, sau rondele cu raport mare între diametru și grosime.
Greutãți mari de manipulare apar la pies ele care au tendința de a se încurca,
de exemplu resorturi de sârmã sau elemente arcuitoare din tablã cu
proeminențe (fig. 8.9).
286
Fig. 8.9. Forme care nu se preteazã la automatizarea manipulãrii
Cea mai dificilã operație de mani pulare, din punct de vedere al
automatizãrii, este orientarea, respec tiv așezarea pieselor într-o anumitã
poziție, în raport cu sculele care executã operația tehnologicã. Pentru a facilita orientarea automatã sunt de preferat formele alfa-simetrice,
respectiv cele care prezintã o axã de simetrie perpendicularã pe axul
longitudinal, deoarece în aceste cazuri or ientarea piesei cu unul sau altul din
capete înainte este indiferentã. În aces t sens pivotul din fig. 8.10(1) a, cu
cepuri egale, este preferabil celui din (1 ) b, la a cãrui orientare trebuie sã se
ținã seama de lungimea diferitã a acestora. Un exemplu similar foarte
frecvent îl constituie prezonul din aceeași figurã. Forma din (2) d, cu porțiuni filetate inegale, nu se poa te orienta automat, de aceea este
preferabil sã se recurgã la filetarea ambelor capete la lungime egalã, ca în
(2) c.
Fig. 8.10. Exemple de forme favorabile și defavorabile pentru
orientarea automatã Condiția generalã ce trebuie resp ectatã din punct de vedere al
orientãrii este urmãtoarea: dacã la orie ntarea piesei trebuie sã se ținã seama
de unele detalii constructive (proeminen țe, cavitãți etc.), acestea trebuie sã
287fie suficient de accentuate pentru a fi sesizate cu ușurințã de dispozitivele de
orientare. În acest sens trebuie evitate diferențele dimensionale mici precum
contururile insuficient marcate, care nu permit o orientare sigurã. În fig.
8.11 sunt date câteva exemple de construcții care nu respectã aceastã regulã. Canalele scurte (a, b, c, d), gãurile transversale de diametru mic (b),
diferențele mici de diametru (c), filetele (d și e) nu sunt suficiente pentru o
orientare automatã.
Aceeași regulã se poate formula astfel: sunt de preferat formele
simetrice, dacã se recurge la formele ne simetrice, nesimetria trebuie sã fie
foarte accentuatã.
Fig. 8.11. Exemple de piese care nu se pr eteazã la orientare automatã
O altã grupã de condiții privind cons trucția pieselor se referã la
realizarea asamblãrilor. În proiectarea pies elor se uitã de multe ori cã pentru
o bunã asamblare este necesarã o bunã debavurare, precum și execuția de
teșituri pe toate muchiile care vin în contact cu suprafețele (fig. 8.11).
Forma acestor teșituri are în multe cazuri un rol funcțional, un motiv în
plus pentru ca în desenele de repere sã se dea toate indicațiile privind forma
și dimensiunea lor. Aceste prevederi s unt cu atât mai importante cu cât în
unele cazuri execuția debavurãrii presupune echipamente tehnologice speciale. Neprevederea în desene, sau execuția incorectã a debavurãrilor și a
teșiturilor provoacã în multe cazuri difi cultãți la asamblare, sau deteriorarea
ulterioarã a ansamblelor prin gripare.
În proiectarea nodurilor trebuie evita te supradeterminãrile care se
produc atunci când pozițiile relative ale unor repere sunt determinate de mai
multe ori suprafețe de așezare decât cel e necesare pentru anularea gradelor
de libertate. Ca urmare a preciziei inegal e de execuție a pieselor, în astfel de
cazuri se produc defecte care de obicei se îndepãrteazã prin ajustare manualã. Supradeterminãrile se eliminã pr in soluții adecvate, precum și prin
alegerea corespunzãtoare a ajustajelor și to leranțelor (fig. 8.12).
288
Fig. 8.12. Eliminarea supradeterminãrii
Ajustajele presate sunt frecvente în construcția de mașini. Pentru a
facilita realizarea lor, în condițiile as amblãrii automate și mecanizate este
necesar sã se evite presarea pe suprafețe prea lungi. Astfel, în fig. 8.13,
construcția (a) este mai bunã decât (b) deoarece faciliteazã realizarea
succesivã a ajustajelor presate pe cele douã laturi ale carcasei.
Fig. 8.13. Condiții tehnologice la ajustajele presate
Ținând seama de dificultãțile pe care le pune poziționarea precisã a
pieselor asamblate, este necesar sã se evite tipurile de asamblãri care
necesitã o poziționare de precizie. Astfel, ori de câte ori este posibil se vor evita asamblãrile arbore-alezaj cu jocuri reduse și se vor crea suprafețe de
ghidare sau orientare preliminarã (fig. 8.14). De asemenea este preferabil sã se foloseascã tipuri de asamblãri care nu necesitã o poziționare unghiularã precisã, ca de exemplu canelurile în locul penelor sau blocarea cu șurub
tangențial.
Fig. 8.14 . Facilitarea poziționãrii prin orientarea preliminarã : a-
soluție inițialã; b-soluția îmbunãtãțitã
289 8.2.3. Condiții privind sc hema de asamblare
Schema de asamblare, așa cum a fost descrisã anterior, reprezintã o imagine sinteticã a procesului de montaj, din care rezultã ordinea de
asamblare și modul de executare a dife ritelor asamblãri. Condițiile ce vor fi
examinate în continuare urmãresc simp lificarea schemelor, atât sub aspectul
succesiunii operațiilor, cât și al ușurinței de execuție a acestora. O cerințã elementarã constã în reducerea la minimum a numãrului
de piese din care se compune ansa mblul. E preferab il ca aceastã reducere
sã se facã prin analiza funcției îndeplin ite de fiecare reper, în sensul utilitãții
ei, decât sã se cumuleze prea multe funcții asupra unui reper, complicându-i
în mod excesiv construcția și mãrindu- i costul. La produse de serie mare,
aceastã analizã este în mod deosebit oportunã. Se vor avea în vedere posibilitãțile de a realiza rațional pies e cu forme complicate (de exemplu,
prin turnare sub presiune, tu rnare de precizie, sinterizare, sau prin prelucrare
pe mașini cu comandã numericã, pentru evitarea unei asocieri de piese prin
asamblare. Folosirea maselor plastice, sau a pieselor combinate metal-masã
plasticã, poate conduce de asemen ea în multe cazuri, la reducerea
numãrului de repere.
Se va urmãri în mod special reducerea numãrului organelor de
asamblare. În cazul producției de masã este oportunã folosirea șuruburilor
sau piulițelor autoblocante, renunțând la organe speciale de asigurare contra
deșurubãrii. Pentru solidarizarea ma i multor piese din tablã, adoptarea
niturilor în locul șuruburilor cu pi ulițã reduce numãrul de piese. Dacã
asamblarea trebuie sã fie demontabilã , un rezultat similar se obține prin
folosirea șuruburilor autofiletante. Numã rul de repere se reduce și mai mult
dacã solidarizarea se face prin îndoi rea unor muchii ale tablei (fig. 8.15).
Fig. 8.15. Diferite moduri de solidarizare a unor piese din tablã :
a- șurub cu piulițã; b-nit; c-șurub autofiletant
O schemã raționalã de m ontaj presupune descompunerea
ansamblului în subansamble de rang infe rior, astfel încât asamblarea finalã
290sã se realizeze prin asamblarea unui numãr relativ redus de subansamble și
repere. Descompunerea accentuatã a an samblului în subansamble reduce
ciclul de asamblare și permite o bunã diviziune a muncii. Evident cã descompunerea trebuie sã se limiteze la crearea unor subansamble cu rol funcțional bine definit, care pot fi verificate dimensional și funcțional
înainte de a fi trecute la montajul subansamblelor de rang superior,
respectiv la instalarea finalã. În ni ci un caz nu trebuie create ansamble care
sã necesite operații de demontare înainte de asamblarea definitivã.
Posibilitãți bune de raționalizare a asamblãrii se prezintã atunci când
asamblarea se realizeazã prin adãuga rea succesivã pe o piesã de bazã a
subansamblelor și reperelor. În astf el de cazuri piesa de bazã 8carcasã,
arbore, cadru) poate fi fixatã pe o pa letã sau dispozitiv de prindere și
manipulare cu ajutorul acestora.
O condiție importantã se referã al posibilitatea de acces a
muncitorului la locul executãrii operație i. Acest acces trebuie sã se poatã
realiza în cazul general prin deplasar ea corespunzãtoare a ansamblului de
montat și nu prin mișcãri exagerate și obositoare a muncitorului. În special
la asamblarea produselor mari și greu de manevrat, respectarea acestei
condiții pune proiectantului de produs probleme dificile.
În general, schema de asamblare va trebui sã prevadã operații de
asamblare cât mai simple, a cãror mecan izare și automatizare sã se poatã
face cu mijloace relativ simple. În acest se ns sunt de preferat înșurubãrile,
niturile, presãrile, sertizãrile, în locul lipirilor, sudãrilor etc.
O regulã deosebit de importantã recomandã evitarea soluțiilor
constructive care obligã la operații de altã naturã și alt ordin de duratã decât
operațiile obișnuite de asamblare, ca de exemplu ajustare, prelucrare
mecanicã, sudare, vopsire. De regulã acestea nu se pot încadra în linia de asamblare din motive de sincronizar e sau ambianțã (noxe, murdãrie,
zgomot), devenind necesarã fragmentarea liniei de asamblare și intercalarea
unor transporturi intern e care complicã urmãrirea, lungesc ciclul de
asamblare și cresc costul. Totuși aceastã regulã nu trebuie absolutizatã.
Numeroase sisteme de asamblare reali zate includ în componența lor posturi
de sudare, mașini speciale pentru preluc rãri prin așchiere sau instalații de
degresare și vopsire. Prin realizarea transportului continuu între operații și
prin reducerea pe aceastã cale a stocurilo r intermediare de piese, eficiența
sistemului crește considerabil, ceea ce poate compensa eventualele
cheltuieli mai mari de investiții.
2918.2.4. Rezolvarea lanțur ilor de dimensiuni
Considerații generale Asamblarea sau montarea mașinilor reprezintã partea finalã a
procesului de fabricație. Funcționa rea ansamblului în condițiile tehnice
stabilite, se asigurã nu numai prin execuția corespunzãtoare a pieselor
(semifabricare și prelucrare prin așchiere ), ci și printr-o asamblare executatã
în bune condițiuni.
Asamblarea reprezintã acea parte a procesului de fabricație, care
constã în totalitatea operațiilor de îmbin are a unor piese definitiv prelucrate,
într-o anumitã succesiune, cu scopul de a obține un mecanism sau o mașinã
care sã corespundã condițiilor tehnice impuse.
Lucrãrile de asamblare consumã o parte importantã din volumul de
muncã necesar realizãrii unui produs (în industria de fabricație a tractoarelor pânã la 20%). În consecinț ã, volumul de lucru pentru asamblare
influențeazã eficiența economicã a proces ului tehnologic, deci prețul de
cost.
Asamblarea unui ansamblu sau subansamblu presupune deci
îmbinarea unor piese într-o ordine bi ne stabilitã, asigurând ajustajele
indicate în condițiile tehnice, pentru fi ecare pereche de piese. În acest fel,
asigurarea unei anumite precizii pentru un element al ansamblului este
influențatã de foarte multe piese (eleme nte). Astfel, iau naștere lanțurile de
dimensiuni.
Asamblarea mașinilor, fie cã se referã la un produs nou, fie cã se
referã la asamblarea dupã reparație, se face în același mod, cu respectarea
acelorași condiții, întrucât, așa cu m s-a mai precizat în capitolele
precedente, piesele recondiționate tre buie sã satisfacã condițiile tehnice ale
pieselor noi.
Lanț de dimensiuni. Mod de prezentare
Recondiționarea pieselor prin una din metodele cunoscute are drept
scop asigurarea preciziei dimensionale,. de formã și de poziție reciprocã a
acestora, pentru ca montate în ansamble sau subansamble, sã asigure precizia indicatã în condițiile tehnice.
În produsul asamblat, dimensiunile pieselor sunt într-o strânsã
legãturã. Variația unei dimensiuni poate produce modificarea poziției uneia
sau mai multor piese din ansamblu. Dependența și legãturile reciproce
292dintre dimensiunile pieselor se numesc legãturi dimensionale, care
formeazã lanțuri de dimensiuni.
Prin lanț de dimensiuni se înțelege seria de dimensiuni așezate într-o
succesiune determinatã, care formeazã un contur închis și care leagã
suprafețele și axele pieselor a cãror poziție relativã trebuie asiguratã.
Precizia de funcționare a difer itelor mecanisme ale ansamblului
depinde de precizia de execuție a lanțului de dimensiuni.
Din exemplele prezentate în fi g. 8.16 rezultã cã procedeul de
construire a lanțurilor de dimens iuni constã în urmãtoarele:
Fig. 8.16. Exemple de lanțur i de dimensiuni
– se fixeazã poziția spațialã (suprafeț e, axe, axã și suprafațã), prin
fixarea distanței între ele ce se impune a fi realizatã în procesul de
fabricație. Între aceste douã elemente de referințã se includ dimensiunile
conjugate ale pieselor așezate în ordinea lor de succesiune. Dimensiunea care leagã direct elementele de referințã se numește dimensiune de bazã, iar totalitatea d imensiunilor conjugate prin care se
închide lanțul de dimensiuni se numește ramurã de închidere.
Elementele lanțului de dimensiuni sunt dimensiunile și abaterile lor
și pot fi constituite din: – dimensiuni ale pieselor; – dimensiuni de legãturã între axele sau suprafețele a douã piese
conjugate.
293 În structura mașinilor se întâln esc deseori lanțuri de dimensiuni
complexe, formate din lanțuri de dime nsiuni legate între ele, deosebindu-
se: – legãturi în serie (fig. 8.17 a); – legãturi în paralel (fig. 8.17 b);
– legãturi mixte (fig. 8.17 c).
a b c
Fig. 8.17. Legãturi ale lanțurilor de dimensiuni
Legãtura în serie (fig. 8.17 a) se caracterizeazã prin existența unei
baze comune a-a. Precizia de execuție a unui lanț de dimensiuni la legãtura
în serie, determinã poziția bazei comune de la care se construiește lanțul de
dimensiuni urmãtor.
Legãtura în paralel (fig. 8.17 b) se caracterizeazã prin existența
unor elemente comune. Erorile de ex ecuție ale elementelor comune sunt
introduse concomitent în toate lanțurile de dimensiuni legate în paralel. De
aceea, executarea lanțurilor de dimensiuni legate în paralel este necesar sã
înceapã cu elementele comune, as igurându-se astfel realizarea
independentã a preciziei necesare fiecãrui lanț de dimensiuni.
Legãtura mixtã (fig. 8.17 c) cuprinde lanțur i de dimensiuni în serie
și paralel.
Din schemele lanțurilor de dimensiuni rezultã egalitatea între
ramura de bazã și ramura de închid ere. Forma cea mai generalã a acestor
egalitãți, pentru un lanț de dimensiuni cu n elemente, se poate scrie:
A
1 + A2 +…+ Am = Am+1 + Am+2 +…+An-1 +A ∆ (8.1)
unde: A
1 + A2 … Am ramura de bazã; Am+1 + Am+2 …An-1 ramura de
închidere; A ∆ – elementul de închidere.
294 Dimensiunea nominalã a elementulu i de închidere a lanțului de
dimensiuni reprezintã suma algebr icã a dimensiunilor nominale ale
elementelor lanțului de dimensiuni, adicã:
A∆ = (A1 + A2 +…+ Am) ( Am+1 + Am+2 +…+An-1) (8.2)
Aceasta se numește ecuația de bazã a lanțului de dimensiuni.
Metode de rezolvare a lanțurilor de dimensiuni folosite în
reparații
Precizia elementului de închidere Precizia lanțului de dimensiuni este determinatã de exactitatea de
execuție a elementelor sale componente. Din ecuația de bazã a lanțului de
dimensiuni rezultã cã precizia de execuție a elementelor componente,
influențeazã gradul de precizie a elementului de închidere.
Pentru a stabili relația de depende nțã dintre precizia dimensiunii
elementului de închidere și dimensiun ile tuturor celorlalte elemente, se fac
urmãtoarele raționamente:
Se considerã funcția N = f(u
1, u2, …., un-1),
în care u1, u2, … un-1 sunt mãrimi independente,. Dacã mãrimile
independente sunt afectate de erorile ∆u1, ∆u2, … ∆un-1, atunci eroarea
funcției N se poate expr ima sub forma unei diferențiale totale exacte:
1
12
21
1…−
−∆∂∂++∆∂∂+∆∂∂=∆n
nuuNuuNuuNN (8.3)
În mod analog, abaterea elementu lui de închider e (care este o
funcție de mãrimile independente ale elementelor componente ale lanțului
de dimensiuni), va fi:
1
11 1
2
21 1
11 1 ……… …
−− − −
∆+++++++++= ∆nn n nAAA AAAA A
AA AA (8.4)
A=A1 + A2 +… + An-1
295 ∑−=
==1
1ni
iiA A
În cazul când abaterile elementelo r lanțului de dimensiuni sunt
abateri admisibile, adicã toleranțe, eg alitatea de mai sus se poate scrie:
TA = TA1 + TA2 +…+ TAn-1 ∑−=
==1
1ni
iA AiT T (8.5)
Egalitatea (8.4) aratã cã eroarea el ementului de închidere a lanțului
de dimensiuni este egalã cu suma va lorilor abaterilor ab solute ale erorilor
elementelor componente. Faptul cã eroarea de închidere este suma valorilor absolute și nu a
valorilor algebrice ale elementelor com ponente ale lanțului, se poate arãta în
exemplul prelucrãrii unui arbore în trei trepte care formeazã un lanț de
dimensiuni cu patru elemente (fig. 8.18).
Fig. 8.18. Schemã pentru de terminarea abaterilor elem entului de
închidere
Ecuația lanțului poate avea patru forme distincte în raport cu cele
patru elemente componente care pot fi considerate, pe rând, elemente de
închidere.
A = B + C + D (8.6)
B = A (C + D) (8.7)
C = A (B + D) (8.8)
D = A (B + C) (8.9)
Calculul abaterilor elementului de închidere, se poate efectua pe
baza valorilor limitã, astfel:
Dacã se considerã ecuația (8.3), se poate scrie:
296
min max A AA − =∆
Dacã se scriu valorile limitã pornind de la ecuația (8.6), se obține:
∆A = Bmax + Cmax + Dmax (Bmin + C min + Dmin)
iar: Bmax = Bmin + ∆B
Cmax = Cmin – ∆C (8.10)
Dmax = Dmin – ∆D
în care: ∆B, ∆C și ∆D sunt abaterile corespunzãtoare elementelor B, C, D.
Dacã valorile din relația (8.10) se înlocuiesc în relația (8.6), se
obține:
∆A = ∆B + ∆C + ∆D
adicã abaterea elementulu i de închidere este eg alã cu suma abaterilor
elementelor componente. În mod analog, pentru relațiile (8.7), (8.8), (8.9) se determinã
abaterea elementulu i de închidere:
∆B = Bmax Bmin = Amin (Cmin + Dmin) Amin + (Cmax + Dmax),
∆C = Amin + ∆A Cmin Dmin Amin Cmin + ∆C + Dmin +∆D
∆B = ∆A + ∆C +∆D (8.11)
Pentru elementele C și D considerate elemente de închidere:
∆C = ∆A + ∆B + ∆D (8.12)
∆D = ∆A + ∆B + ∆C (8.13)
Rezolvarea unui lanț de dimens iuni constã în determinarea
abaterilor elementelor componente pent ru a obține o abatere determinatã a
elementului de închidere al lanțului.
297 În rezolvarea lanțului de dimensi uni se pot întrebuința în general,
urmãtoarele metode:
1. metoda interschimbabilitãții totale; 2. metoda interschimbabilitãții parțiale; 3. metoda selecționãrii sau asamblãrii selective;
4. metoda reglãrii;
5. metoda ajustãrii. În procesul de reparație nu es te posibilã aplicarea metodelor
interschimbabilitãții totale, pentru cã ar presupune ca toate piesele unui
ansamblu sã se monteze fãrã alegere și fãrã ajustãri sau potriviri în timpul
montãrii. Procesului tehnologic în sã îi este caracteristicã metoda
recondiționãrii la trepte de reparație (dimensiuni micșorate sau majorate),
încât nu pot fi utilizate piesele fãrã ajus tãri în timpul montajului. prelucrarea
tuturor pieselor dupã principiul interschimbabilitãții totale presupune o
precizie de execuție (toleranțã) foarte restrânsã, depinzând de precizia
elementului de închidere și de numãr ul de elemente al lanțului de
dimensiuni. Cu cât acest numãr este mai mare, la aceeași precizie a elementului de închidere, cu atât mai mare trebuie sã fie toleranța
elementelor componente, deci cu atât mai dificil de realizat.
Metoda interschimbabilitãții par țiale se face cu respectarea
toleranțelor elementelor, însã pentru asamblare se stabilește un element de
rebut, în sensul cã vor fi elemente car e nu pot forma lanțuri de dimensiuni
care sã respecte precizia elementului de închidere și datoritã faptului cã se
lucreazã cu toleranțe economice.
Metoda asamblãrii selective
Rezolvarea lanțului de dimensiuni prin metoda asamblãrii selective
prezintã avantajul, în co mparație cu primele douã elemente, cã se lucreazã
cu toleranțe economice și se înlãturã procentul de rebut.
Principiul metodei constã în urmãtoarele: – se majoreazã toleranțele de execuție ale elementelor lanțului de
dimensiuni de un numãr de ori (k ori);
– se grupeazã elementele (se sort eazã) în așa fel încât în cadrul
fiecãrei grupe câmpul de dispersie sã fie egal cu toleranța prescrisã;
– se asambleazã elementele din aceeași grupã. Pentru exemplificare se consider ã asamblarea cu joc și strângere
între un alezaj și un arbore (fig. 8.19).
298
Fig. 8.19. Schemã pentru rezolv area lanțului de d imensiuni prin metoda
asamblãrii selective
În scopul unei prelucrãri econo mice, toleranțele arborelui și
alezajului se mãresc de K ori devenind:
T
ar = K ⋅ Tar
(8.13)
T
al = K ⋅ Tal
Piesele astfel prelucrate se împar t în K grupe în așa fel încât în
cadrul fiecãreia toleranța sã fie cea pres crisã, variind numai valorile limitã
ale elementelor. Pentru alezaj rezultã urmãtoarele grupe:
1. D
al … Dal + Tal
2. Dal + Tal…. Dal + 2Tal (8.14)
…………………… k. D
al + (k-1)Tal …. Dal + KTal
Pentru arbore, în mod analog, rezultã grupele:
1. dar …dar + Tar
2. dar + Tar …. dar + 2Tar (8.15)
………………………. k. d
ar + (k-1)Tar …. dar + KTar
Pentru a rezulta aceeași precizie asamblarea se face cu grupele
corespunzãtoare.
299 Interesant de determinat în ce condiții precizia lanțului de
dimensiuni este identi cã pentru toate grupele.
În acest scop se determinã jocul mediu și strângerea medie pentru K fãcându-se comparație cu aceleași elemente de la grupa I.
2 2.min .max
.1.min 1.max
1.k k
k med medJ JJJ JJ+=+= (8.16)
Din fig. 8.19 se observã cã:
J
max.k = Jmax.1 + (k-1)Ta1 (k 1) Tar = Jmax.1 + (k-1)(Tal – Tar)
J
min.k = Jmon.1 + (k-1)Ta1 (k 1) Tar = Jmin.1 + (k-1)(Tal – Tar) (8.17)
) )(1(2 211.min 1.max .min .max
. ar ak k
k med T T kJ J J JJ − −++=+=
În mod analog pentru strângere:
) )(1(2.min .max
. al ark k
k med T T kS SS − −++= (8.18)
Se pot considera douã cazuri:
a. Tar = Tal (8.19)
b. Tar ≠ Tal (8.20)
În primul caz când cele douã toleranț e sunt egale expresiile jocului
mediu și strângerile medii la grupa K sunt de forma:
1.1.min 1.max
.2med k med JJ JJ =+= ; 1.1.min 1.max
.2med k med SS SS =+= (8.21)
În cazul cã cele douã toleranțe sunt diferite precizia îmbinãrii la
grupa J este diferitã de cea de la grupa 1 și anume:
– dacã T
al < Tar; Jmed.k < Jmed.1 și Smed.k > Smed.1 (6.22)
– dacã T
al > Tar; Jmed.k > Jmed.1 și Smed.k < Smed.1 (6.23)
300
Rezultã concluzia cã pentru a r ealiza aceeași precizie de asamblare
pentru toate grupele, este necesar ca toleranțele elementelor componente ale
lanțului de dimensi uni sã fie egale.
Erorile de calcul pentru rezolvar ea lanțului de dimensiuni prin
aceastã metodã pot fi determinare în fo rmã geometricã, putând fi aplicate la
orice lanț de dimensiuni, indife rent de numãrul de elemente.
Calitatea suprafețelor care se asambleazã trebuie sã fie în concordanțã cu toleranța grupei de asamblare și nu cu toleranța de
fabricație. Toleranța grupei de asamblare se poate micșora prin mãrirea
numãrului grupelor. Influența acestu i mijloc de ridicare a preciziei de
asamblare variazã cu numãrul grupelor. Considerând toleranța de fabrica ție T constantã, iar toleranța T a
grupei și numãrul n de grupe variabile, atunci egalitatea T = nT , în sistemul
(T, n), corespunde une i hiperbole (fig. 8.20).
Fig. 8.20. Dependența toleranței de as amblare de numãr ul grupelor
De aici rezultã cã precizia asamblãrii se mãrește pe mãsura creșterii numãrului de grupe n, la început mai re pede, iar apoi cu un ritm din ce în ce
mai mic.
Aceastã lege de variație a tolera nței cu numãrul grupelor, duce la
concluzia cã toleranța de fabricație se va alege astfel încât sã aibã cea mai micã valoare admisibilã din punct de vedere economic.
Aplicarea metodei de asamblare se lectivã, organizarea mãsurãrii,
sortãrii, pãstrãrii și transportãr ii pieselor, sunt aspecte care provoacã
cheltuieli suplimentare.
Metoda reglãrii
301 Metoda reglãrii se poate aplica atunci când amplasarea toleranțelor
elementelor componente ale lanțului se face astfel încât prin mãrirea lor
rezultã întotdeauna o mãrire a valorii maxime a elementulu i de închidere,
valoarea lui minimã rãmânând neschimbatã (fig. 8.21).
Ecuația lanțului de dimensiuni atunci când sunt n elemente și
dimensiunea nominalã este considerat ã dimensiunea minimã, se poate scrie
sub forma:
A
∆max = (A1+T1)+(A2+T2)+…+(Am+Tm)-(Am+1-Tm+1)+…+(An-1-Tn-1)
(8.24)
A∆min =(A1 + A2 +…+Am)- (Am+1 + Am+2 +…+An+1)
În cazul majorãrii toleranțelor elementelor lanțului de valori
economice, se obține o nouã valoare ma ximã a elementulu i de închidere,
valoarea minimã rãmânând neschimbatã, nefiind afectatã de toleranțe.
'
max∆A = (A1+T1 )+…+(Am+Tm)-(Am+1-Tm+1)+…+(An-1-Tn-1) (8.25)
A∆min = A ∆min
unde:
Ti > T1; T2 > T2, …., Tn-1 > Tn-1
Toleranța nouã T ∆ a elementului de închidere va fi:
∑=
=∆ ∆ ∆ = − =ni
iiT A A T
1'
min max'' ' (8.26)
Excesul de toleranțã T∆ – T ∆ se poate înlãtura prin folosirea unei
piese care se introduce în lanțul de dimensiuni, denumitã compensator fix
sau prin schimbarea poziției spațiale a unui element al lanțului de
dimensiuni, numit compensator mobil .
Utilizarea unui compensator mobil nu prezintã dificultãți și realizeazã în același timp orice grad de precizie a elementulu i de închidere.
În fig. 8.21 este prezentat un exempl u de compensator mobil în care
bucșa (1) se deplaseazã în direcție axialã pânã când se obține precizia
necesarã pentru A
∆.
Pentru înlãturarea toleranței în exces, care variazã între valoarea
zero și T∆max – T ∆max se folosesc compensatori ficși, cu valori în trepte.
302 În cazul reglãrii cu ajutorul comp ensatorilor ficși, este necesar
determinarea numãrului de trepte, dat de relația:
Fig. 8.21. Exemplu de compensator mobil : 1-bucșã de compensare;
2-șurub de blocare
∆∆ ∆−=TT Tn'
(8.27)
Treptele compensatorilor ficși s unt mãrimi date de scara aritmeticã a
valorii T ∆, adicã 1T ∆; 2T ∆, 3T ∆,…., nT ∆.
Dupã determinarea mãrimii toleranței în exces, se ia compensatorul
fix al celei mai apropiate trepte și se introduc în lanț ul de dimensiuni.
Adoptarea compensatorului tr eptei cele mai apropiate în plus sau în minus,
depinde de modul de așezare a tolera nței elementului de închidere.
Metoda reglãrii se caracterizeazã prin urmãtoarele:
– posibilitatea obținerii, în cazul fo losirii compensatorilor mobili, a
oricãrui grad de precizie a elementului de închidere;
– eliminarea lucrãrilor de modificar e a unor dimensiuni ale pieselor
pentru a asigura precizia lanțului de dimensiuni;
– timpul pentru asamblare variazã în limitele reduse și se poate
asigura astfel ritm crescut al producției;
– prin reglãri periodice, lanțurile de dimensiuni pot sã refacã precizia
inițialã a elementulu i de închidere.
Metoda ajustãrii
A
∆ =(A1 + A2 +…+Am)- (Am+1 + Am+2 +…+An-1) (8.28)
Considerând cã A1 + A2 +…+An-1 reprezintã valorile minime ale
elementelor lanțului de dimensiuni , valorile limitã ale elementului de
închidere vor fi de forma:
303
A∆max =(A1 + T1) +… Am +Tm ) – (Am+1 + Am+2 +…+An-1)
(8.29)
A∆min =(A1 + A2 +…+Am)- (Am+1 + Tm+1) -….- (An-1 +Tn-1)
Pentru executarea lanțului de dimensiuni în condiții cât mai
economice, toleranțele acestora se majoreazã, ceea ce conduce la majorarea
corespunzãtoare a toleranței elementului de închidere.
Notându-se cu T
1, T
2,…T
n-1 și T valorile majorate ale toleranțelor,
∑−=
=− ∆ = ++ =1
11 1'' ' …'ni
ii n T T T T (8.30)
Precizia elementului de închider e este necesar sã rãmânã aceeași
pentru a asigura precizia impusã lanțului de dimensiuni. Toleranța în exces
a elementului de închidere,
TK = T ∆ -T∆ (8.31)
trebuie înlãturatã.
Eliminarea toleranței în exces prin metoda ajustãrii, constã în
modificarea valorii nominale a unui elem ent al lanțului de dimensiuni,
numit element de compensare și notat Ac, dinainte stabilit, pe seama cãruia
se înlãturã prin așchiere sau prin mãrirea valorii nominale, mãrimea TK.
Mãrirea sau micșorarea valor ii nominale a elementului de
compensare depinde de modul de așezar e a toleranțelor și de poziția acestui
element în lanțul de dimensiuni.
Cazurile specifice de rezolvare a la nțului de dimensiuni prin aceastã
metodã sunt: Cazul I
Elementul de închidere este un element al unei ramuri a lanțului de dimensiuni.
În aceastã situație se pot ivi iarãși douã cazuri:
1.Când elementul de compensare A
c se stabilește în ramura de
întoarcere, se pot ivi urmãtoarele situații (fig. 8.22):
a. Dacã A ∆min < A∆min (fig. 8.22 a) diferența A ∆min A ∆min se scoate
din elementul de compensare fãrã nici o modificare a valorii nominale
inițiale a acestuia;
304 b. Dacã A ∆max > A∆max (fig. 8.22 b), este necesar sã se majoreze
valoarea nominalã a elementului de compensare cu diferența acestor
mãrimi, pentru obținerea preciziei el ementului de înch idere în limitele
admisibile. Valoarea nominalã a elemen tului compensator va deveni în
acest caz:
Fig. 8.22. Schemã pentru determinarea valorii limitã a
elem entului de închidere
Ac = Ac + (A ∆max – A ∆max) (8.32)
2. Când elementul de compensare Ac se ia în ramura de bazã, se pot
deosebi urmãtoarele cazuri:
a. Dacã A ∆min< A ∆min (fig. 8.22 a), este necesar ca elementul
compensator sã fie majorat cu dife rența acestor mãrimi. Valoarea nominalã
a elementului compensator trebuie sã fie:
Ac = Ac + (A ∆min A ∆min) (8.33)
b. A ∆max > A∆max (fig. 8.22 b), diferența A ∆max – A ∆max se poate
scoate de pe elementul compensator fãrã a se lua vreo mãsurã în prealabil.
Mãrimile dimensiunii elementu lui compensator în cazurile
prezentate, se face cu diferențele valor ilor limitã a elementulu i de închidere,
care sunt întotdeauna mai mici decât toleranța în exces TK.
Într-adevãr:
TK = T ∆ -T∆
T ∆ = A ∆max A ∆min
T∆ = A ∆max -A∆min (8.43)
TK = (A ∆max A ∆min) (A ∆max – A ∆min)
TK = (A ∆max A ∆max) (A ∆min – A ∆min)
305 Cazul II
A = A1 + A2 +…+Am
A∆max = A1max + A2max +…+ Ammax (8.35)
A∆min = A1min + A2min +…+ Ammin
Dupã majorarea toleranțelor elem entelor componente, se vor obține
expresiile:
A
∆max = A1max + A2max +…+ Ammax (8.36)
A∆min = A1min + A2min +…+ Ammin
Se pot ivi douã situații:
a. Când A
∆max > A∆max. diferența A ∆max – A ∆max poate fi înlãturatã
prin ajustare pe seama elementului compensator;
b. Când A ∆min < A ∆min respectarea dimensiunii elementului de
închidere se face prin majorarea valorii nomin ale a unui element cu
diferența A ∆min A ∆min, iar valoarea elementului compensator Ac va avea
urmãtoarea valoare nominalã:
Ac = Ac + (A ∆min A ∆min) (8.37)
8.2.5. Condiții privind calitatea pieselor
8.2.5.1. Capabilitatea fabricației
Noțiunea de capabilitate a fabricației exprimã mãsura în care, în
anumite condiții de dotare și organi zare, aplicarea unui anumit proces
tehnologic asigurã realizarea de pi ese sau produse corespunzãtoare
prescripțiilor din documentație. Cu alte cuvinte înțelegem prin capabilitate
de fabricație gradul în care preg ãtirea tehnologicã, dotarea și organizarea
procesului de producție sunt capab ile sã determine menținerea calitãții
produselor în limitele stabilite.- În construcția de mașini capabilitatea de fabricație se poate referi la
elemente componente sau la ansamble; de asemenea ea poate fi determinatã
în momentul încheierii execuției sau dupã efectuarea controlului de calitate.
Pentru a exprima prin capabilitatea de fabricație nivelul de îndeplinirea a
306condițiilor de calitate pentru trecer ea la mecanizarea și automatizarea
asamblãrii trebuie sã ne referim la capabilitatea determinatã la nivelul
pieselor prelucrate, care se predau la asamblare, deci dupã efectuarea
operației de control. Analiza capabilitãții fabricației cuprinde urmãtoarele faze:
a. prelevarea a câte unui lot de piese din fiecare reper și
determinarea prin mãsurare a abat erilor reale ale fiecãrui parametru
(dimensiune, formã, rugozita te, duritate etc.) care poate influența acuratețea
dimensionalã și funcționalã a ansamblului; b. determinarea prin calcul a pr obabilitãții ca fiecare din parametrii
mãsurați sã se afle în câmpul de toleranțã prescris;
c. stabilirea mãsurilor necesare pentru asigurarea sporului de
capabilitate care se va dovedi necesar. În ipoteza în care probabilitatea me nționatã este inferioarã unei
anumite limite pot sã aparã în producție anumite deficiențe:
– calitatea ansamblului este compromisã; – la montaj se efectueazã operații suplimentare de poziționare, selecționare, ajustare, care nu se înscri u în tacturile de asamblare stabilite
etc.
Determinarea capabilitãții trebuie f ãcutã întotdeauna pe parcursul
pregãtirii mecanizãrii și automatizãr ii asamblãrii, pentru ca, pe baza
rezultatelor obținute, sã se ia mãsu rile necesare asigurãrii unei capabilitãți
satisfãcãtoare. Dar importanța analizei de capabilitate depãșește mult acest cadru, ea dând informații foarte utile pentru obținerea unei calitãți constante
a produsului finit și a nivelului de fiabilitate stabilit.
Analiza de capabilitate pornește de la mãsurarea parametrilor care se controleazã (presupunându-se cã e vorba de o lungime), mãsurare care se
face pe mai multe loturi de piese, r ezultatele înscriindu-se într-un tabel ca
cel din fig. 8.23. Pentru calculele de pr obabilitate se adoptã legea repartiției
normale (Gauss-Laplace) care se aplicã pentru toți parametrii, cu excepția
acelora care nu pot lua decât valori pozitive (de exemplu bãtãi, ovalitãți).
Selecția Ora Valori ale parametrului X X S
2
Fig. 8.23. Fișã de înregistra re a parametrului
307
Conform acestei legi, probabilitat ea ca valoarea mãrimii mãsurate sã
se gãseascã în limitele – ∞ și x, sã nu depãșeascã pe x este:
dx e
sFx
sxx
∫
∞−−−
=22
2) (
21
π (8.38)
în care s-a notat cu xmedia aritmeticã de sondaj a parametrului:
nx
xn
ii∑
==1 (8.39)
în care n este numãrul de pies e din lotul de sondaj și cu s2 – dispersia medie
a sondajului:
1122
2
−−
=∑
=
nxn x
sn
ii
(8.40)
Limitele reale ale repartiției parame trului pentru întregul sondaj vor
fi:
– limita superioarã: s x3+ ;
– limita inferioarã: sx3− .
Aceste limite se comparã cu limitele prescrise, care sunt:
– limita superioarã: xN + Ts;
– limita inferioarã: xN + Tj,
în care xN este cota nominalã, iar Ts și Tj abaterile superioa re și inferioare
înscrise în desen.
Aceastã comparație poate duce la urmãtoarele concluzii:
a. limitele superioarã și inferioarã reale se înscriu în limitele prescrise (fig. 8.24). Deci:
308
Fig. 8.24. Capabilitate bunã
j N s N T xsx T xs x + ≥− + ≤ + 3 ; 3 (8.41)
În același timp raportul 6s/T trebuie sã fie subunitar.
Practic se apreciazã cã rezultatele sunt bune dacã rezultã 6s/T ≤0,8.
b. limitele reale depãșesc pe cele prescrise (fig. 8.25).
Fig. 8.25. Capabilitate insuficientã Fig. 8.26. Fracțiunea defectã
minimã
309 În acest caz apare de obicei o depãșire a toleranței, deci 6s/T
supraunitar, precum și o descentrar e a procesului, deci valoarea medie
observatã diferã de valoarea medie impusã:
2 2TxTTxxNj s
N + =++ ≠
În fig. 8.26 aria hașuratã Fr, reprezintã fracțiunea defectã realã,
respectiv probabilitatea realã ca parametrul verificat sã se gãseascã în afara
câmpului de toleranțã. Dacã se eliminã prin reglaj descentrarea și se suprapun cele douã curbe, rezultã fracți unea defectã minimã F
min care poate fi luatã în
considerare în aprecier ea globalã a capabilitãții.
Rezultatele acestor calcule se înscriu într-o histogramã (fig. 8.27)
care dã o imagine sinteticã asupra capabilitãții fabricației. Se considerã admisibilã o probabilitate de rebut de pânã la 3%, urmând ca pentru toate
reperele la care probabilitatea de rebut depãșește aceastã limitã sã se ia mãsuri de îmbunãtãțire a capabilitãții. Dacã un ansamblu este compus din n repere, iar probabilitatea ca
fiecare din aceste repere sã prezinte defecte este f, probabilitatea ca acest
ansamblu sã nu fie rebutat sau sã necesite operații de ajustare este:
p = (1 f)
n. (8.43)
Fig. 8.27. Histograma capabilitãții fabricației : A-procese corecte;
B-procese care trebuie ameliorate
310 În tabelul 8.1. se aratã valorile lui p pentru diferite valori ale lui f și
n, de unde rezultã cã pentru f = 0,03 va loarea lui p scade foarte mult cu
creșterea lui n. 8.2.5.2. Mãsuri pentru îmbunãtãțirea capabilitãții fabricației
Elaborarea și punerea în aplicar e a mãsurilor pentru ridicarea
capabilitãții fabricației constituie, așa cum s-a mai arãtat, una din acțiunile pregãtitoare de cea mai mare importanț ã pentru implementarea cu succes a
tehnologiilor avansate de asamblare. Aceste mãsuri se situeazã pe tot
parcursul procesului de fabr icație, de la proiectare la pregãtirea fabricației și
la producție.
Astfel, analiza capabilitãții fabri cației poate determina revederea
unor pãrți ale proiectului, în ideea ad miterii toleranțelor funcționale mai
ridicate, sau a mãririi toleranțelor de execuție pe celelalte cãi expuse
anterior și anume prin introducer ea unor elemente de reglare sau
compensare. Contribuția cea mai importantã la creșterea capabilitãții o va avea
întotdeauna procesul tehnologic, atât prin îmbunãtãțirea tehnologiilor
prescrise, cât și prin adoptarea unor tehnologii noi care sã asigure pieselor o
calitate sporitã. Astfel pentru îmbunã tãțirea proceselor tehnologice trebuie
sã se aibã în ve dere, în special:
a. completarea echipãr ii cu scule, dispozitive și verificatoare de
construcție adecvatã, care sã confere o independențã cât mai mare
parametrilor ce determinã capabilitatea fabr icației de factori subiectivi, cum
sunt atenția, îndemânarea muncitorului etc.; b. introducerea în sistemul de comandã a mașinii unelte, a elementelor de control și reglaj (a parate de control activ, limitatoare de
cursã, dispozitive de indexate ș.a.) care sã elibereze pe muncitor de necesitatea verificãrilor laborioase a preciziei de prelucrare în timpul
procesului.
Tabelul 8.1. Probabilitatea p de reușitã a unei asamblãri din n
repere, pentru diferite probabilitãți f de rebut a reperelor
b
f 1 2 3 4
0,03
0,05 0,97
0,95 0,94
0,90 0,91
0,86 0,86
0,77
3110,10
0,20 0,30 0,90
0,80 0,70 0,81
0,64 0,49 0,73
0,51 0,24 0,59
0,33 0,12
În cazurile în care aceste mãsuri nu sunt satisfãcãtoare, devine necesarã trecerea la procese tehnologice superioare și anume:
– introducerea suplimentarã a unor operații de prelucrare sau
trecerea de la procedee cu precizie rela tiv redusã, la procedee care asigurã o
precizie superioarã (în loc de așchiere rectificare sau rectificare urmatã de
superfinisare, în loc de ștanțare simplã ștanțare de precizie etc.);
– transferarea prelucrãrii pe mașini de precizie mai ridicatã; mașini de gãurit în coordonate, strunguri și mașini de frezat de precizie etc.;
– trecerea la forme superioare de comandã a procesului de
prelucrate; – comanda program secvenția lã și comanda numericã.
În paralel trebuie sã se acționeze asupra îmbunãtãțirii controlului de calitate, prin: – adaptarea tehnologiilor superioa re de control ca de exemplu
controlul dimensional în timpul pro cesului, control mutidimensional cu
dispozitive speciale, control statistic;
– efectuarea controlului preventiv asupra preciziei mașinilor-unelte
folosite în proces, precum și asupra dispozitivelor și sculelor; – introducerea unor operații speciale de selecție, efectuate ca automate de control și sortare, în cazul producției de masã.
8.2.6. Condiții privind organiza rea alimentãrii asamblãrii
cu materiale, piese și subansamble Desfãșurarea cât mai raționalã a asamblãrii produselor, în cadrul
organizãrii proiectate și a nivelului de mecanizare și automatizare adoptat
este dependentã de condițiile concrete care se asigurã într-o anumitã
perioadã de realizare a planului de producție.
La un program de producție pe o anumitã perioadã (an, trimestru,
lunã) este necesar sã se realizeze alimentarea asamblãrii cu materiale (necesare direct la montaj), cu piese și ansamble fabricate în întreprindere,
din colaborare sau comerț, astfel încât sã se asigure continuitatea procesului.
312În continuare, se prezintã sintetic modalitãți practice de rezolvare a
acestei probleme.
Asigurarea continuitãții procesului de asamblare, presupune crearea
de stocuri de articole care sã evite într eruperi ale procesului de asamblare,
conducând la cheltuieli suplimentare legate de depozitare, stocare și
imobilizare a fondurilor circulante.
În consecințã și din punctul de vede re al alimentãrii asamblãrii, în
fiecare caz concret existã un optimum care trebuie gãsit cu ajutorul metodelor de planificare, programar e și de aprovizionare a producției,
expuse pe larg în litera tura de specialitate.
Problema care se pune este deci sã se stabileascã cantitatea ce
trebuie fabricatã sau aprovizionatã din fiecare articol component al
produsului care se monteazã și sã se determine momentul asigurãrii articolelor necesare.
În funcție de volumul și diversita tea producției unei întreprinderi, se
adoptã un anumit sistem de aproviziona re, dintre acestea cele mai întâlnite
fiind urmãtoarele:
– aprovizionarea pe stoc;
– aprovizionarea pe comandã;
– aprovizionarea mixtã, pe comandã și stoc.
Aprovizionarea pe stoc este specificã producție i de masã și serie
mare. Alimentarea asamblãrii se reali zeazã din magazii intermediare în care
permanent se gãsește stocul necesar de piese; acest stoc de piese variazã între un maxim și un minim.
Diferența dintre cantitatea maximã și minimã, reprezintã lotul de
articole ce trebuie asigurat, ritmic la perioade egale de aprovizionare.
În fig. 8.28 se aratã variația stocurilor în cazul a douã articole. Din
aceastã figurã se constatã cã atât cantitãțile cât și perioadele de alimentare, cu piese, a magaziilor intermediare sunt diferite.
Calculul cantitãții de aprovizionare se poate face dupã metode de
calcul ale mãrimii optime a lotului, dar în practicã se ține seama de
urmãtoarele:
– condițiile de aprovizionare ( cantitãți minim livrabile, probabilitãți
de contractare, nedepãșirea de mijloace circulante alocate etc.);
313
Fig. 8.28. Variația stocurilor a douã articole
– posibilitãți de depozitare spațiile de depozitate sunt limitate, iar
existența unor stocuri de articole prea mari, conduce la blocarea circulației,
devenind o frânã în desfãșurarea asamblãrii;
– pentru o urmãrire mai ușoarã a ap rovizionãrii și a fabricației pentru
toate articolele se adoptã aceeași perioadã de aprovizionare (semestru, trimestru, lunã, sãptãmânã) și se calculeazã cantitatea ce trebuie asiguratã
pentru aceastã perioadã.
Calculul perioadei de aprovizionare este r ezultatul împãrțirii între
cantitatea ce trebuie aprovizionatã și cantitatea de piese care se asambleazã în unitatea de timp.
O importanțã deosebitã pentru con tinuitatea asamblãrii o reprezintã
stocul minim sau de siguranțã, acesta av ând rolul de a alimenta montajul în
cazul ivirii de perturbații care împie dicã livrarea cantitãții planificate.
Mãrirea stocului de siguranțã se calculeazã dupã relații simple sau
se fundamenteazã economic prin determin area valorii lor optime în funcție
de cheltuielile de depozitare (cheltu ieli cu depozitarea propriu-zisã plus
cheltuieli provocate de imobilizãri) și cheltuieli provocate de lipsa
stocurilor în depozit).
Aprovizionarea pe comandã . În cazul producției de unicate, serie
micã și mijlocie, se asigurã numai neces arul de articole pentru cantitatea de
produse planificatã a se realiza într-o anumitã perioadã.
În acest caz, problema care trebuie rezolvatã este aceeași ca în cazul
precedent, respectiv când și în ce cantita te trebuie asigurat la asamblare
fiecare articol, numai modul de rezolvare este diferit.
314Modul de rezolvare este depende nt în principal de seria de
fabricație, structura produsul ui, duratele ciclurilor de fabricație a articolelor,
valoarea articolelor necesare.
Fie produsul P a cãrui structurã es te reprezentatã în fig. 8.29. Cifrele
din parantezã aratã cantitatea de artic ole necesare pentru obținerea unui
articol de nivel imediat superior. De exemplu F(3) la nivelul 4 aratã cã
pentru obținerea unei bucãți din articolul B sunt necesare, printre altele, trei
bucãți din articolul F.
Fig. 8.29. Structura produsului P
În cazul fabricației de unicate sau de serie micã, cu o structurã a
produsului de complexitate medie, cu cicluri lungi de fabricație a
componentelor, structura produsului arãtatã în fig. 8.28 poate deveni
diagrama Gannt de planificare a fabr icației produsului P, segmentele din
fig. 8.28 reprezentând durate de timp (ciclu ri de fabricație) și în paranteze
fiind înscris necesarul de articole pe fiecare ramurã, pentru numãrul de
produse din comandã.
Spre exemplu articolul E(2) de la ultimul nivel (nivelul 4 din fig.
8.28) se calculeazã pentru ansamblul B, care la rândul sãu se monteazã în ansamblul A, acesta în C, care la rândul sãu participã la asamblarea
generalã a produsului P; în acest fel rezultã cantitatea de articole E =
2x2x1x2 = 8 bucãți/produs; acest numãr se înmulțește cu numãrul de produse din comanda respectivã și rezultã cantitatea de articole F care trebuie executatã.
În același mod se calculeazã și se pun în lucru cantitãțile de articole
B, A, C.
Pentru același articol F(3) de la nivelul 3 necesar tot pentru
ansamblul B, dar acesta fiind necesar pentru ansamblul A, se calculeazã
cantitatea necesarã și se pune în lucru, sepa rat, astfel încât sã asigure la timp
montajul ansamblului B respectiv al ansamblului A.
315În cazul fabricației de unicate sau de serie micã cu durate de mãrime
medie a ciclurilor de fabricație, la care valoarea componentelor imobilizeazã fonduri circulante la niveluri relativ mici, un reper se pune în
fabricație o singurã datã, întreaga cantitate fiind programatã a fi fabricatã la
data la care este necesarã montajului primului ansamblu; în unele situații,
pentru simplificare, se adoptã drep t criteriu ca toate articolele sã fie
asigurate înainte de începerea montajului pe ansamblu.
În cazul producției de serie mijlocie, se calculeazã necesarul specific
de articol (pentru un produs), iar punerea în fabricație și aprovizionarea se
organizeazã pe loturi de piese sau an samble determinate dupã criteriile
similare fabricației pe stoc.
În cazul fabricației de produse co mplexe ca de exemplu vapoare,
avioane, folosirea pentru programar e a metodei graficului Gannt nu mai
este recomandatã, fiind dificil sã se gãseascã secvența și momentele cele mai devreme sau cele mai târzii la care di feritele pãrți ale produsului trebuie
asigurate la asamblãri.
În acest caz, se folosește metoda drumului critic, la care diagrama
folositã este denumitã rețea.
În fig. 8.30 este ilustrat un exempl u. În aceastã diagramã sãgețile
reprezintã activitãțile, numerele încercu ite reprezintã evenimentele, iar
numerele puse de-a lungul sãgeților aratã duratele activitãților.
Activitatea 2-3 este activitatea care începe de la evenimentul 2 și se
terminã la începutul evenimentului 3. Activitãțile 6-3 și 2-3 trebuie sã fie
realizate înaintea activitãților 3-4, 3-5 sau 3-6.
Drumul critic este secvența de activitãți a cãror sumã a duratelor
este maximã, în exemplul dat, acesta fiind secvența 1-2-3-6.
Fig. 8.30. Grafic rețea (metoda drumului critic)
316Evenimentele care nu sunt pe drumul critic pot fi deplasate în timp;
pentru fiecare dintre aceste evenimente va fi un timp (moment) cel mai devreme și unul cel mai târziu. Tim pul (E) cel mai devreme pentru un
eveniment este gãsit prin calcularea sumei duratelor pentru secvența de
activitãți cu duratele cele mai mari, de la începutul proiectului pânã în nodul
respectiv. Timpul (L) cel mai târziu pe ntru un eveniment este gãsit pentru
calcularea sumei duratelor pentru secv ențe de activitãți cu duratele cele mai
mari, de la eveniment pânã la sfârșitul proiectului și scãderea acestei sume din durata proiectului.
Diferența între acești timpi (cel mai devreme și cel mai târziu)
pentru un eveniment este cunoscutã ca rezervã de timp.
Ținând seama de aceste reguli, realizând rețeaua de activitãți și
sintetizând datele așa cum s-a fãcu t în fig. 8.30 pentru un caz concret se
determinã:
– termenul de execuție și ciclul de fabricație;
– activitãțile dupã drumul critic; – termenul cel mai devreme și cel mai târziu pentru fiecare activitate
(când sã fie pus în lucru pr odusul și când sã fie gata).
Pe baza acestor rezultate, se cautã soluții pentru micșorarea ciclului
de fabricație, analizând mai întâi pos ibilitãțile de reducere a duratelor dupã
drumul critic prin mãrirea resurselor (numãr mașini, numãr forțe de muncã),
gãsirea altor soluții tehnologice etc.
Pentru ușurința planificãrii execuție i produsului respectiv, în paralel
cu alte produse, rezultatele din graf ic și tabel (fig. 8.30) se transpun în
graficul Gannt (fig. 8.31).
Fig. 8.31. Graficul Gannt al rețelei din fig. 8.30
317
În graficul Gannt, cu linii continue groase, s-au trasat termenele de
începere și terminare, cât și duratel e activitãților dupã drumul critic; cu linii
continue subțiri, termenele cele mai devreme de începere și terminare a
activitãților care nu sunt pe drumul critic ; cu linii întrerupte, rezervele de
timp.
Pentru fiecare activitate se cunoaște necesarul de manoperã sau
capacitate și perioada în care este n ecesar sã fie realizatã. Trecându-se la
balanțarea pe locuri de muncã a neces arului de manoperã cu capacitatea,
pentru produsele aflate în asamblare se poate constata une ori o depãșire a
capacitãții disponibile; în acest caz, din graficele Gannt întocmite așa cum
s-a arãtat mai sus, se deplaseazã activitãți cu rezervã de timp, pânã la
termenul cel mai târziu posibil sau se alocã resurse mai puține dar suficiente
pentru începerea lucrãrii la termen ele cele mai devreme și respectarea
termenelor cele mai târzii de sfârșit al activitãții respective.
Graficul Gannt este mai folosit pentru urmãrirea realizãrii
activitãților, trasând sub liniile de planificare, linii care sã marcheze
realizarea sau urmãrirea pe baza listei de activitãți cu termene de început și
de sfârșit în care acestea se realizeazã.
De asemenea, funcție de stad iul realizãrii, graficele se
reactualizeazã, cu care ocazi e, dacã au existat abat eri de la realizarea
termenelor, se poate consta ta cã s-a schimbat secven ța de activitãți aferentã
drumului critic, s-au modificat rezervele de timp, respectiv este necesarã o nouã analizã pentru a lua mãsurile impuse de necesitatea respectãrii
termenului final și stadiul real al execuției.
Aprovizionarea mixtã, pe comandã și stoc . În cadrul produselor
sunt multe repere cu valoare micã (axe, șuruburi, piulițe, bolțuri etc.). La un
plan anual de producție dat, având la bazã contractele încheiate, necesarul
de repere cu valoare micã se centra lizeazã pe perioade de plan mai mari
(trimestru, semestru) și se realizeazã fabricația sau aprovizionarea acestora,
pe loturi, livrate periodic asamblãrii. Celelalte repere cu valoare mai mare
se fabricã sau se aprovizioneazã dupã sistemul pe comandã descris mai sus.
Aprovizionarea mixtã este aplicatã de regulã în cadrul fabricației
diversificate de produse de serii de mãrime mijlocie.
3188.3. Forme de organizare tehnologicã a asamblãrii.
Alegerea formei optime
8.3.1. Diviziunea și concentrarea operațiilor de asamblare
Organizarea tehnologicã a asamblãrii, la fel ca cea a oricãrui alt
proces de fabricație din industria constructoare de mașini, rezultã din
îmbinarea aplicãrii a douã principii tehnologice de bazã: diviziunea și
concentrarea operațiilor. Prin diviziune se urmãrește descompunerea
operațiilor tehnologice complexe în opera ții simple, a cãror executare cu
randament maxim se poate face cu mijloace relativ simple. Prin concentrare
se tinde sã se organizeze execuția simultanã a cât mai multor astfel de operații simple, pe locuri de muncã s ituate cât mai aproape unul de altul.
Diviziunea operațiilor pânã la un anumit nivel, permite creșterea
productivitãții muncii, în timp ce concentrarea diminueazã timpul
neproductiv aferent manipulãrilor și a altor faze auxiliare de lucru.
În cazul asamblãrii, diviziun ea operațiilor se realizeazã prin
realizarea funcționãrii procesului de asamblare, în operații simple, care pot
fi operații de asamblare, control, ajus tare, reglaj sau combinații ale acestora.
Nivelul de diviziune al operațiilor, realizat în cadrul unui proces de
asamblare dã o indicație asupra proces ului de raționalizare a muncii, în
sensul cã un nivel relativ re dus de diviziune a proces ului indicã în general o
tehnologie sumar elaboratã, cu nivel redus de productivitate a operațiilor de
asamblare. Concentrarea operațiilor se realizeazã prin înlãnțuirea operațiilor
de asamblare cu grad înalt de mecan izare și automati zare. Concentrarea
operațiilor de asamblare conduce la realizarea timpului necesar
manipulãrilor, precum și la creșter ea productivitãții, prin suprapunerea în
timp a execuției unor operații. Aplicarea judicioasã a diviziunii și concentrãrii operațiilor stã la baza el aborãrii tehnologiei de asamblare.
Pentru a determina structura sistemul ui de fabricație trebuie sã se
procedeze la descompunerea acestuia în subsisteme. Se știe din teoria sistemelor cã un subsistem este definit de o mulțime de perechi intrare-
ieșire având o proprietate oarecare comunã, aceastã proprietate constituind
o stare a sistemului. Orice sistem de fabricație poate fi descompus în
urmãtoarele subsisteme care corespund funcțiunilor sale de bazã:
a. susbsistem tehnologic în cadrul cãruia se efectueazã operații
tehnologice propriu-zise;
b. subsistemul manipulare , care asigurã transferul, orientarea,
poziționarea, depozitarea pieselor pe tot parcursul fabricației;
319c. subsistemul control , care efectueazã verificarea calitãții de
execuție a operațiilor;
d. subsistemul comandã , care asigurã succesiunea corectã a
operațiilor în cadrul sistemului.
În mod corespunzãtor, stãrile si stemului sunt urmãtoarele:
tehnologic (T); manipulare (M), control (C), în cursul funcționãrii sale
intrãrile în sistem determinând trecerea lui succesivã de la o stare la alta.
8.3.2. Parametrii de bazã ai asamblãrii În practica proiectãrii, pentru aleg erea formei optime de realizare a
asamblãrii, se pleacã de la calculul principalilor parametri ai sistemului de
asamblare: numãrul locurilor de muncã (posturilor) și tactul.
Numãrul locurilor de muncã se calculeazã cu ajutorul relației:
FtnL⋅= (8.44)
în care: L este numãrul de locuri de muncã de asamblare; t – timpul total de montaj al produsului, în ore pe bucatã; n programul de producție, în bucãți
pe an; F fondul de timp efectiv, în ore pe an. Fondul de timp efectiv se calculeazã cu ajutorul relațiilor:
F = F
⋅ η; F ⋅ η = z ⋅ s ⋅ h (8.45)
în care: F este fondul de timp nominal, în ore pe an; η – randamentul
utilajului; z numãrul de zile lucrãtoa re pe an; s regimul de lucru, în
numãr de schimburi pe zi; h durata schimbului în ore.
Pentru a putea trece la un nivel superior de organizare a ansamblului este necesar ca gradul de diviziune a operațiilor sã fie suficient de ridicat,
practica indicând: L = 3.
În ipoteza în care aceastã condiție nu este îndeplinitã, trebuie sã se revinã asupra temei, în sensul mãri rii programului de producție. În același
timp trebuie examinate cu atenție pos ibilitãțile de a concentra în cadrul
aceluiași sistem, asamblarea unui numãr cât mai mare de produse cu caracteristici funcționale, constructiv e și tehnologice similare. În condițiile
320unei proiectãri bazate pe tipizare și unifi care, sistemele de asamblare trebuie
organizate pe familii și serii unitare de produse. În acest caz calculul locurilor de muncã se calculeazã cu formula:
Ftn
Lm
ii i∑
=⋅
=1 (8.46)
în care ni și ti reprezintã cantitãțile și timpii de asamblare pentru fiecare din
cele m produse diferite. Pentru calculele de alegere a variantei de organizare tehnologicã a
asamblãrii se poate folosi abace sau nom ograme, cu care se determinã atât
numãrul de locuri de muncã L pentru dife rite valori n și t, cât și capacitatea
de producție și serie minimã de pr oduse pentru care devine posibilã
organizarea asamblãrii pe principiul diviziunii operațiilor. Capacitatea de producție a sistemul ui de asamblare, definitã prin
numãrul de produse care trebuie montat în unitatea de timp este datã de una
din relațiile:
tLsauFn= = θ θ (8.47)
Mãrimea θ definitã ca mai sus, reprezintã capacitatea nominalã a
sistemului de asamblare; capacitatea realã a acestuia depinde de randamentul liniei:
θr = δθ (8.48)
Tacul de asamblare, respectiv in tervalul de timp la care produsul
pãrãsește sistemul de asamblare este:
ttr saunFr = ==θ1 (8.49)
În cazul montãrii în același sistem a mai multor (m) produse
diferite, cu tehnologii și timpi de muncã (ti) diferiți, din condiția menținerii
constante a numãrului de locuri de m uncã rezultã tactul pentru diferite
produse:
∑∑
===m
iiim
ii
tnt F
r
11 (8.50)
În condițiile elaborãrii unui proiect preliminar, sunt dese cazurile în
care timpii de asamblare nu au fost determinați, deoarece tehnologia
321detaliatã de asamblare nu a fost încã stabilitã. În astfel de cazuri se
procedeazã la estimarea timpilor de asambl are, pornind de la cei practicați
în industriile pentru produse similare, cor ectați în funcție de diferențierile
constructive pe care le prezintã acest ea (de exemplu numãrul de repere).
Totodatã se ține seama de faptul cã prin raționalizarea asamblãrii manopera
scade cu 30…50% fațã de situația organizãrii tehnologice staționare
nedivizate. 8.3.3. Cutia morfologicã caracterist icã formelor de organizare
tehnologicã a asamblãrii Principalele caracteristici care definesc o formã de organizare
tehnologicã sunt clasificate cu ajutor ul unei cutii morfologice (tabelul 8.2).
Mulțimea traiectoriilor care travers eazã succesiv toate etajele cutiei
morfologice, strãbãtând câte o singurã celulã din fiecare etaj, reprezintã
mulțimea formelor posibile de organizare tehnologicã a asamblãrii. Primul etaj al cutiei morfologice clasificã formele de organizare
tehnologicã a asamblãrii în funcție de numãrul de produse care se
transformã simultan de la un loc de muncã la urmãtorul, operațiile de
asamblare aferente executându-se în cad rul aceluiași tact la fiecare loc de
muncã. Dupã numãrul de produse care se monteazã simultan la același loc de muncã se vorbește despre asam blare individualã sau asamblare în
seturi. Asamblarea în seturi este a doptatã numai în cazurile în care
dificultãți de manipularea împiedicã alimentarea succesivã și continuã a locurilor de muncã cu produse. Așa, de exemplu, pentru asamblarea unor
piese fragile la manipulare mecanizatã, bucatã cu bucatã, ar risca sã se
deterioreze, se folosesc palete format casetã, care se încarcã la capãtul liniei
de asamblare cu un numãr determinat de piese și subansamble. În
continuare, de-a lungul liniei, casetel e sunt manipulate mecanizat de la un
loc de muncã la altul.
Tabelul 8.2. Organizarea tehnologicã a as amblãrii (cutie morfologicã)
I Numãrul de produse
montate simultan 1 1
II Mișcarea de avans a
produselor fãrã intermitentã continuã
III Mișcarea muncitorilor fãrã de la un loc de
lucru la altul
322I Numãrul de produse
montate simultan 1 1
IV Nivelul de mecanizare
și automatizare manual mecanizatã automatizat
V Tactul liber reglementat
VI Înlãnțuirea fãrã liberã rigidã
Urmãtoarele douã etaje ale cutiei f ac distincție între cele douã forme
de bazã ale organizãrii tehnologice a asamblãrii staționare și asamblarea
glisantã. În cazul asamblãrii staționare produsul stã pe loc iar echipele de
muncitori, specializate pe operații, se deplaseazã de la un produs la
urmãtorul. În cazul asambl ãrii glisante produsul se deplaseazã de la un loc
de muncã la altul iar muncitorii stau pe loc. Pentru organizarea asamblãrii
glisante se concepe o linie de asambl are, respectiv o succesiune de posturi
de asamblare, legate printr-un mijloc de transport.
Alegerea asamblãrii staționare sau a asamblãrii glisante
reprezintã una dintre cele mai important e opțiuni care trebuie exercitate la
abordarea unui proiect de orga nizare tehnologicã a asamblãrii.
În general, asamblarea glisantã pr ezintã însemnate avantaje fațã de
asamblarea staționarã și anume: – diminuarea eforturilor fizice ale muncitorilor;
– condiții favorabile pentru executa rea mecanizatã și automatizatã a
operațiilor; – eliminarea timpului care se consumã prin deplasarea de la un
produs la urmãtorul;
– diminuarea suprafețelor de lucru. Al patrulea etaj al cutiei clasificã formele de organizare tehnologicã
a asamblãrii în funcție de nivelul de automatizare a operațiilor, definind cele
trei nivele uzuale; (1) manual; (2 ) mecanizat; (3) automatizat. În
realitate, în cadrul oricãrei linii de asam blare, se întâlnesc locuri de muncã
la nivele diferite de mecanizare și automatizare; pe fiecare dintre acestea se
executã, în mãsurã mai micã sau mai m are, operații manuale, mecanizate sau automatizate. Alegerea nivelului de automatizare comportã o analizã
tehnico-economicã amãnunțitã în cadrul cãr eia se comparã cei doi factori de
bazã ai eficienței și anume: – posibilitãți tehnice de realizare mecanizatã sau automatizatã a
operațiilor în cauzã și costul echipamentelor respective;
323 – posibilitãți de reducere a costurilor operațiilor de montaj prin
mecanizare și automatizare.
În cadrul unor linii de asambl are moderne mecanizarea prin
intermediul sculelor și dispozitivel or acționate mecanic, pneumatic sau
electric se impune pentru toate operațiile care necesitã efort fizic, sau a
cãror calitate depinde de mãrim ea efortului depus de muncitor.
În ceea ce privește adoptarea as amblãrii automate, oportunitatea
acesteia trebuie analizatã cu grijã, deoarece succesul automatizãrii depinde
de un numãr mare de condiții care tr ebuie îndeplinite simultan. Aceste
condiții sunt în esențã urmãtoarele: – nivelul producției trebuie sã fi e suficient de ridicat, pentru a
permite amortizarea costurilor relativ ma ri ale automatelor de asamblare; o
producție de circa 60 buc/orã este apreciatã ca prag minim; – produsul trebuie sã fie sufici ent de matur ca sã nu se implice
riscul unor modificãri constructive de naturã sã modifice tehnologia de
montaj, deoarece automatele de montaj au un grad ridicat de rigiditate;
totodatã produsul trebuie sã fie sufici ent de nou pentru a avea în fațã
perspectiva menținerii lui în producție timp de mai mulți ani;
– construcția produsului și a pi eselor componente trebuie sã fie
corespunzãtoare pentru manipularea și asamblarea automatã;
– nivelul calitativ al producției tr ebuie sã asigure înscrierea tuturor
pieselor, în mod constant, în toleranțel e dimensionale și de formã prescrise.
Trecerea la asamblarea automatã fãrã îndeplinirea acestor condiții
constituie o greșealã mai costisitoare decât adoptarea prudentã a unui nivel
de automatizare inferior posibilitãților reale. Al cincilea etaj al cutiei morfol ogice face distincția între sistemele
de montaj cu tact liber și cu t act reglementat. Adoptarea tactului
reglementat are avantajul unei produc tivitãți garantate și care poate fi
variatã în timpul zilei pe baza unui program care ține seama de gradul de
obosealã a muncitorilor. în schim b, apare tendința de stabilizare a
productivitãții muncii individuale la nive lul determinat de tact. Adoptarea
tactului liber înlãturã acest dezavantaj.
Ultimul nivel al cutiei morfologice se referã la gradul de înlãnțuire a
operațiilor în cadrul sistemelor de asam blare. Înlãnțuirea rigidã, realizatã
prin trecerea directã a produsului de la o operație la alta, fãrã stocuri tampon
intermediare, reprezintã soluția care asigurã cele mai scurte cicluri de
asamblare, cu imobilizãr i minime în producție neterminatã. În schimb,
324înlãnțuirea rigidã impune o bunã si ncronizare a operațiilor, precum și o
mare siguranțã de funcționare a fiecãr ui post în parte. Ținând seama de
aceste inconveniente existã tendința diminuãrii rigiditãții în înlãnțuirea
operațiilor de asamblare prin introdu cerea din loc în loc a unor stocuri
tampon.
Alegerea formei de organizare a asamblãrii
Odatã determinate numãrul locur ilor de muncã și tactul, alegerea
formei de organizare a asamblãrii poate fi fãcutã folosind cutia morfologicã
din fig. 8.32, în care se ține seama de șa se criterii principale și anume:
Fig. 8.32. Cutia morfologicã pentru aleger ea formei de organizare a
asamblãrii
1. timpul de asamblare;
2. tactul de asamblare; 3. numãrul de locuri de muncã; 4. condițiile de sincronizare a operațiilor;
5. masa sau/și volumul produsului;
6. condițiile de deplasare a produsului. Ca în orice cutie morfologicã fi ecare caz posibil este reprezentat de
o traiectorie care trece prin câte o celulã din fiecare din cele 6 etaje. O astfel
de traiectorie poate fi reprezentatã pr intr-un cub cu 6 poziții folosind literele
A, B sau C corespunzãtoare coloanelor cutiei. Așa de exemplu, un proces
de montaj la care timpul total este de 30 minute, cu un tact de 10 buc/orã, cu
5 locuri de muncã și cu operații sincr onizabile, produsul de montaj fiind de
volum mic și ușor deplasabil, se noteazã cu BBBCCC. Zonele diferitelor
325forme de organizare a asamblãrii sunt indicate în fig. 8.32. Astfel,
asamblarea staționarã rezultã a fi ma i oportunã numai în cazurile în care
este nevoie de numai 1…3 locuri de mun cã iar produsul este greu deplasabil.
În toate celelalte cazuri se adoptã mont ajul glisant. Asamblarea automatã se
ia în considerare la tacturi scur te (sub un minut) atunci când existã
posibilitãți de sincronizare a operațiilor și când produsul poate fi deplasat
relativ ușor. Corelarea cu caracteristicile sistem ului de asamblare care rezultã din
cutia morfologicã reprezentatã în tabelu l 8.2 se face cu ajutorul matricilor
din tabelul 8.3 și tabelul 8.4.
Tabelul 8.3. Asamblarea staționarã
Codul
1 2 3 4 5 6 Mișcarea muncitorilor Nivel de mecanizare și
automatizare
A C B C C B A C C C C C Fãrã muncitor Automat
A A A A C B
A B A B C C Muncitor unic staționar Mecanizat
B A A A A A
C B A B B B Echipã unicã
deplasându-se de la un produs la altul
Mecanizat
B A B A A A
C B C B B A Echipe specializate
care de deplaseazã de
la un produs la altul
Mecanizat
Tabelul 8.4. Asamblarea glisantã
Codul
1 2 3 4 5 6 Înlãn-
țuirea Mișcarea de
avans a
produsuluiTactul Nivelul de
mecanizare și
automatizareModul de transport
B A B A A E
C A A A A C Liberã Intermitentã Liber Manual și
mecanizat Pod rulant și
stivuitor
B A B A B B
C A C A B C Liberã Intermitentã Liber M ecanizat Cãrucior special
B A B A C B
C A C A C C Liberã Intermitentã Liber Mecanizat Manual în
containere
B B B A B B
C B C A B C Liberã Continuã Liber Mecanizat Conveior sau
transportor
B B B B B B C B C C C C Rigidã Continuã Liber sau
reglementatMecanizat Bandã
B B B B A B
C C C C A C Rigidã Continuã și
intermitentãReglementat Mecanizat Conveior sau
transportor
3260 1 2 3 4 5
B B B B B B
C C C C B C Rigidã Intermitentã Reglementat Automat Transportor
B B B B C B
C C C C C C Rigidã Intermitentã Reglementat Automat Dispozitiv de
transfer cu indexare
Tabelul 8.3 se referã la asamblar ea staționarã. Form a superioarã de
organizare a asamblãrii staționare ap licatã la produse complexe de volum
mare, greu transportabile, ca de ex emplu utilaje tehnologice grele, nave,
mașini grele pentru construcții ș.a., se bazeazã pe construirea echipelor
specializate pe operații care se deplaseazã de la un produs la altul. Echipa
unicã se admite numai dacã volumul de producție poate fi realizat de 2-3
muncitori. Un caz aparte îl constituie produsele relativ simple, cu timp
foarte scurt de montaj; întrucât di viziunea operațiilor nu este posibilã dacã
tactul este suficient de mic, trecerea la asamblarea automatã se impune. La tacturi mai mari nu se recomandã asamblarea staționarã mecanizatã.
Matricea din tabelul 8.4 se referã la asamblarea glisantã. În toate
cazurile în care tactul este relativ mare, mișcarea de avans a produsului se
face intermitent. La tacturi mai mici se pot adopta sisteme cu mișcare
continuã, înlãnțuirea fiind liberã aco lo unde nu este posibilã sincronizarea
operațiilor și tinzând sã devinã rigidã dacã operațiile se pot echilibra. În
acest din urmã caz se impune un tact reglementat. În fine, dacã capacitatea depãșește pragul de 60 buc/orã, este obligatorie analiza posibilitãților de a
se trece la asamblarea automatã.
Bineînțeles cã opțiunile care rezu ltã din cele douã matrice din fig.
8.3 și 8.4 trebuie admise doar ca soluții preliminare, o decizie fermã urmând
a fi luatã dupã o analizã minuțioasã în cadrul proiectului tehnologiei de
asamblare. Este de subliniat în încheiere marea varietate a soluțiilor
posibile, ceea ce impune analiza co mparativã a variantelor.
8.3.4. Proiectarea tehnol ogiei de asamblare
8.3.4.1. Schema logicã a pr ocesului de proiectare
Proiectarea tehnologicã de asamblare urmeazã metodologia
cunoscutã a proiectãrii tehnologice și introducerii procedeelor tehnologice
noi în construcția de mașini. Fazel e importante ale procesului sunt:
– anteproiect; – cercetare-experimentare;
– proiect de execuție;
– aplicare.
327 În fig. 8.33 se prezintã schema l ogicã a desfãșurãrii proiectului. Se
pornește de la datele de bazã ale or icãrui proiect tehnologic și anume:
– documentația constructivã a produsului; – programul de producție;
– tehnologia actualã.
Fig. 8.33. Schema logicã a de sfãșurãrii proiectului
328 În faza de anteproiect se face cal culul preliminar al numãrului de
locuri de lucru dupã metodologia expusã în paragraful precedent. În toate
cazurile, dar mai ales atunci când rezu ltã posibilitãți reduse de diviziune a
operațiilor (L mic), trebuie sã se d ea o atenție deosebitã identificãrii
produselor similare care ar putea fi montate pe aceeași linie de asamblare.
Se continuã cu stabilirea formei de organizare tehnologicã a asamblãrii,
folosind cutia morfologicã din fig. 8.32 și matricile din tabelul 8.3 și 8.4.
Cunoscând astfel structura viitoarei linii de asamblare, este posibilã
elaborarea specificației preliminare a dotãrilor tehnologice, inclusiv
precizarea listei de echipamente specifi ce, care trebuie proiectate special
pentru cazul considerat. Pe baza eval uãrii costurilor pentru dotare și a
cheltuielilor pentru manoperã, care rezultã din numãrul de locuri de muncã
al liniei, se calculeazã eficiența economicã a proiectului, exprimatã de
regulã prin termenul de recuperare a investiției. Dacã rezultã un nivel
nesatisfãcãtor de eficiențã, respectiv un termen de recuperare apropiat de
durata preliminarã de menținere în fabricație a produsului, soluțiile
prevãzute trebuie reluate, acționând at ât asupra tehnologiei, cât și, în limita
posibilitãților, asupra programului de fabricație.
În numeroase cazuri mecanizar ea și, mai ales, automatizarea
montajului unui produs presupune rezolvarea unor probleme tehnologice
noi. Acestea se pot referi la: (1) natu ra procedeelor de asamblare folosite
(de exemplu trecerea la îmbin area prin sertizare în locul unei îmbinãri prin
înșurubare, aplicând unui procedeu nou de asamblare prin sudare s.a.; (2)
manipularea automatã a unor piese cãrora nu li se cunosc în mãsurã
suficientã caracteristicile de manevrab ilitate; (3) modalitãțile de control ai
procesului și de reglare a ansamblelor realizate șa. În toate aceste cazuri este
necesarã abordarea unor livrãri de cercet are care trebuie finalizate, pe cât
posibil, înainte de încheierea antepr oiectului, astfel încât aprobarea
parametrilor de bazã și adoptarea hotãrâr ii de trecere la fazele urmãtoare sã
implice un minimum de risc. Evaluar ea cât mai corectã a soluțiilor care
comportã riscuri și stabilirea, pe aceas tã bazã, a cercetãrilor experimentale
necesare punerii la punct a soluțiilor constituie unul dintre cei mai
importanți factori pentru asigurarea succesului proiectului. Programele
respective de experimentare trebuie c onduse în așa fel în cât la elaborarea
proiectelor de execuție a echipamentelo r tehnologice sã se dispunã de toate
datele necesare. În cazul acestor lu crãri se procedeazã de obicei la
modelarea în laborator a operațiilor, folosind dispozitive experimentale,
astfel încât sã se reproducã cât mai ex act condițiile reale de lucru din linia
industrialã. Experimentãrile trebuie repetate pe un numãr suficient de piese
pentru a putea determina statistic sigur anța în funcționare a dispozitivelor.
329Un volum mare de experimentãri es te necesar pentru punerea la punct a
operațiilor de manipulare, alimentare, or donare, orientare, evacuare la piese
ale cãror forme nu se preteazã la aplicarea unor procedee clasice.
8.3.4.2. Proiectul de execuție
Elaborarea proiectului de execuție implicã stabilirea tehnologici de
detaliu, cuprinzând schema de asambl are și diviziunea operațiilor. Schema
de asamblare prezintã succesiunea operațiilor de asamblare, pornind de la
repere, continuând cu realizarea suba nsamblelor de diferite ranguri și
sfârșind cu realizarea produsului. Un m od sugestiv de prezentare a schemei
de asamblare este arãtat în fig. 8.34 în care, în coloana din stânga sunt
înscrise reperele com ponente ale produsului, extr ase din nomenclator sau
din cartușele desenelor de ansamblu. În coloanele urmãtoare sunt înscrise
diferitele subansamble care se r ealizeazã pe parcursul operațiilor de
asamblare și care trebuie sã cores pundã în principiu cu desenele de
subansamble din documentație; subansam blele de același rang se înscriu în
aceeași coloanã. Operațiile de asamblar e sunt reprezentate cu simbolurile
din fig. 8.1.
Fig. 8.34. Schemã de asamblare
Pornind de la schemã se trece la calculul timpului de muncã pentru fiecare operație (v. 8.3.7) și, în paralel, la repartizarea pe locuri de muncã și
sincronizarea timpilor de asamblare. Re partizarea definitivã a operațiilor pe
locuri de muncã, sculele și dispoz itivele necesare pe fiecare loc de muncã
330pentru executarea acestor operații se înscri u în planul de operații de asamblare
care reprezintã o parte principalã a pr oiectului tehnologiei de asamblare.
Se poate trece acum la calculul defi nitiv al eficienței economice în
comparație cu datele din proiectul preliminar și dacã rezultatele sunt
favorabile, se abordeazã proiectarea u tilajelor specifice, în paralel cu
precizarea specificației pentru echipam entele de catalog. La proiectarea
utilajelor este necesar sã se țin ã seama de rezultatele cercetãrilor
experimentale efectuate pentru punerea la punct a procedeelor și
dispozitivelor care se aplicã pentru prima datã.
Ultima fazã a proiectului este execu ția utilajelor specifice, instalarea
și punerea în funcțiune a întregii linii de asamblare, care trebuie sã se
desfãșoare sub supravegherea atentã a proiectantului. Aceastã fazã se
încheie prin verificarea exploatãrii liniei la parametrii proiectați pe o
anumitã perioadã de timp.
8.3.4.3. Condiții de exploatare
În paralel cu desfãșurarea ultimelor douã faze ale proiectului este
necesar sã se acționeze pentru cr earea condițiilor exterioare necesare
mecanizãrii și automatizãrii asamblãrii. Practic, vor trebuie verificate și
puse la punct urmãtoarele condiții:
1. Condiția privind concepția constructivã Produsul corespunde din punct de vedere constructiv cerințelor
tehnologice ale asamblãrii mecanizate și automatizate.
2. Condiția de calitate a pieselor
Tehnologia de obținere a pieselor componente asigurã nivelul
calitativ necesar pentru asamblar ea mecanizatã și automatizatã.
3. Condiția organizatoricã
Din punct de vedere organizator ic sunt create condiții pentru
desfãșurarea raționalã a asamblãrii.
Modul de analizã a îndeplinirii acestor condiții și mãsurile de
realizare a lor au fost prezentate în capitolul 8.2. Menționarea lor în
contextul procesului de elaborare a pr oiectului de asamblare atrage numai
atenția asupra necesitãții corelãrii în timp a lucrãrilor pentru punerea la
punct a acestor trei condiții.
8.3.4.4. Exemple practice
Pentru exemplificarea metodei de lucru expuse se prezintã în
continuare douã exemple practice, la nivel de studiu preliminar. Se aratã
331modul de calcul al parametrilor de bazã, schemele de asamblare și evaluare
preliminarã a costurilor de dotare. Modul de calcul a duratei de recuperare a
investiției este aplicat la exemplul 1.
Exemplul 1 . Produs : mecanism de antrenare tipizat pentru ștergãtor
parbriz
1. Datele de bazã
Program de producție n = 140000 buc/an Numãr de schimburi i = 2 Fond de timp nominal F
n = 4912 ore/an
Grad de încãrcare a utilajului η = 0,85
Fond de timp efectiv F = 4190 ore /an
Timp de asamblare: -actual: t
o = 29 min/buc
-proiectat: t1 = 8,9 min/buc
Numãr de locuri de muncã: L=(n ⋅t1)/(F⋅60)=(140000 ⋅60)=5
Capacitatea: θ = n/F = 140000/1490 = 33,5 buc/orã
Alegerea formei de organizare a asamblãrii se face conform
matricei:
1 2 3 4 5 6
B B B C C C
Se adoptã asamblarea pe transpor tor cu bandã cu stocuri între
operațiile, mers continuu și operații mecanizate.
Schema de montaj es te datã în fig. 8.35.
Fig. 8.35. Schema de asamblare
3322. Repartizarea operațiilor pe posturi
Nr.
post Operații/post Norma de
timp, min Numãr de
posturi identice
x numãr de
muncitori
1
2
3 4 5 1+2
3+4+5+6+7
8+9+10+11+12+13+14+15+19 16+17+18+23+24+25 20+21+22+26 1,8
1,8
1,9 1,9 1,6 1 x 1
1 x 1
1 x 1 1 x 1 1 x 1
TOTAL: 8,9
3. Lista preliminarã de utilaje
Valoare, mil.lei
Nr.
crt. Denumire Buc.
Proiec-
tare Execu-
tare Total
1
2
3
4 5 Presã dublã
Mașinã de alezat cu 2 capete
Mașinã de înșurubat fixã
Presã Mașinã de nituit cu alimentator Presã Dispozitiv de îndreptat Mașinã de înșurubat
Stand de probe 1
1
1
1
1 1 1
1
1 20
40
5
20
20 20 10
5
50 60
80
30
50
80 50 20
30
200 80
120
35
70
100
70 30
35
250
Paletã
Mese de lucru tip Bandã de asamblare 5
5 1 10
20 80 50
30
120 60
50
200
TOTAL 20 300 800 1100
Exemplul 2 . Produs : Filtru de ulei pentru automobilul DACIA
1300 1. Datele de bazã
Program de producție n = 500000 buc/an Numãr de schimburi i = 2 Fond de timp nominal F
n = 4912 ore/an
333Grad de încãrcare a utilajului η = 0,85
Fond de timp efectiv F = 4175 ore /an Timp de asamblare: -actual: t
o = 15 min/buc
-proiectat: t1 = 8 min/buc
Numãr de locuri de muncã: L=(n ⋅t1)/(F⋅60)=(500000 ⋅60)=16
Capacitatea: θ = n/F = 500000/1475 = 160 buc/orã
Alegerea formei de organizare a asamblãrii se face conform
matricei:
1 2 3 4 5 6
B C C B B B
Se adoptã asamblarea pe transpor tor cu bandã cu stocul între
operații, mers continuu și operații mecanizate. Schema de asamblare este datã în fig. 8.36.
Fig. 8.36 . Schema de asamblare
3342. Repartizarea operațiilor pe post:
Nr.post. Operații/post Norma de timp,
min Numãr de posturi identice
x numãr de muncitori
1 2
3
4 5 6 7 8
9
10 11 12 13 1+2
3
4
5+6
7+8+9+10
11 12 13
14+15
16+17+18
19
20+21+22
23 0,5
0,5
0,5
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
1
1
0,5 0,5
1 1 x 1
1 x 1
1 x 1
1 x 1 1 x 1 1 x 1 1 x 1 1 x 1
2 x 1
2 x 1 1 x 1 1 x 1 2 x 1
3. Lista preliminarã de utilaje
Valoare, mil.lei
Nr.
crt. Denumire Buc.
Proiec-
tat Execu-
ție Total
1.
2. 3. 4. 5.
6.
7. 8. 9. 10. 11. 12.
13. Mașinã specialã de sudat
multipunct Mașinã de depus pa sta de etanșare
Cuptor tunel de uscare tip XEXTO Masã de montaj Masã de montaj
Presã pneumaticã 2,5 kN
Mașinã specialã de bordurat filtrul Masã de montaj Stand de probe pneumatice Instalație specialã de vopsit Mașinã de imprimat serigrafic Cuptor tunel de uscare tip XEXTO
Masã de montaj
Transportor cu bandã
1 1 1 1 1
1
1 1 1 1 1 1
1
2
10
70
70
100
60
20
30
100
180 600
60
45
400
86 44
1 1
40
170
1
250 700 120
42
1
130
TOTAL 3300 1015 1984
335 8.3.5. Ergonomia asamblãrii
Ergonomia este o disciplinã științificã care studiazã problemele
interacțiunii omului cu mașina și adaptarea mașinii la om. Ergonomia are
ca scop relevarea posibilitãților reale ale omului și mașinii și repartizarea
raționalã a funcțiunilor lor în sistemul om-mașinã.
Pornind de la conținutul și scopul ergonomiei, proiectarea
ergonomicã a tehnologiilor și sistemelor de asamblare trebuie sã-și propunã
ca obiectiv folosirea optimã a posibilitãțilo r umane, prin înțelegerea acelor
soluții care solicitã din partea omului eforturi minime.
În literatura de specialitate se gãse sc detaliate principiile și regulile
ergonomice valabile și în cazul mecani zãrii și automatizãrii asamblãrii, de
aceea în lucrare se prezintã succint numai o parte dintre acestea.
8.3.5.1. Pozițiile și mișcãrile omului
În vederea asigurãrii condițiilor de muncã ergonomice, proiectarea
și construcția utilajelor de asamblare și a echipamentelor anexe trebuie sã
ținã seama de urmãtoarele: – munca în poziție șezând mãrește precizia și micșoreazã oboseala;
– pozițiile corpului în ușoarã fl exiune frontalã reclamã un efort
minim;
– mișcãrile brațelor trebuie sã se efectueze în sensuri opuse sau
simetrice;
– precizia și rapiditatea cu care se realizeazã operațiile cât și
mãrimea efortului sunt influențat e de înãlțimea de lucru, organizarea
așezãrii pieselor și a sculelor în zona de lucru.
8.3.5.2. Organele de comandã ale mașinii
Principalele organe de coma ndã folosite sunt: butoanele,
întrerupãtoarele, pârghiile de comandã , pedalele. Pentru a alege un organ
trebuie sã se respecte urmãtoarele reguli:
– organele de comandã trebui e sã fie adaptate funcțiilor și
particularitãților anatomice ale membrelor; – organele comandate cu mâna tr ebuie sã se gãseascã la o înãlțime
situatã între nivelurile cotului și umerilor și sub un unghi de vedere
favorabil;
– distanțele între organele de comandã trebuie sã fie adaptate
particularitãților anatomice, respectiv pe ntru comanda efectuatã cu degetele,
336între douã butoane sau întrerupãtoare, tr ebuie sã fie o distanțã de cel puțin
15 mm; dacã comanda se executã cu mâna întreagã, aceastã distanțã minimã
trebuie sã fie de 50 mm; – pentru operațiile care nu cer efort, dar de o mare precizie, trebuie
sã se prefere butoanele de apãsat, în trerupãtoarele basculante sau butoane
rotative, atât pentru reglaje discon tinue, cât și pentru cele continue;
– pentru operațiile care cer un efort mai important, dar care reclamã
o precizie redusã, trebuie sã se al eagã pârghii de comandã, manivele,
pedale.
Butoanele de apãsat, ca sã fie ușor de recunoscut, pot fi colorate și
pot purta indicații.
Întrerupãtoarele basculante pot fi folosite pentru douã poziții,
pornit-oprit-pornit.
Sensul de mișcare este vertical. Dacã sunt amplasate unul alãturi de
celãlalt, pot fi manipulate în acelaș i timp pânã la 3…4 întrerupãtoare.
La butoanele rotative este important ca acestea sã poatã fi apucate
bine cu degetele, iar dife ritele poziții posibile trebuie sã fie vizibile în mod
clar și în timpul manipulãrii butonului.
Pârghiile se folosesc în cazul co menzilor continue, de amplitudine
micã, cu o fixare precisã, pe o suprafaț ã micã și pentru orice nivel de efort.
Pârghiile a cãror manevrare necesitã fo rțã, trebuie amplasate la înãlțimea
umerilor (pentru poziția ortostati cã) sau a coatelor (pentru poziția
șezând). Ele trebuie plasate alãturi de executant și nu drept înaintea lui.
Pedalele sunt folosite pentru e liberarea mâinilor și la comenzi care
necesitã un efort mai important.
Organele de comandã a cãror mani pulare este controlatã vizual cu
ajutorul unui aparat de mãsurã, tre buie sã fie dispuse ținând seama de
urmãtoarele reguli:
– scala sau acul trebuie sã se roteascã în același sens cu cel al
organului de comandã;
– o rotire a organului de comandã în sensul acelor de ceasornic
trebuie sã corespundã unei creșteri, întãriri sau accelerãri a mãrimii
controlate; o rotire a organului de comandã în sens invers acelor de
ceasornic trebuie sã corespundã unei scãd eri, slãbiri sau încetiniri a mãrimii
controlate; – gradațiile indicate pe scalã trebuie sã creascã în sensul de rotire a
acelor de ceasornic;
– corespondența între un buton de regl aj și scala de mãsurã cu care
se controleazã valoarea mãrimii reglate prin acest buton trebuie sã fie
evidentã; cea mai bunã așezare este scala sus și butonul de reglaj dedesubt.
337 8.3.5.3. Ambianța în care se desfãșoarã munca
În activitatea de producție, în afar a efortului fizic sau psihic depus
de om, existã o serie de factori lega ți de mediul în care se desfãșoarã
munca, influențând asupr a gradului de obosealã.
Dintre aceștia, la asamblarea mașinilo r, trebuie luați în considerare,
în primul rând urmãtorii factori: iluminat ul și confortul vizual, ambianța
cromaticã, zgomotul și muzica funcționalã.
Asigurarea iluminatului și confortul vizual . Cercetãrile au dovedit
cã prin ridicarea nivelului de iluminar e se obține o creștere a productivitãții
muncii cu circa 5…15% simultan cu re ducerea rebuturilor și erorilor de
fabricație.
Calitatea luminii depinde de strã lucire, intensitate, difuziune,
direcție, uniformizarea repartiției și culoare. Lumina naturalã este preferabilã celei artificiale, dar, când este
necesar, lumina naturalã trebuie înlocu itã sau completatã cu cea artificialã.
În cazul iluminatului fluorescen t, trebuie folosite corpuri
fluorescente cu mai multe tuburi, cu startere decalate și trifazice,
nesincronizate. Valorile minime ale nivelelor de iluminare sunt recomandate de
STAS 6646-90. Ridicarea nivelului de iluminare cu o treaptã se face în cazurile în
care: – distanța dintre oc hi și obiectul observat este mai mare de 0,5 m;
– efortul vizual încordat are loc în mod neîntrerupt pe o duratã mai
mare de 4 ore; – obiectele observate sunt în mișcare;
– existã pericol mãrit de accidente.
Realizarea unei ambianțe cromatice adecvatã asamblãrii .
Statistica rezultatelor aplicãrii cromatic ii uzinale în mai multe țãri aratã cã
s-a ajuns la creșteri de producție de 10…15%, scãderi de rebuturi pânã la
20…25% și reduceri de pânã la 50% al e numãrului de accidente de muncã.
În atelierele de asamblare, s uprafețele de lucru, de regulã, se
vopsesc în culoare vernil sau albastru deschis. Pentru asamblãrile mai
grosiere se poate utiliza culoarea verde. În cazul atelierelor unde se executã lucrãri fine de montaj, în special
de cãtre femei, tavanul se va vops i în albastru culoarea cerului,
construcția metalicã a acoperișului în alb, puțin albãstrui, iar pereții ivoar
deschis.
338 Zgomotul. Efectuarea unor lucrãri dificile într-un zgomot ambiant
de nivel ridicat, cere eforturi mari și o voințã deosebitã, având ca efect
negativ asupra oamenilor obosirea mai repede, creșterea iritabilitãții și a
nervozitãții în producție, rezultatul fii nd scãderea productivitãții și creșterea
rebuturilor.
Nivelul de zgomot sub 40 decibe li este indicat pentru munci care
solicitã o concentrare intelectualã deosebitã. Zgomotul între 40…60 decibeli nu are un efect de enervare a omului, acesta putând sã execute lucrãr i de asamblare care-i solicitã un efort
intelectual de concentrare. La un zgomot între 60…80 decibeli pot sã aparã tulburãri psihice,
deși acesta este considerat un zgomot admisibil în hale de asamblare
manualã de precizie medie și pentru asamblarea mecanizatã și automatizatã.
Muzica funcționalã . Din punct de vedere ps ihologic, muzica poate
accentua concentrarea atenție i, determinã mãrirea rapidã a sensibilitãții și,
în general, contribuie la creșterea dinamicii tuturor proceselor psihice.
Muzica funcționalã poate reduce mult perioada de acomodare în
primele minute ale zilei de lucru, când mișcãrile lucrãtorului sunt încã lente
și imprecise, prin activitatea organi smului cu melodii vioaie, ritmice.
Ritmul muzicii trebuie sã coin cidã cu ritmul procesului de
producție. Programul trebuie sã se reînnoiascã în întregime dupã 2…3
sãptãmâni.
8.3.5.4. Organizarea tim pului de odihnã
Acesta poate fi realizat prin corectarea variațiilor capacitãții de
muncã și deci ale productivitãții muncii, pe parcursul schimbului de muncã
prin introducerea pauzelor, altele d ecât cele pentru masa de prânz.
Conținutul timpului de odihnã poa te fi organizat pentru odihnã
pasivã sau poate fi orga nizat pentru odihnã activã, de exemplu în vederea
efectuãrii unor exerciții de gimnasti cã adaptate la specificul muncii.
8.3.6. Factorii psihologici în organizarea asamblãrii
8.3.6.1. Metode de influența re a factorilor psihologici
Paragrafele precedente a tratat problema proiectãrii tehnologiei de
asamblare și în special aleger ea unei forme optime de organizare
tehnologicã a asamblãrii pornind de la criteriile clasice ale proiectãrii
339tehnologiilor de fabricare. S-a avut în vedere în primul rând folosirea cât
mai raționalã a forței de muncã, re spectiv reducerea maximã a timpului de
lucru prestat de muncitori, atât pe ntru operațiile tehnologice propriu-zise,
cât și pentru manipulãri. În final, s-au examinat condițiile de reducere la
minimum a efortului fizic solicitat munc itorilor, pe scurt, s-a urmãrit
optimizarea procesului de asamblare din diferite puncte de vedere care au
un factor comun: ergonomia. Cer cetãri mai noi asupra organizãrii
tehnologice a asamblãrii au demonstrat în sã faptul cã, în condițiile aplicãrii
corecte a criteriilor ergonomice în proiectarea organizãrii tehnologice a
asamblãrii, este necesar sã se ținã s eama din ce în ce mai mult de influența
pozitivã asupra eficienței producției a unor factori psihologici determinați
de considerente independente de tehnologie, ca de exemplu de
complexitatea muncii (omul fiind din ce în ce mai atras de munca complexã
și din ce în ce mai puțin disponibil pentru o muncã simplã) sau de relațiile dintre om și procesul muncii (omul tinzând din ce în ce mai mult sã conducã acest proces în loc sã fie un simplu executant).
În literatura de specialitate / 39 / s-au fixat unele metode de
îmbunãtãțire a acestor factori sub denumirile de alternarea muncii (job
rotation), extinderea muncii (job- enlargement), îmbogãțirea muncii
(job-enrichement) și structura rea muncii (work structuring).
Prin alternarea muncii (alternarea operațiilor) se înțelege schimbarea
sistematicã, între ele, a operațiilor alocat e diferitelor locuri de muncã, astfel
încât muncitorului sã-i revinã spre execuție toate operațiile prevãzute în
procesul de asamblare. Deși sarcinile fiecãrui muncitor rãmân în continuare
limitate la o fracțiune bine determinatã din întregul proces, conținutul de
ansamblu a muncii sale se amplificã considerabil. Se realizeazã de fapt o
policalificare a muncitorilor din lin ia de montaj, care se pot oricând
înlocui reciproc.
Extinderea muncii se realizeazã prin alocarea fiecãrui loc de muncã
a unui numãr sporit de operații asemãnãt oare, mãrind în mod corespunzãtor
tactul; practic se concentreazã pe un singur loc de muncã operațiile
efectuate anterior pe câteva locuri de muncã. Efectul pozitiv constã în
diminuarea monotoniei lucrului și în libertatea mai mare pe care o are
muncitorul de a-și raționaliza modul de lucru corespunzãtor
particularitãților sale fizice și de temp erament. Astfel unele reglementãri
recomandã ca la proiectarea liniilor noi de asamblare sã se tindã spre tacturi
nu mai mici de 1,5 min.
Diversificarea muncii în așa fel încât unui loc de lucru sã i se
atribuie sarcini complexe, care impli cã nu numai execuția unor operații, ci
340și rãspunderea pentru calitate, produc tivitate, metode de lucru, poartã
denumirea de îmbogãțire a muncii . Spre deosebire de alternarea și de
extinderea muncii, îmbogãțirea muncii implicã o modificare structuralã a organizãrii tehnologice a asamblãrii, precu m și a mijloacelor folosite pentru
mecanizarea și automatizarea acestuia.
În fine, prin structurarea muncii se înțelege adoptarea unei
organizãri a activitãții de asamblare pe principiul colectivelor de muncã
autonome, în cadrul cãrora sã se poatã valorifica în mod maximal inițiativa
creatoare a muncitorilor și sã se poatã afirma cu maximã eficiențã
capacitatea de muncã și dorința de af irmare a fiecãrui muncitor în parte.
8.3.6.2. Aplicații practice
Un exemplu tipic de îmbogãțire a muncii îl poate constitui experiența unei fabrici de aparate elect rocasnice, la care montajul se poate
efectua pe 14 benzi de montaj /39/ . În prima etapã s-a procedat la
extinderea muncii prin reducerea num ãrului de locuri de muncã pe
fiecare bandã cu circa 30%. În a doua etapã s-a trecut la organizarea
asamblãrii pe posturi de muncã individua le. Se afirmã cã, în a doua etapã,
timpul total de asamblare s-a redus cu circa 15%, pe seama reducerii timpului de manipulare a pieselor și sculelor, iar cheltuielile globale de
asamblare (manoperã, scule, suprafețe de lucru) s-au redus cu 10,5%. Alte
reduceri de cheltuieli au rezultat pr in îmbunãtãțirea calitãții produselor. În
același timp a crescut flexibilita tea programelor de producție.
Exemplul cel mai cunoscut de aplicare a structurãrii muncii
aparține producãtorului suedez de au toturisme VOLVO. În noua fabricã
de la Kalmar, pusã în f uncțiune în 1974, 600 de muncitori
monteazã 30000 de autoturisme pe an. Montajul este repartizat unor
colective de 15-20 muncitori, fiecare rãspunzând de o grupã de operații
corelate funcțional, ca de exemplu: in stalația electricã, echiparea interioarã,
montarea aparatelor etc. Fiecare colec tiv dispune de un atelier propriu, cu
acces direct la distribuția de material e, în care se poate lucra simultan la
șase autovehicule. Amplasamentul ne obișnuit al spațiilor de muncã (fig.
8.37) rezolvã înlãnțuirea raționalã a ate lierelor, cu zone tampon pentru șase
autovehicule, între ele, fiecare atelie r rãmânând totuși o unitate relativ
izolatã, cu un grup sanitar propriu. Transportul interoperații se face cu
cãrucioare electrice cu acumulatori . Programarea deplasãrilor ca și
adoptarea lucrului staționar sau în mișcare, repartizarea operațiilor pe
muncitori, sunt la alegerea ech ipei. Tactul este de 3 min.
341
Fig. 8.37. Plan general al secției de mo ntaj final la fabrica Kalmar a
firmei Volvo : A-montaj subansamble și depozite; B-recepția finalã;
1-intrarea materialelor; 2- intrarea caroseriilor; 3- șasiu; 4-frâne și roți;
5- motor; 6-scaune și interior; 7- teste de punere în func țiune; 8-probe
funcționale; 9-reglaj mecanic; 9-remanieri la șasiu
Dupã trei ani de aplicare a proiect ului, rezultatele consemnate de un
grup de specialiști din afara într eprinderii sunt urmãtoarele:
– investiția a fost cu circa 10% mai mare decât la o linie de
asamblare convenționalã;
– ritmul de muncã este practic egal cu cel de la fabrica principalã;
– calitatea producției este practic aceeași ca la celelalte uzine Volvo;
– se aplicã pe scarã largã rotația muncii, care este preferatã de
muncitori, totuși nu poate fi vorba de o sporire apreciabilã a libertãții pe
care o au aceștia de a-și alege ora de pauzã sau de a-și organiza munca în
mod diferit, din cauza controlului efectua t prin computer asupra procesului
de asamblare și a necesitãții unei discipline tehnologice ferme;
– condițiile de muncã sunt apreciate ca bune, existã totuși posibilitãți de ameliorare, în special în legãtu rã cu dificultãțile de acces la unele
operații, ceea ce ar necesita o mai bunã studiere a proiectelor din acest
punct de vedere;
– ponderea absențelor a fost de 14% la fabrica nouã fațã de 19,2%;
342 – opririle de producție sunt rela tiv reduse; s-a atins un grad de
eficiențã de 96%; – întreprinderea se adapteazã mai uș or la schimburile intervenite în
construcția produsului sau în programul de fabricație, dar acest spor de
flexibilitate nu poate fi evaluat.
Examinând aceste rezultate, apare su rprinzãtor faptul cã, deși s-a
renunțat la conveiorul clasic de asam blare și la diviziunea avansatã a
muncii, manopera pe produs nu s-a mic șorat. În aceasta constã desigur
efectul direct al ambianței favorabile de lucru asupra productivitãții muncii.
Este de subliniat, de asemenea, redu cerea absențelor și sporirea, pe aceastã
cale, a gradului de utilizare a sistemului de asamblare, ca urmare a
aprecierii pozitive de cãtre muncito ri a condițiilor de muncã create.
8.3.6.3. Recomandãri privind creșterea complexitãții muncii
în sistemele de asamblare Ideile expuse confirmã unele mãsuri practice de naturã sã
îmbunãtãțeascã eficiența sistemelor de asamblare, acționând asupra
factorilor psihologici care influențeazã productivitatea individualã a muncii.
Dacã aplicarea alternãrii și a extinderii muncii se poate face menționând o organizare tehnologicã convenționalã, îmbogãțirea și structurarea muncii
presupune o organizare complet nouã a spațiului de producție. Totodatã
trecerea la aceste forme implicã angaja rea puternicã a colectivelor de
muncitori în activitãți care depãșesc sfera operațiilor de execuție pãtrunzând
în domeniul controlului și organizãrii muncii.
De aceea prin adoptarea unui sistem de asamblare compus din grupe autonome constituie o opțiune care de pãșește net latura pur tehnicã a
procesului de producție, r ezultatele fiind favorabile.
8.3.7. Calculul normelor de muncã la asamblare
8.3.7.1. Generalitãți Normele de muncã, în cazul lucrãr ilor de asamblare, se exprimã sub
forma normelor de timp sau a normelor de producție. Normele de producție se utilizeazã de regulã în cazul producției de masã sau de serie mare, mai ales la producția cu ritm reglementat pe bandã,
la care operațiile sau lucrãrile se repetã în mod frecvent, pe o perioadã mai
lungã de timp.
343 În cazul lucrului în colectiv (ech ipã, brigadã) pentru a se cunoaște
precis unitatea de mãsurã la care se referã norma de timp, este necesar a se preciza dacã norma se referã la durat a executãrii operației de întregul
colectiv sau la timpul de muncã neces ar tuturor executanților individuali din
colectivul respectiv. În primul caz se va utiliza expresia de ore-echipã
(brigadã)-normã, iar în cel de -al doilea caz ore-om-normã.
Normele de timp se stabilesc prin procedeele obișnuite și anume: a. prin cercetarea analiticã a c onsumului de timp de muncã,
procedeu folosit atunci câ nd nu existã normative de m uncã și destul de rar
folosit în cazul operațiilor de asamblare; b. calculul analitic al necesarului de timp de muncã, pe bazã de
normative de muncã, norma rezultând di n însumarea tuturor categoriilor de
timp. Gradul de detaliere al normativel or este dependent de tipul producției
(unicate, serie, masã); este procedeu l cel mai folosit în cazul operațiilor de
asamblare; c. comparația cu norme de timp de muncã, care constã din
compararea operației sau lucrãrii resp ective cu o operație sau lucrare
asemãnãtoare sau tipizatã, pentru care existã elaborate norme de muncã; se
aplicã la asamblarea de unicate similare sau la montajul produselor tipizate, dar în serii mici. Norma de timp de asamblare, cu excepția deservirii mai multor
mașini, se calculeazã cu formula:
upi
on dl oppi
T TnTT T TnTN + = + + + = (8.52)
în care: NT este norma de timp; Tpî timpul de pregãtire-încheiere; Top
timpul operativ; Tdl timpul de deservire tehnico-organizatoricã; Ton
timpul de odihnã și necesitãți firești; Tu timpul unitar; n – numãrul de
ansamble de montat. În continuare se va prezenta num ai modul de determinare a timpului
operativ, metode practice de ela borare a normativelor și exemple
reprezentative de calcul.
8.3.7.2. Timpul operativ (T
op)
Se determinã fie global, fie prin însumarea timpului de bazã cu cel
ajutãtor, stabiliți în prealabil separat. Se pot distinge douã situații de cal cul al timpului operativ și anume:
a. în cazul proceselor m ecanizate și automatizate;
b. în cazul proceselor manuale și manual-mecanizate.
344 a. Calculul timpului operativ în cazul asamblãrii mecanizate și
automatizate . Pentru stabilirea timpului operativ în cazul lucrãrilor
mecanizate și automatizate, se ap licã urmãtoarea relație de calcul:
" ' ' " " ' ') ( ) (op ir dl fu a b ir dl fu op T T T Ttt T T T T + + − =++ + − = (8.52)
în care: Tfu este timpul de funcționare utilã a utilajului; Tdl timpul de
deservire a locului de muncã suprapus cu Tfu; Tîr timpul de întreruperi
reglementate suprapus cu Tfu; tb timpul de bazã, nesuprapus cu Tfu; ta
timpul ajutãtor, nesuprapus cu Tfu; Top = tb + ta timpul operativ,
nesuprapus cu Tfu.
În cazul în care timpul de bazã se suprapune integral cu timpul de funcționare utilã a utilajului, atunci evident, relația de mai sus devine:
Top = Tfu + ta (8.53)
În cazul asamblãrii automatizate, rolul principal al executantului
este de a supraveghea funcționar ea utilajului, existând posibilitatea
realizãrii în aceastã perioadã, în bunã mãsurã, a lucrãrilor de deservire a
utilajului (aprovizionarea cu piese, unge rea utilajului etc.) cât și satisfacerea
parțialã sau totalã a necesitãților prev ãzute în timpul de odihnã și necesitãți
firești. De asemenea, în cazul existenței mai multor mașini de montat automatizat, trebuie analizatã posibilitat ea deservirii de cãtre un executant a
mai multor mașini. În acest caz:
cm in fu a in fu cc
op Kt T tt T TmTT ) () ( ; + = ++ = = (8.54)
tr is inin fu
tttt Tm+++= (8.55)
în care: Tc este durata ciclului de lucru; m numãrul de mașini deservite
simultan; Tfu – timpul de funcționare utilã; tîn timpul în care executantul
intervine, mașina fiind opritã; ta timpul de așteptare al mașinii: Kcm
coeficientul de așteptare de cãtre ma șinã pentru a fi deservitã, fiind în
funcție de coeficientul de ocupare al executantului și de numãrul de mașini
deservite simultan (valoarea coeficientului Kcm se ia din tabele); tis – timpul
auxiliar suprapus peste timpul de func ționare utilã în care executantul
intervine, dar mașina funcționeazã; ttr – timpul de trecere de la o mașinã la
alta, în timpul funcționãrii acestora.
345 b. Calculul timpului operativ în cazul proceselor manuale și
manual-mecanizate de asamblare . Timpul operativ, de regulã, se
determinã global, pentru timpul de b azã și timpul ajutãtor, cu ajutorul
normativelor de timp. Normativele de timp se pot dete rmina folosind metodele cunoscute
de mãsurare a timpului prin cronomet rare, fotografiere, filmare sau se
determinã pe baza sistemelor de timpi predeterminați.
Normativele de timp pe mișcãri au la bazã un același principiu și anume faptul cã mișcãrile necesare pe ntru executarea fiecãrei operații sau
lucrãri pot fi grupate într-un numãr limitat de tipuri (10…30). Cele mai cunoscute sisteme de timpi predeterminați sunt: MTM : Method Time Measurement;
WFS : Work factor System;
BTM : Basis Motion Timestudy;
MTA : Motion Time Analysis;
DMT : Dimensional Motion Time.
În cazul operațiilor de asamblare, stabilirea normativelor de timp pe
baza timpilor predeterminați este totodatã recomandabilã altor metode,
datoritã urmãtoarelor avantaje:
– aplicarea unor norme ce exprimã consumul de timp necesar pentru
executarea operațiilor fãrã a se recurge la mãsurãtori directe (pasibile de
influențe subiective); – aplicarea acelorași normative, indi ferent de secția, întreprinderea
sau ramura în care se efectueazã; – creșterea productivitãții muncii, uneori cu peste 20…30%, chiar la locurile de muncã considerate ca fii nd bine organizate, prin defalcarea
procesului de muncã în elementele simple și prin analizarea acestora,
eliminând distanțele de acționare.
Fig. 8.38. Structura ciclului de lucru la o mașinã
346 Se menționeazã cã sistemele de ti pul predeterminați nu se aplicã în
procesele de asamblare în care execu tantul are poziții de lucru incomode,
când viteza mișcãrilor este impusã de diverși factori sau depinde în mare mãsurã de îndemânarea executantului; de asemenea, nu se aplicã la lucrãrile
de reglare, la lucrãrile de asambl are foarte finã în care desfãșurarea
mișcãrilor nu se poate stabili cu exactita te, deoarece efectuarea lor depinde
foarte mult de dexteritatea executantului. În continuare se vor prezenta câteva informații despre sistemul MTM care este cel mai folosit. Unitãțile de mãsurã folosite în sistemul MTM sunt: cm pentru lungime, kgf pentru greutate; gradul sexagesimal pentru unghiuri; unitãțile
MTU reprezentând 1/100000 dintr-o orã, pentru timp.
Sistemul MTM se aplicã în una din cele trei variante și anume MTM-1, MTM-2 sa MTM-3. Sistemul MTM-1 cuprinde 24 mișcãri de bazã, grupate astfel: – 9 mișcãri ale membrelor superioare; – 2 mișcãri ale ochilor; – 13 mișcãri ale corpului și membrelor inferioare.
Cele 24 de mișcãri de bazã cu denumirea lor în limba românã și
limba englezã și simbolurile corespunzãtoare sunt: Mișcãrile de bazã ale membrelor superioare:
1. Întinde mâna Reach R 2. Deplaseazã Move M 3. Întoarce Turn T
4. Rotește manivela Cranking C
5. Apucã Grasp G 6. Dã drumul Release Load RL 7. Aplicã presiune A pply Pressure AP
8. Potrivește Position P 9. Desprinde Disengace D
Mișcãrile de bazã ale ochilor:
1. Deplaseazã privirea Eye Travel ET 2. Ațintește privirea Eye Focus EF Mișcãrile de bazã ale corpului și ale membrelor inferioare:
1. Mișcã laba piciorului Foot Motion FM
2. Mișcã gamba sau pulpa Leg Motion LM 3. Se așeazã Sit SIT
4. Se ridicã Stand form Sitiing Pisition STD
5. Se înclinã Bend B
3476. Se ridicã din poziția înclinat Arise from Bend Position AB
7. Se apleacã Stoop S 8. Se ridicã din poziția aplecat Arise from Stopp Position AS 9. Îngenuncheazã Kneel K 10. Se ridicã din poziția îngenun-
chiat Arise from Kneel Position AK
Sistemul MTM-2 s-a creat prin gruparea unor secvențe logice de
mișcãri sau a unor mișcãri asemãnãtoare , într-o singurã mișcare, stabilindu-
se 9 mișcãri de bazã. Cele 9 mișcãri cu denumirea în limba românã și limba englezã, cu
simbolurile cores punzãtoare sunt:
Mișcãrile de bazã efectuate cu mâinile:
1. Ia Get G 2. Pune Put P 3. Aplicã presiune A pply Pressure A
4. Reapucã Regrasp E 5. Rotește Rank C Mișcarea de bazã efectuatã cu ochii:
1. Potrivește Eye Motion E
Mișcãrile de bazã efectuate cu cor pul și cu memb rele inferioare :
1. Mișcã piciorul Foot Motion F 2. Pãșește Step S 3. Mișcã corpul Bend and Arise B Sistemul MTM-3 conține 4 mișcãri de bazã, douã pentru mișcãrile
mâinilor, una pentru mișcãrile picioarelo r și una pentru mișcãrile corpului și
anume: 1. Manipuleazã Handle H 2. Transportã Transport T 3. Pãșește Step SF 4. Se înclinã se îndreaptã Bend an Arise B
Valorile cuprinse în normativ ele MTM-1 asigurã abateri de ±2%,
normativele MTM-2 asigurã abateri de ±5%, iar normativele MTM-3
asigurã abateri de ±5% la operații cu o duratã de circa 10 minute și de
±10% la operațiile cu o duratã de 2,5 mi nute. Sistemul MTM-1 este indicat
din punct de vedere economic pentru lucrãri de asamblare de serie mare și
masã pentru operații de asamblare cu grad mare de repetitivitate. Sistemul
MTM-2 este indicat pentru montaje de serie mijlocie, iar sistemul MTM-3 pentru operații de montaj ne repetitive sau de serie micã.
348Întocmirea normativelor de timp, cu ajutorul MTM se poate face
numai de cãtre persoane car e și-au însușit sistemul.
Forma de prezentare a normativelor pentru folosire manualã este
tabelarã, în funcție de factorii care influențeazã mãrimea timpilor de muncã.
Normativele de timp de muncã determinate cu ajutorul metodei
MTM, pe grupe de mânuiri se ela boreazã cu ajutorul tabelelor normative
MTM și cu ajutorul fișelo r de analizã de genul celor arãtate în tabelul 8.5, în
care se aratã mișcãrile executate de fiecare mânã, simbolul fiecãrei mișcãri
dupã MTM-1.
Tabelul 8.5. Normative de timp
LUAREA ăI POZIȚIONAREA ăURUBULUI FÃRÃ ăAIBÃ
Distanțe: Poziția inițialã a mâinii..
container 40 cm; container ….
Diametrul șurubului, d>3 mm locul de asamblare 40 cm
Activitatea mâinii stângi TMU Activitatea
mâinii drepte
Descriere f Simbol Simbol f Descriere
Întinde mâna la
containerul cu piese 1
1 R-C 16,8 R40C 1 Întinde mâna
la șurubul din
container
Apucã piesa de
asamblat 1 G4A 7,3 GIP 1 Apucã șurubul
Deplaseazã piesa la
șurub 1 M-C 18,5 M40C 1 Deplaseazã
șurubul la piesã
Reapucã piesa 1 G2 G2 1 Reapucã
șurubul
21,8 P2SD 1 Potrivește
șurubul în gaura piesei
de asamblat
(4,1) (M6A) 1 Deplaseazã
șurubul în piesa de asamblat
TOTAL 73,5(77,6)
349 Cunoscând succesiunea mișcãrilor din fișa de analizã, în cazul dat,
variabile fiind mișcarea întinde mân a R și deplaseazã M, cu ajutorul
tabelelor normative MTM pentru diferite distanțe se calculeazã mãrimea timpului exprimat unitãți MTU. Dupã aceasta se întocmește tabelul 8.6, obținându-se normativul de
timp pentru grupa de mânuiri Luarea și poziționarea șurubului fãrã șaibã.
În același mod se întocmesc și tabelele 8.7 și 8.8. Timpul unitar rezultã din înmulțirea timpului operativ cu un coeficient de corecție K, în funcție de gradul de efort, ale cãrui valori sunt
prezentate în tabelul 8.9.
8.3.7.3. Exemple de normare a operațiilor de asamblare
Exemplul 1 . Mașinã de montat automat bujii
– Mașina este compusã din 11 posturi de lucru și un post de
evacuare; capacitatea de producție: 1300 buc/orã; – Deservirea și supravegherea mașinii se realizeazã de un singur muncitor.
Analizând acest loc de muncã, se constatã cã:
– alimentarea cu piese a posturilo r de lucru, curãțirea se face în
timpul funcționãrii utile a mașinii, timpul necesar pentru aceste operații fiind în medie de 1,5 ore/schimb; – deși mașina este prevãzutã cu dispozitiv de protecție, pentru
securitate, în timpul funcționãrii, m uncitorul nu are voie sã pãrãseascã locul
de muncã;
– timpul de întreruperi neregl ementate și de intervenție a
muncitorului s-a determinat sta tistic ca fiind de 0,5 ore/schimb;
– numãrul orelor de lucru pe schimb = 8 ore. Norma de timp:
no dl oppi
T T T TnTN + + + = (8.56)
Fiind producție de masã Tpi/n este neglijatã.
Top = Tfu (1,5 + 0) + 0 + 0,5 (se aplicã formula de la pct. 8.3.7.2)
T
op = Tfu 1
Ton este timpul de odihnã și necesitãți firești.
350
Se calculeazã cu ajutorul valo rilor din Studiul Muncii, vol. V
Efort prin solicitare dinamicã Efort prin solicitare staticã Solicitare neuro-psihicã
Încordarea organelor de simț
Frecvența mișcãrilor (I moderatã) Monotonia muncii (redusã) Zgomotul de pr oducție (II ridicat) 1
0,5
0,5+0,5
0
0,5 0,5 0,5
TOTAL 4%
T
on = 8 x 4/100 = 0,32 ore
Înlocuind în formula normei de timp se obține:
N
T = Tfu 1 + 1,5 + 0,32 = Tfu + 0,82 = 8 ore/schimb .
Norma de producție: N
p = 7,18 (ore) x 1300 (buc/orã) = 9334
(buc/8 ore)
Norma de timp pentru asamblarea unei bujii va fi:
93348 1= =
ptNN (ore/buc)
Exemplul 2 . Post de lucru organizat pentru producția pe bandã.
În fig. 8.39 se aratã schița ansamblu lui care trebuie montat și schița
locului de muncã. Se precizeazã cã modul de aducere, fixare și executare a
piesei de bazã dupã asamblare nu face obiectul acestei analize și respectiv al
normãrii timpului de muncã. Norma de timp se calculeazã cu formula stabilitã la pct. 8.3.7.1:
on dl op pi T T T T T N + + + =
Timpul de pregãtire-încheiere Tpî, fiind o producție de serie mare, pe
bandã, ponderea sa în calculul normei este neglijabilã. Timpul operativ T
op se obține calculând valoarea timpului pentru
fiecare grupã de mânuiri, cu ajutor ul tabelelor normative 8.6, 8.7, 8.8 și
altele similare.
351Tabelul 8.6. Luarea și poziționarea șurubului fãrã șaibã
Diametrul șurubului
3 >3
Distanța de la containerul cu pi ese la locul de asamblare, cm
20 30 40 50 60 70 20 30 40 50 60 70 Schița
pozițio-
nãrii Distanța
dintre poziția
inițialã a
mâinii și
containerul cu
șuruburi, mm
20 65,1 68,5 71,9 75,2 78,6 82,5 61,3 64,7 68,1 71,4 74,8 78,2
30 67,8 71,2 74,6 77,9 81,3 84,7 64,0 67,4 79,8 74,1 77,5 80,9
40 70,5 73,9 77,3 80,6 84,0 87,4 66,7 70,1 73,5 76,8 80,2 83,6
50 73.3 76,7 80,1 83,4 86,8 89,5 69,5 72,9 76,3 79,6 83,0 86,4
60 76,0 79,4 82,8 86,1 89,5 92,9 72,2 75,6 79,0 82,3 85,7 89,1
70 77,7 82,1 85,5 88,8 92,2 95,6 74,9 78,3 81,7 85,0 88,4 91,8
Observații: Locul de asamblare este locul introducerii în gaura pi esei de asamblat. În cazul pieselor cu gãuri de trecere l
= 26…75 mm, la timpul operativ determinat di n tabel se vor adãuga 4,1 TMU. Pentru distanța de angajare a șurubului în
piesa de asamblat, cuprinsã între limitele 76…125 mm, la timpul operativ determinat din ta bel se vor adãuga 6,0 TMU.
352Tabelul 8.7. Luarea și aducerea șurubelniței electrice sau pneumatice la șurub înaintea
înșurubãrii și depunerea ei dupã asamblarea piesei
Folosirea șurubelniței m ecanice sau pneumatice cu:
O mânã Ambele mâini Distanța dintre
poziția inițialã a
mâinii și
șurubelnița
mecanicã sau
pneumaticã
Distanța de la locul de asamblare la șurubelnița mecanicã sau pneumaticã, cm
cm 20 30 40 50 60 70 20 30 40 50 60 70 Obs.
Timpul operativ, în TMU
20 58,4 64,6 70,3 76,0 81,8 87,6 71,6 77,2 83,3 88,1 93,9 98,6
30 61,2 67,4 73,1 78,8 84,6 90,4 74,3 80,0 85,1 90,9 96,7 101,4
40 64,0 70,2 75.9 81,6 87,2 93,2 77,2 82,8 87,9 93,7 99,5 104,2
50 66,8 73,0 78,7 84,4 90,2 96,0 80,0 85,6 90,7 96,5 102,1 107,0
60 69,6 75,8 81,5 87,2 93,0 98,8 82,8 87,4 93,5 99,3 105,1 109,8
70 72,5 78,7 84,4 90,1 95,9 101,7 85,7 91,3 96,4 102,2 108,0 112,7
353 Tabelul 8.8. Deplasarea și poziționarea șurubelniței de la un șurub
la altul pentru o înfãșurare
Distanța dintre șuruburi, mm
10 20 30 40 50 60
Timpul operativ, în TMU
28,6 32,4 35,8 39,2 42,5 45,0
Tabelul 8.9. Coeficienții de corecție a timpului operativ pentru
obținerea timpului unitar în funcție de poziția corpului și de efortul
unghiular
Poziția corpului
Efortul mușchiular, în
daN, pânã la:
Coeficient de corecție, K
1 B 1,08 1,11 1,15 1,17
F 1,07 1,10 1,13 1,15
2 B 1,09 1,12 1,16 1,18
F 1.09 1,11 1,15 1,17
6 B 1,10 1,13 1,17 1,19
F 1,10 1,13 1,17 1,19
10 B 1,12 1,15 1,19 1,21
F 1,13 1,17 1,21 1,23
15 B 1,14 1,17 1,21 1,24
F 1,18 1,21 1,26 1,30
20 B – 1,19 1,23 –
Observații:
-efortul mușchiular este reprezentat fie prin greutatea pieselor transportate
în vederea asamblãrii, fie prin fo rța de strângere necesarã realizãrii
asamblãrii respective;
354-în coeficientul de corecție au fost incluși și timpii de deservire tehnico-
organizatoricã a locului de muncã și de odihnã și necesitãți firești; B bãrbați; F femei.
Fig. 8.39. Schița ansamblului (A) și a locului de muncã (B): A) 1-piesã
de bazã; 2-suport; 3-șurub M4x80 STAS 4272-90; 4-șaibã STAS 5200-90;
5-piulițã M4 STAS 4071-90; 6-șurub M3x20 STAS 3169-90; 7-șaibã STAS
5200-90; B) 1-piesã de bazã; 2…7-c ontainere cu piese (numerotate
corespunzãtor reperelor din schița ansa mblului); 8-dispozitiv de asamblare;
9-șurubelnițã pneumaticã suspe ndatã; 10-brațul șurubelniței
Grupele de mânuiri cuprinse în procesul de lucru:
1. luarea și poziționarea șurubului M4 fãrã șaibã în piesa de
asamblat;
2. luarea și poziționarea șaibei pe șurubul introdus în piesa de
asamblat; 3. luarea și poziționarea piuliței M4 pe șurub; 4. înșurubarea piuliței M4 pe șurub; 5. poziționarea piesei de asamblat pe piesa de bazã;
6. luarea și poziționarea șurubului M3 cu șaibã în piesa de bazã;
355 7. înșurubarea șurubului cu cap crestat M3 în piesa de bazã cu
șurubelnița pneumaticã. Timpul operativ T
op se calculeazã prin însumarea timpilor
determinați pe grupe de mânuiri și func ție de numãrul de șuruburi, piulițe și
șaibe care se monteazã. În cazul dat, tim pul operativ pentru toate grupele de
mânuiri specificate în fig. 8.38, este Top = 7637,7 TMU.
Timpul unitar: Tu = Top + Tdl + Ton = K ⋅ Top
Valoarea coeficientului K este da tã în tabelul 8.9 și va fi K = 1,07
corespunzãtor condițiilor de lucru: – poziția de lucru: șezând;
– efortul manual: 1 daN;
– executant: muncitoare.
Timpul unitar va fi: T
u = 1,07 ⋅ 76,37,7 = 8172,3 TMU.
Norma de timp: NT = 8172,3/1667 = 4,9 min.
Exemplul 3 . Post de lucru staționar pe ntru producția de serie, în
loturi. Normativele sunt elaborate pe bazã de cronometrãri, tabele conținând
valorile timpului unitar. Pentru cazul analizat se prezintã numai normativele din tabelele 8.10 și 8.11. În fig. 8.40 se aratã schița ansamb lului care trebuie realizat pentru
un lot de asamblare de 100 buc., înșurubarea piulițelor fãcându-se cu mașina pneumaticã.
Organizarea locului de muncã an alizat se încadreazã în limitele
organizãrii în normativul din tabelul 8.10. În acest caz, norma de timp se calculeazã astfel: – timpul de pregãtire încheiere, luat dintr-un normativ nespecificat
este de 13 minute; – timpul unitar se acordã pe operații, cu ajutorul tabelelor normative
corespunzãtoare și este prezentat în tabelul 8.11.
356Tabelul 8.10. Normativ cu timpul unitar pentru așezare și scoatere în
și din poziția de asamblare a pieselor și subansamblelor
Condiții tehnico-organizatorice:
-menținerea macaralelor în stare de funcționare;
existența sculelor necesare;
-asigurarea pieselor pentru asamblare;
-muncitori având categoria tarifarã corespunzãtoare
lucrãrii
LEGENDA: 1- raft pentru piese; 2- executant; 3-banc pentru montaj; 4-
loc pentru depozitat ansamble
Modul de așezare
Nr. crt. Masa pieselor
sau
subansamblului,
kg Simplã Dupã gãuri,
prezoane sau
trasaje Complicat pe mai
multe piese
simultan
A S A S A S
Timpul unitar, min.
1
2
3 4
5
6
7
8 9
10
11
12 0,1
0,5
1 3
5
10
15
20 30
40
50
60 0,05
0,06
0,07 0,08
0,11
0,15
0,19
0,22 0,28
0,35
0,43
0,51 0,04
0,04
0,05 0,06
0,08
0,10
0,13
0,15 0,18
0,23
0,26
0,31 0,10
0,12
0,19 0,23
0,35
0,50
0,65
0,80 1,15
1,54
1,95
2,15 0,07
0,09
0,13 0,16
0,24
0,34
0,46
0,56 0,75
1,00
1,17
1,29 0,15
0,19
0,27 0,34
0,54
0,76
1,09
1,03 1,80
2,23
2,73
3,18 0,11
0,14
0,20 0,24
0,38
0,53
0,76
0,91 1,26
1,56
1,65
1,90
Observații : A- Așezare; Scoatere
Coeficientul de corecție pentru poziția incomodã a corpului K = 1,1…1,5
Tabelul 8.11. Normative cu timpul unitar pentru înșurubarea piulițelor
cu mașina pneumaticã
Timpul unitar, min.
Lungimea șurubului, mm Diametrul
șurubului,
mm 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80
6
8 0,32
0,31 0,36
0,34 0,40
0,37 0,43
0,40 0,46
0,43 0,51
0,47 0,55
0,51
0,55
35710
12
14
16 18
20 0,30
0,31 0,33
0,34
0,35
0,37 0,38 0,36
0,36
0,38
0,39 0,41
0,44 0,38
0,39
0,41
0,43 0,44
0,45 0,41
0,41
0,44
0,46 0,47
0,49 0,45
0,46
0,49
0,52 0,58
0,60 0,49
0,50
0,53
0,56 0,58
0,60 0,53
0,54
0,67
0,60 0,62
0,65
0,57
0,60
0,64 0,66
0,68
0,61
0,63
0,67 0,69
0,72
Fig. 8.40. Schița ansamblului : 1-bielã, 1 buc; 2-rulment 943/25 STAS
7417/84, 1 buc; 3-inel etanșare IE 25×32, 2 buc; 4-șaibã 17x34x2,5, 4 buc;
5-rondelã, 2 buc; 6-garniturã cau ciuc, 2 buc; 7-manșon, 2 buc; 8-
calotã, 2 buc; 9-piulițã M16x1,5 STAS 4373-90, 2 buc.
Coeficienți de corecție: – pentru înșurubare în poziție incomodã K1 = 1,2;
– pentru montat provizoriu K2 = 0,7. Pe biela 1 se monteazã reperele conform tabelului urmãtor:
Conținutul operației Fig. 8.39 Valoarea timpului unitar,
minute
Se monteazã: 1 buc rulment 934/25 2 buc inele etanșare 4 șaibe 17x34x2,5 2 buc rondele
2 buc garnituri
2 buc manșoane 2 buc calote 2 buc piulițe M16x1,5 1 buc bielã
poz.2 poz.3 poz 4 poz.5
poz.6
poz.7 poz.8 poz 2 poz.1
0,99×0,6×1=0,59 0,18×2 =0,36 0,05×4 =0,20 0,05×2 =0,10
0,22×2 =0,44
0,12×2 =0,24 0,10×2 =0,20 0,39×2 =0,78 0,12×1 =0,12
Montat ansamblu 3,03
358 16,3 03,310013
100= + ⋅+ =upi
T TTN min.
8.4. Calculul eficienței economice
8.4.1. Compararea economicã a variantelor tehnologice
Eficiența economicã a unei tehnologii se stabilește de preferințã prin
compararea economicã a mai multor va riante, din care una poate fi
tehnologia actualã, iar alta tehnol ogia propusã. De regulã se comparã
cheltuielile de producție pentru rea lizarea cantitãții x de produse prevãzute a
se fabrica. Aceste cheltuieli, not ate cu C, pot fi puse sub forma:
C
x = A ⋅ x + B (8.57)
în care s-a notat cu: x cantitatea de produse (buc.); A cheltuielile de
producție variabile, care se repetã cu fiecare produs; B cheltuielile de
producție fixe, i ndependente de cantitatea produsã.
În fig. 8.41 dreptele Cx1 și Cx2 reprezintã costurile de producție
pentru douã tehnologii diferite T1 și T2, T2 constituie o tehnologie
perfecționatã fațã de T1, în sensul cã prezintã cheltuieli variabile mai mici,
în principal ca urmare a manoperei mai reduse (A2<A1), în schimb necesitã
cheltuieli fixe mai ridicate (B2>B1), datoritã echipamentului tehnologic mai
complex. Se vede cã Xc reprezintã cantitatea de produse începând de la care
devine rentabilã tehnologia T2 (cantitatea criticã).
Fig. 8.41. Compararea variantelor tehnologice
359 Evoluția costurilor de producție unitare C1 și C2 are alura unei
hiperbole care se intersecteazã în același punct cu abscisa Xc. Se poate scrie:
xBA C += (8.58)
Cheltuielile variabile A cuprind în principal costul manoperei și
materialelor, inclusiv al celor pentru rebuturi și remanieri, cheltuielile
pentru menținerea în funcționare a echipamentului tehnologic, precum și
cele pentru conducerea întreprinderii, sarcini sociale etc., care revin unei
piese produse. Cheltuielile fixe B se împart în douã categorii: B – cele care se repetã la fiecare lot de piese lansat în fabricație și B cheltuieli care se fac
o singurã datã pentru produsul, ansamb lul sau piesa în cauzã. În prima
categorie intrã în principal cheltuielile pentru reglajul instalației tehnologice
de producție. În a doua categorie in trã cheltuielile pentru asigurarea
mașinilor, instalațiilor, sculelor și dispozitivelor specifice produsului respectiv. În felul acesta B se deduce din formula: B = MB + B (8.59)
în care M este numãrul de loturi la nsate în fabricație pentru producerea
cantitãții x de produse.
8.4.2. Metoda costului orei de lucru
În calculele de comparare a douã variante tehnologice de asamblare
costurile materialelor se pot de obicei neglija deoarece acestea nu se
schimbã de la o metodã de lucru la alta. În acest caz folosirea parametrului
costul real de lucru prezint ã avantaje de ordin practic.
Dacã se noteazã cu H costul unei ore de lucru a instalației tehnologice proiectate, atunci costurile de fabricație nete (deci exclusiv
valoarea materialelor directe) ale unei cantitãți x de piese sunt:
C
x = H(x ⋅ Tf + Tr) (8.60)
unde: T
f este timpul cât instalația respectivã este ocupatã pentru fabricarea
unui ansamblu; Tr timpul cât instalația este ocupatã pentru reglaje la o
producție actualã de x ansamble.
360 Costul orei de lucru se calculeazã din relația:
AaMIE R R Hc o⋅+++ + = (8.61)
în care: Ro este retribuția orarã a muncito rului (echipei) care deservește
instalația: Rc – cota parte din retribuția or arã aferentã instalației pentru
deservire și conducere; E valoarea consumului orar de energie; I
valoarea de înlocuire a instalației; M reprezintã cheltuielile de întreținere
și reparații pe toatã durata de viațã a in stalației; A încãrcarea instalației, în
ore pe an (A = x ⋅ T1 + Tr); a durata de viațã estimatã a instalației.
Valoarea lui Ro se deduce în funcție de num ãrul L de locuri de lucru
și de categoria medie a operațiilor de efectuat, Rc rezultã din suma
retribuțiilor muncitorilor auxiliari, maiș trilor, tehnologilor și funcționarilor
din secția de producție, repartizatã pe totalitatea instalațiilor din secție,
evaluatã de obicei cu un anumit pr ocent din retribuția directã Ro.
Cheltuielile de întreținere și re parații M se deduc din normativele
de întreținere tehnicã și reparații pe ntru mijloacele fixe industriale, dacã Mk
este costul maximal al unei reparații capitale, Ak numãrul de ore dupã care
se admite efectuarea acesteia, iar Mc costul maxim anual al reviziilor și
reparațiilor curente, rezultã:
c
kt
kMAAaa MAAaM ) (⋅−+ ⋅⋅= (8.62)
ținând seama de faptul cã în anul în care se executã o reparație capitalã nu
se fac reparații curente. Valoarea de înlocuire a instala ției I cuprinde, pe lângã valoarea
actualizatã a utilajului propriu-zis, valoarea accesoriilor, sculelor și
dispozitivelor speciale, precum și che ltuielile de asamblare și punere în
funcțiune.
De notat cã termenul ( I + M )/(a
⋅A) introduce în calcul influența
gradului de încãrcare a utilajului asupra costurilor de fabricație, în sensul cã
o slabã încãrcare a acestuia ca urmare a nivelului prea redus al producției
scade valoarea A și crește deci costul orei de lucru. Existã mai multe moduri de desf ãșurare a calculu i, care vor fi
descrise în continuare.
Compararea costurilor în funcție de seria de fabricație . Acest
calcul este uzual în toate cazurile în care poate fi luatã în considerație
creșterea nivelului producției. Se comparã costurile C
x1 și Cx2 rezultate din
361aplicarea a douã variante tehnologice T1 și T2, și se calculeazã cantitatea
criticã xc din fig. 8.41, cu formula:
2 2 1 11 1 2 2
H T H THT HTx
f fr r
c⋅ −⋅⋅ − ⋅= (8.63)
ușor de stabilit.
Ordonatele hașurate în fig. 8.42 reprezintã economiile rezultate
trecând de la varianta 1 la varianta 2 pentru o cantitate de produse mai mare
decât xc.
Calculul raportului minim de reducere a manoperei . Care este
reducerea de manoperã (în raport cu s ituația actualã) de la care devine
economicã folosirea unei tehnologii mai e voluate? Rãspunsul la întrebare îl
dã relația:
21
12
HH
TT
ff≤ (8.64)
relație dedusã din (8.63) neglijând pent ru simplificare durata de încãrcare
propriu-zisã, dacã se ține seama și de acestea, relația devine:
12
2 21 1
HH
T TxT Tx
r fr f≥+ ⋅+⋅
(8.65)
Calculul duratei de recuperare a investiției . Durata de recuperare
(în ani) rezultã din raportul dintre valoarea investiției suplimentare și
economia anualã de cost uri de fabricație realizate, rezultând din:
2 11 2
x xC CIId−−= (8.66)
Un mod de calcul simplificat conduce la relația:
a f f xTH THIId) (2 2 1 11 2
⋅ −⋅−= (8.67)
în care xa este cantitatea de produs anual.
Evident, în cazul modernizãrii unei tehnologii I1 = 0
362
8.5. Calculul capacitãții de producție a sistemelor
de asamblare
Siguranța în funcționare a sistemelor automate de asamblare
influențeazã în mare mãsurã eficie nța economicã a automatizãrii, de aceea
trebuie analizatã cu toatã atenția. Într eruperile în funcționarea sistemelor
automate determinã diminuãri ale cap acitãții de producție, diminuãri de care
este necesar sã se ținã seama în calculele de economicitate și productivitate.
Capacitatea de producție a unei instal ații de asamblare, exprimatã în
bucãți pe unitatea de timp, rezultã din relația:
Fn=θ (8.68)
în care: n este sarcina anualã de producție, în buc/an; F fondul de timp
disponibil al instalației într-un an (46000 ore/an la o funcționare în douã
schimburi). Totodatã, tactul mediu anual rezu ltã din schimbul de asamblare t:
Ltr= (8.69)
Capacitatea anualã de producție a liniei este datã de relația:
tLF
rFK⋅= = (8.70)
Trebuie avut în vedere cã în relația de mai sus K este capacitatea
nominalã a liniei, fațã de care capacitatea realã Kr se gãsește într-un raport
care se poate denumi randament de funcționare a sistemului:
Kc = δ ⋅ K (8.71)
La examinarea randamentului δ în vederea evaluãrii lui corecte în
calculele de proiectare, rezultã cã el este dependent de mai multe categorii
de factori și anume: – viteza de lu cru a sistemului; – întreruperile în
funcționare determinate de defect area automatului; – defecțiunile
tehnologice care survin în timpul asamblãrii.
Viteza de lucru a sistemelor de asamblare este determinatã de viteza
de desfãșurare a operațiilor tehnologice de asamblare și de viteza de manipulare. Aceasta din urmã reprezintã de obicei factorul critic. În general
sistemele automate au posibilitãți limitate de reglare a vitezei de lucru. De
obicei automatul se regleazã pentru o vitezã mai lentã în perioadele de
363reglaj, rodaj și introducere în pr oducție, dupã care se stabilește viteza
normalã de lucru, care are un caracter ma ximal și care se menține pe toatã
durata de exploatare. Dimpotrivã, întreruperile în func ționare și defecțiunile tehnologice
au un caracter aleatoriu, fiind dependent e de o multitudine de factori care se
vor prezenta în continuare.
8.6. Fiabilitatea sistemelor de asamblare
Un sistem de asamblare este co mpus din elemente care sunt supuse
defectãrii, ceea ce determinã mai depart e defectarea întregului sistem și
obligã la oprirea lui pentru reparații. Fiabilitatea, notatã în cele ce urmeazã cu R(f), reprezintã
proprietatea unui sistem de a funcționa fãrã defectare un interval de timp t,
în condițiile de exploatare date. Ca principal indicator de fiabilitate în cazul
sistemelor automate de asamblare se folosește timpul medi u de funcționare
între defectãri notat cu m. Pentru evaluarea fiabilitãții sistemelor de asamblare compuse din pãrți mecanice și electrice complexe, este aplicabilã legea distribuției
exponențiale, conform cãreia probabilita tea T(t) ca un element oarecare sã
nu se defecteze într-un interval de timp dat rezultã din relația:
t me etRλ−= =1
)( (8.72)
în care m este timpul mediu de func ționare între cãderi ale elementului
respectiv, iar t – un interval de timp de misiune ales dupã necesitate. Din
aceastã formulã rezultã cã:
pentru o valoare a lui t se obține o fiabilitate R
egalã cu egalã cu
m 0,368
m/10 0,900
m/100 0,990
364 Deci pentru ca elementul sã aibã , de exemplu, o fiabilitate de 0,9 în
timp de 50 de ore, cu alte cuvinte, dacã se vrea ca dupã 50 ore 90% dintr-un
lot sã fie încã în funcțiune, este neces ar ca timpul mediu de funcționare între
cãderi a acestor elemente, notat cu m, sã fie egal cu 500 ore.
Dacã sistemul de asamblare considerat este compus din n elemente
având fiecare fiabilitate Ri , cãderea fiecãruia din cele n elemente determinã
cãderea sistemului, fiabilitatea sistemului este datã de relația:
∏
==n
iR tR
11 )( (8.73)
Dacã toate elementele au aceeași fiabilitate, atunci din (8.72) rezultã:
mtn
etR⋅−=)( (8.74)
Reluând exemplul de mai sus, în cazul unui sistem compus din 20
de elemente cu fiabilitatea 0,9, fiabilitatea sistemului în timp de 50 de ore este: T = 0,9
20 = 0,112
deci existã o probabilitate de numai 11% ca dupã 50 de ore sistemul sã nu fi
fost supus defectãrii, iar timpul me diu de funcționare între cãderi a
sistemului este:
2520500= =sm ore
Una din condițiile obținerii unei fiabilitãți ridicate a sistemului de asamblare constã în evita rea înlãnțuirii rigide a unui numãr prea mare de
operații, dându-se preferințã diviziun ii operațiilor prin intercalarea unor
depozite intermediare.
Legãtura dintre fiabilitatea și capacitatea liniei se concretizeazã mai
bine dacã examinãm și ceilalți indicatori de fiabilitate ai unui sistem complex și anume mentenabilitatea și disponibilitatea. Mentenabitatea este aptitudinea sistemului de a fi menținut sau
restabilit în funcțiune. Mentenabilitatea se exprimã prin timpul de
365indisponibilitate tm, respectiv timpul de staționare a utilajului pânã la
repunerea lui în funcțiune dupã o oprir e de mentenanțã (întreținere sau
reparație). Acest timp reprezintã suma: t
m = tmd + tma + tmr (8.75)
în care: tm este timpul de indisponibilitate; tmd timpul pentru depistarea
defectului; tma timpul de așteptare (în cele mai multe cazuri în calculul
disponibilitãții nu se ia în considerare acest termen); tmr timpul de
reparație. Mentenabilitatea este optimã în condițiile organizãrii întreținerii
preventive, prin înlocu irea preventivã, la inte rvale bine stabilite, a
elementelor de uzurã indiferent dacã s-au defectat sau nu, în acest caz t
md =
tma = 0, iar tmr se poate suprapune peste in tervale de timp neprogramate.
Existã însã și alte mijloace de creștere a mentenabilitãții. Așa de
exemplu, pregãtirea din timp a pieselor de schimb poate reduce la minimum
timpul de așteptare. Atât tma cât și tmr pot fi mult diminuate în condițiile
adoptãrii construcțiilor modulare: anu mite module cu fiabilitate relativ
scãzutã, ca de exemplu dispozitive de manipulare lucrând în condiții de
uzurã, pot fi disponibile ca module de rezervã și introduse prompt în locul
celor care se defecteazã. În vederea de pistãrii rapide a defectelor este
necesar sã se prevadã afișajele corespun zãtoare în instalația de automatizare
(semnalizarea opticã pe lumino-schemã). În general mentenabilitatea trebuie avutã în vedere încã din prime le faze ale proiectului, pentru a se
asigura depistarea, accesul și înlo cuirea rapidã a elementelor cu
probabilitate mare de defectare. Disponibilitatea exprimã aptitudinea sistemului de asamblare de a-
și îndeplini funcțiile într-un interval de timp dat, ținând seama de timpul
mediu de funcționare între defectãri și de mentenabilitate. Disponibilitatea
este datã de relația:
mtmmd+= (8.76)
Fiabilitatea previzionalã a sistemului de asamblare se determinã în
faza de proiectare cu ajutorul relațiilor de mai sus. Se pornește de la numãrul de posturi de lucru înlãnțu ite rigid și se evalueazã fiabilitatea
fiecãrui post de lucru în funcție de el ementele sale componente. Fiabilitatea
elementelor mecanice (de exemplu alime ntatoare acționate cu came) poate
366fi consideratã egalã cu unitatea, în sc himb va trebui sã se ținã seama de
fiabilitatea elementelor hidraulice, pneumatice și electrice. Fiabilitatea
sistemului rezultã din fig. 8.42. Rezultã clar cã înlãnțuirea rigidã a mai
multor posturi de lucru nu este eficient ã decât în condiția unei siguranțe în
funcționare foarte ridicate la fiecare post în parte.
Intervalul t (timpul de misiune) se adoptã în funcție de tactul de
asamblare, la tacturi scurte corespunzând intervale t mai reduse. Se
recomandã valori între 50…10000 ore.
Fig. 8.42. Fiabilitatea sistemelor cu
n posturi înlãnțuite rigid
Disponibilitatea previzionalã trebuie stabilitã pe baza unui
antecalcul cât mai corect a lui tm din (fig. 8.76), deoarece valorile celor trei
factori pot fluctua în limite extrem de largi în funcție de soluțiile
constructive și tehnologice adoptate.
Defecțiuni tehnologice în pro cesul de asamblare automatã
În timpul operațiilor de asamblare care se desfãșoarã automat pot
interveni defecțiuni tehnologice de natu rã sã împiedice continuarea corectã
a asamblãrii și anume: a) apariția unor piese defecte; b) efectuarea incorectã
sau neefectuarea unor operații de manipul are; c) efectuarea incorectã a unor
operații de asamblare. În toate aceste cazuri este necesar sã se intervinã în procesul de
asamblare pentru a preveni consumuri suplimentare de piese și avarierea
dispozitivelor de lucru.
Existã mai multe moduri de supraveghere a pro ceselor automate de
montaj în legãturã cu procedura de intervenție. Cea mai simplã posibilitate
constã în oprirea sistemului imediat ce se constatã cã o operație a fost
efectuatã defectuos. Astfel, dupã fiecare post de lucru la care pot apãrea defecțiuni se instaleazã un detector care verificã dacã operația în cauzã a
367fost efectuatã corect. Se verificã astf el executarea corectã a unei operații de
alimentare, poziționarea corectã etc. D acã constatarea este negativã sistemul
este oprit automat, simultan cu o se mnalizare opticã indicând, pe cât e
posibil, și locul defectului. Un opera tor intervine apoi pentru remedierea
defecțiunii și pornir ea din nou a sistemului.
Supravegherea cu oprire imediatã este relativ simplu de realizat,
chiar în cazul unei scheme simple de comandã secvențialã. Dezavantajul
metodei constã în oprirea relativ frecv entã a procesului de asamblare, ceea
ce corespunde cu o diminuare a capacitãții sistemului. Se poate evita oprirea sistemului atunci când defecțiunea are o cauzã aleatoare, care dispare în timpul desfãș urãrii procesului, adoptând un sistem
de supraveghere care, fãrã a co manda oprirea, împiedicã continuarea
operațiilor de asamblare pe ansamblul cu defect. Aceasta se realizeazã prin
memorarea de cãtre sistemul de coma ndã a ansamblului defect și evacuarea
lui automatã la un loc potrivit. Așa de exemplu, în automatul de montaj
descris anterior dupã postul de introdu cere a izolatorului de porțelan în
corpul metalic al bujiei, dar înaint e de prima operație de presare, se
controleazã prezența și poziția corectã a izolatorului. Dacã acesta lipsește,
ansamblul este evacuat automa t într-o poziție urmãtoare.
Este evident cã în acest caz se reduc pierderile de timp datorate
opririi automatului, în sc himb apare dezavantajul de a nu se constata din
timp defectarea unui dispozitiv sau apariția unui lot de piese defecte. ăi acest dezavantaj poate fi ocolit prin numãrãtoarea de cãtre sistemul de comandã a ansamblelor defecte și oprir ea automatã a întregului sistem dupã
un numãr oarecare de defecte succesive. În orice caz sistemul de comandã
trebuie sã fie capabil sã preia aceste funcții suplimentare. Alegerea modului de supraveghe re a procesului de asamblare
automatã trebuie fãcutã de la caz la caz, ținând seama de o serie de considerente. Astfel, dacã existã un m uncitor permanent de supraveghere a
automatului și dacã timpul de repunere în funcționare este scurt, metoda
opririi imediate pare cea mai avantajoas ã. Metoda evacuãrii ulterioare din
mers se preteazã la automatele cu tact uri rapide, la care valoarea pieselor
care eventual se pierd prin asambl ãri defecte este relativ redusã.
De asemenea, trebuie determinat e efectele defecțiunilor tehnologice
asupra capacitãții de producție a sistemel or automate de asamblare. În
raport cu capacitatea nominalã va inte rveni un factor de determinare a
capacitãții care, în sistemul de lucru cu oprire imediatã, este:
ft
tttrrl d −−= (8.77)
368în care: r este rata pieselor defecte sau a rateurilor provocate de
dispozitivele de lucru; tt timpul de repunere în f uncțiune dupã o defecțiune
tehnologicã; tf timpul de lucru pe post (tf = l/θ).
În cazul lucrului cu evacuare automatã a ansamblelor defecte
formula devine:
rl dt −= (8.78)
Pentru un sistem cu n posturi înlãnțuite relația va fi:
∏
==n
iti is d d
1 (8.79)
369Capitolul 9
ECHILIBRAREA CORPURI LOR ÎN MIăCARE
DE ROTAȚIE
9.1. Considerații generale
Unul dintre parametrii care caracterizã mașinile cu organe în
mișcare de rotație este turația acestora, cu tendința de creștere substanțialã,
depãșind în momentul de fațã imp resionanta cifrã de 100000 rotații pe
minut. În aceste condiții cea mai micã defecțiune conduce la apariția de vibrații, desprinzându-se pe de o part e necesitatea executãrii pieselor cu o
simetrie perfectã fațã de axa lor de rota ție și pe de altã parte, folosirea de
metode care sã înlãture fenomenul vi bratoriu al pieselor în mișcare de
rotație. Vibrațiile ce apar la piesele ce se rotesc și care se transmit în
lagãrele acestora și apoi la întreg ansamblul se datoresc în majoritatea
cazurilor, dezechilib rului pieselor.
Dezechilibrul este o forțã care ap are la o piesã ce se rotește ca
urmare a faptului cã centrul sãu de greu tate nu se aflã pe axa de rotație, sau
axa principalã de inerție a piesei nu coincide cu axa ei de rotație.
Cauzele care provoacã vibrații, în afarã de dezechilibrul pieselor,
sunt însã numeroase, iar operația de în lãturare a influenței dezechilibrului,
echilibrarea pieselor se face dupã limitarea acestora. Cauzele mai importante care conduc la vibrații se pot datora:
– exploatarea necorespunzãtoare;
– uzura pieselor sau slãbirea fixãrii lor; – felul și starea fundației (în cazul cã utilajul este montat pe fundație, de exemplu bancul de rodaj al motorului); – calitatea necorespunzãtoare a montajului; – calitatea necorespunzãtoare a reparațiilor.
Apariția excentricitãții centrului de greutate și a deplasãrii axei
principale de inerție fațã de axa de rotație a piesei, conduce la apariția de
forțe centrifuge de valori și frecvențe ridicate, solicitând puternic, dinamic,
corpul în mișcare. Excentricitatea centrului de gr eutate se datoreazã multor cauze
printre care:
370 – defecte de material cum ar fi: structurã neomogenã, sufuri interne
de turnare, goluri de material etc.:
– defecte de prelucrare și de mont aj cum ar fi: prelucrarea mecanicã
cu abateri de formã (mai ales ovalitat ea), gãuri a cãror axã este deviatã,
nerespectarea caracterului ajustajulu i (a jocului de montaj) etc.;
– deformații permanente ca urmare a tratamentelor termice aplicate
fãrã a se lua mãsuri de preîntâmpina re, care derivã mai ales din forma și
dimensiunea pieselor; – diferențe de greutate a pieselor de același fel ale unui ansamblu (paletele ventilatoarelor sau turbinelor etc.);
– diferitelor impuritãți depuse pe piesele în mișcare de rotație etc.
9.2. Dezechilibrul static și dezechilibrul dinamic
În funcție de cauzele care provo acã dezechilibrul, acesta poate fi
static (care se datorește excentricitãții cen trului de greutate al piesei), sau
dinamic (datorat necoinciderii axei prin cipale de inerție cu axa de rotație a
piesei). Se considerã o piesã sub forma unui disc (fig. 9.1) cu centrul de
greutate deplasat la o distanțã r fațã de axa geometricã. Dacã se pune în
mișcare de rotație cu o vitezã unghiularã ω, piesa de masã, m sau
greutatea G ia naștere o forțã centrifugalã datã de relația:
22
cGFm rgγωω =⋅ ⋅ = ⋅ [N] (9.1)
Fig. 9.1. Poziția excentricã a Fig. 9.2. Acțiunea forțelor
centrului de greutate centrifuge asupra lagãrelor
în care: m este masa piesei, kg:
r deplasarea (excentricita te) centrului de greutate:
371 602n⋅=πω – viteza unghiularã a piesei;
g accelerația gravitației, m/s2;
n – turația piesei, rot/min.
În timpul mișcãrii de rotație a piesei cu viteza unghiularã ω forța
centrifugalã F, are direcții diferite și dã loc în lagãre la douã forțe aflate
totdeauna plan cu ea (fig. 9.2). Sub acțiunea acestor forțe, cor pul în mișcare de rotație are un
caracter oscilatoriu, care poate fi dove dit considerându-se piesa sub formã
unui rotor (fig. 9.3).
Fig. 9.3. Stabilirea caracterului oscilato r al mișcãrii unui corp sub
acțiunea unor greutãți în dezechilibru
Forțele care solicitã lagãrele și care apar datoritã forței centrifuge de
dezechilibru, se pot calcula cu relațiile:
laF F silbF Fc c = =2 1 (9.2)
În timpul mișcãrii de rotație deplas area verticalã a rotorului este
împiedicatã de lagãre, având posibilitatea sã se deplaseze numai pe direcție
orizontalã. Dacã pe axa de simetrie a rotorului, A-A, se plaseazã o masã în
dezechilibru m în timpul mișcãrii de ro tație corpul se deplaseazã în plan
orizontal cu cantitatea x, într-un sens și celãlalt. Ținând seama de forțele care iau naștere în sistem, se poate scrie ecuația de mișcare sub forma:
t tm KxdtdxRdtxdM cos 22
22
⋅⋅⋅= = + ω (9.3)
372în care: M este masa piesei;
m masa în dezechilibru;
R factor de proporționalitate;
K – constanta de elasticitate a arcurilor; x deplasarea/mm;
ω – viteza unghiularã a corpului;
t timpul în care are loc mișcarea.
Dacã se considerã cã una dintre soluțiile ecuației (9.3) este de forma:
x = K
⋅ cos ( ω ⋅ t – ) (9.4)
se constatã cã amplitudinea maximã a oscilației este decalatã în urmã cu unghiul fațã de poziția masei în dezechilibru. Dacã se înlocuiesc cu relația (9.3) derivatele întâi și a doua ale
ecuației (9.4) se poate de termina valoarea unghiului ϖcu relația:
22 ωMKRtg
−= (9.5)
Valoarea maximã a expresiei ( 9.5) are loc atunci când numitorul
este zero, unghiul are valoarea = 90o, iar viteza unghiularã se determinã:
MKMK2;0 22= =⋅ − ω ω (9.6)
din care se poate scoa te turația piesei:
MKns2
21
π= (9.7)
Aceastã turație, care apare ca urma re a unei mase în dezechilibru, se
numește turație de rezonanțã staticã la car e tg are valoarea maximã, iar
= 90o.
Acest caz este cunoscut sub numele de dezechilibru static.
Punerea în evidențã a dezechilibrului static se face în felul urmãtor:
se considerã un corp perfect echilibrat, format dintr-un ax și un disc la care
centrul de greutate este pe axa arborelui. Dacã se deplaseazã pe disc o masã
373m1 de greutate Go, la distanța r1 de axa arborelui, piesa se
dezechilibreazã cu momentul m1r1, iar centrul de greutate se deplaseazã din
O în O1. Dacã diametral opus se plaseazã o masã m2 la distanța r2 astfel
încât m1r1 = m2r2, centrul de greutate se deplaseazã iarãși în O, iar forțele
centrifuge create de masele m1 și m2 vor fi în echilibru (fig. 9.4).
Fig. 9.4. Momentul de dezechilibru și de echilibru
Dacã cele douã momente diferã între ele, atunci apare o forțã
centrifugã rezultantã, care produce deplas area centrului de greutate, datã de
relația:
Fc = Fc1 Fc2 = ω2 (m1r1 m2r2) (9.8)
Dacã însã momentele celor douã mase sunt egale, însã nu se gãsesc
în poziție diametralã (fig. 9.5), centrul de greutate se deplaseazã pe direcția
rezultantei și apare o forțã centrifugalã , care trece prin centrul de greutate, a
cãrei mãrime se determinã ca sumã vect orialã a forțelor centrifugale a celor
douã mase.
Fig. 9.5. Echilibrarea unui corp atunci când masa de echilibrare
nu este pe direcția masei de dezechilibru
Pe direcția de acțiune a forței rezultante se plaseazã o masã m3, la
distanța r3, astfel ca forța centrifugã cr eatã sã anuleze efectul forței
centrifuge rezultante, sã fie egalã ca mãrime dar de sens contrar.
Pentru un corp dezechilibrat static este caracteristic faptul cã în
rețea, în poziția orizontalã, se așeazã astf el încât centrul sãu de greutate se
gãsește sub axa care unește centrele lagãrelor.
374 Dezechilibrul se datorește și faptului cã axa principalã de inerție are
o abatere de la axa de rotație a piesei. În aceastã situație, se produce o mișcare oscilantã în jurul centrului de greutate, dacã piesa este așezatã între
arcuri orizontale (fig. 9.6), care se aflã pe axa de rotație.
Ecuația mișcãrii se poate scrie sub forma:
t b rm KcdtdxRdtxd⋅ ⋅⋅⋅⋅= = + ω ω θ cos 22 2
22
(9.9)
Fig. 9.6. Axa principalã de inerție deplasatã fațã de axa de
rotație
în care θ este momentul de inerție al co rpului fațã de o axã verticalã care
trece prin centrul de greutate;
ω – unghiul dintre axa principalã de inerție și axa de rotație;
K constanta elasticã a arcurilor:
dtdxR – forța de frecare a mediului;
2Kc2 momentul rezistent al arcurilor;
t b rm ⋅ ⋅⋅⋅⋅ ω ω cos2 – momentul componentei orizontale a forței
centrifuge.
Una dintre soluțiile ecuației (9.9) se poate scrie:
β = K ⋅ cos ( ω⋅t-φ) (9.10)
Aceastã ecuație dovedește cã amplitudinea maximã este rãmasã în
urmã cu unghiul φ fațã de poziția masei în dezechilibru.
Valoarea unghiului φ se determinã cu o relație de forma:
2 22 θφ
−=
KcRtg (9.11)
375care are valoarea maximã (infinit) când numitorul este zero, adicã la o
vitezã unghiularã:
θω22Kc= (9.12)
Din aceastã relație se determinã turația piesei:
θπ22
21Kcnd= (9.13)
și se numește turație de rezonanțã dinamicã.
9.3. Echilibrarea staticã. Metoda de echilibrare
Vibrațiile mașinilor produse de dezechilibrul corpur ilor aflate în
mișcarea de rotație, pot produce pagube însemnate dacã nu sunt eliminate la timp. Pentru a preîntâmpina apariția vibrațiilor, sau pentru a încerca
înlãturarea lor, se pro cedeazã la echilibrarea lor. Ec hilibrarea se poate face
static, pentru care se folosesc dispozitive speciale și dinamic, cu ajutorul
unor mașini de echilibrat, cu piese în mișcare de rotație, construite pe baza
anumitor principii. Echilibrarea staticã se face mai ales pieselor sub formã de discuri, a cãror lungime este mult mai micã decât diametrul, folosindu-se paralele de
echilibrare (fig. 9.7).
Fig. 9.7. Dispozitivul de echilibrare conicã
Echilibrarea staticã se face în urmãtoarele situații:
376 -corpul are dezechilibru static evid ent (când se scoate din stare de
repaos în poziția inițialã); -dezechilibru static al corpului nu se manifestã (când se rotește, corpul rãmâne în stare de repaos în poziție inițialã);
-dezechilibrul static al corpului nu se manifestã (când se rotește,
corpul rãmâne în stare de repaos, în orice poziție s-ar așeza, corpul dã
impresia cã este echilibrat static.
În funcție de acest situații echilib rarea se face în mod diferit.
9.3.1. Echilibrarea staticã a corpurilor cu dezechilibru static
evident
Dacã se constatã prin scoaterea din starea de repaos a corpului cã
acesta prezintã dezechilibru static eviden t, se pot folosi mai multe metode
dintre care cea mai utilizatã este prezentatã în cele ce urmeazã. Corpul așezat pe paralelele de ech ilibrare, se gãsește cu greutatea în
dezechilibru G
o, așezatã pe verticalã, sub axa de rotație. În vederea
echilibrãrii, se aduce corpul în poziția A (fig. 9.8), astfel încât greutatea în
dezechilibru sã se afle în planul oriz ontal care trece prin axa de rotație a
corpului.
În partea diametral opusã, se așeazã o greutate de echilibrare p de așa mãrime, încât corpul sã se ro teascã ușor cu un unghi mic fațã de
orizontalã, în sensul sãgeții. Se rotește corpul cu 180
o în sensul sãgeții, astfel ca cele douã
greutãți sã se afle în planul or izontal, poziția B (fig. 9.8). Lãsat liber,
datoritã greutãții mai mari Go, corpul tinde sã se roteascã în sensul sãgeții
cu un unghi fațã de orizontalã de acelaș i ordin de mãrime ca și la poziția A.
Fig. 9.8. Echilibrarea staticã a unui corp cu dezechilib ru static
evident
377 Dacã se noteazã cu y mãrimea greutãții de echilibrare, cunoscând
p și a și fãcând egalitatea moment elor create de greutãți în cele douã
poziții, se poate determina fie greutat ea de dezechilibrare, fie greutatea de
echilibrare. Cunoscând cã greutatea în echilibru Go se aflã la distanța r
fațã de axa de rotație a corpului și cã greutãțile de echilibrare s-au așezat la
distanța r1 (de regulã suprafața exterioarã a corpului), momentele create
de cele douã greutãți sunt egale.
Go ⋅ r = y ⋅r1 (9.14)
Dacã se face egalarea momentelor din cele douã poziții, se obține:
Go ⋅ r p ⋅ r1 = (p +g)r1 Go ⋅ r
1)2( rqp rGo + = (9.15)
se poate scrie cã:
1 1 )2( rqp rG yro + = =
de unde: 2qpy += (9.16)
Aceastã greutate se așeazã în locu l greutãții p sau se scoate din
partea diametral opusã. Dacã nu se poate sc oate material de la periferie, ci
de la o anumitã distanțã R de la axa de rotație, mãrimea cantitãții de material y
1 se determinã de asemenea fãcând ca momentele sã fie egale,
adicã:
11
1 1 12; rRqp
LRyry yrRy+
= = = (9.17)
378 9.3.2. Echilibrarea staticã a unui corp al cãru i dezechilibru nu
se manifestã
Corpurile la care dezechilibrul nu se manifestã, rãmân în poziție de
repaos în orice parte s-ar roti, putâ ndu-se crede cã sunt perfect echilibrate.
Verificarea cã sunt sau nu echilibrate se face astfel:
Corpul se așeazã pe paralelele de dezechilibru dupã ce în prealabil
s-a împãrțit într-un numãr de pãrți egale (6; 8; 9 etc.) și rotindu-l în sensul
acelor de ceasornic se fixeazã în fiecare din punctele numerotate câte o greutate de probã astfel ca sã se rot eascã cu același unghi fațã de verticalã.
Corpul se considerã complet echilibrat dacã adãugând în fiecare
punct aceeași greutate, se rotește cu același unghi. Dacã însã este
dezechilibrat, greutatea de probã diferã de la punct la punct. Se constatã în
care punct s-a plasat greutatea cea mai micã și se așeazã, astfel ca aceasta sã fie în planul orizontal care trece pr in axul corpului (fig. 9.9), poziția I.
Fig. 9.9 . Echilibrarea corpurilor la care dezechilibrul static nu se
manifestã
Dacã greutatea de echilibrare adãugatã este q și se gãsește în punctul 4 se lasã corpul liber și se noteazã unghiul cu care se rotește în
sensul sãgeții. Se îndepãrteazã greutatea q și se rotește corpul în așa fel
încât punctul diametral opus 8 sã ocupe locul punctului 4, poziția II (fig. 9.9). Prin încercãri se gãsește o greuta te de probã p care se așeazã în
punctul 8 astfel ca rotirea corpului sã se facã cu același unghi ca la poziția
II. Dacã se considerã cã greutatea în d ezechilibru este G și se gãsește la
distanța r de axa corpului, prin ecu ația de egalare a momentelor din cele
douã poziții se poate determina fie greu tatea în dezechilibru, fie greutatea
de echilibrare y.
G
o⋅ r + q ⋅ r1 = r1 ⋅p Go ⋅ r (9.18)
379 12rqprGo−=⋅ (9.19)
Pentru cã Gor = yr1 (r1 – raza la care s-au plasat greutãțile de probã
p și q) se poate scrie:
1 12rqprG yro−= = (9.20)
2qpy⋅= (2.21)
Pentru echilibrare se scoate di n punctul 4 greutatea determinatã
y sau se adaugã aceasta în punctul 8.
9.4. Echilibrarea dinamicã. Metode de echilibrare
Dupã forma pieselor, echilibrarea staticã poate sau sã nu fie suficientã pentru funcționarea liniștitã a mașinilor. În timp ce pentru piese
sub formã de disc (de tipul discurilo r abrazive), echilibrarea staticã dã
rezultate bune, pentru piese de tipul arborilor, la care lungimea este mai
mare decât diametrul, numai echilibrarea staticã nu este suficientã. Aceasta
pentru cã greutãțile de echilibrare nu se mai pot plasa în planul radial în
care se aflã dezechilibrul. Din acest mo tiv greutatea de echilibrare se așeazã
de regulã pe capetele piesei, care împ reunã cu greutatea de dezechilibru
creeazã forțe centrifugale egale și de se ns contrar, la o oarecare distanțã
între ele, dând naștere unor mome nte care produc dezechilibrul dinamic.
Dezechilibrul dinamic se manifestã fie prin vibrațiile lagãrelor, fie
prin deformarea elasticã a arborilor.
9.4.1. Turația criticã. Turația de rezonanțã
Se cunoaște cã direcția sãgeții la încovoierea maximã a unui ax coincide cu direcția forței centrif uge numai la turații reduse. Odatã cu
creșterea turației se produce decalajul în tre direcția sãgeții de încovoiere și
direcția forței centrifuge care o produce, ajungând ca la o turație de
rezonanțã sã fie de 90
o, iar încovoierea axului cât și vibrația au valori
maxime.
380 Vibrații puternice mai apar la piesele care se rotesc la o turație
corespunzãtoare frecvenței proprii a si stemului, care a cãpãtat denumirea de
turație criticã.
În cazul unui ax (fig. 9.10), la care centrul de greutate al discului
montat pe el se aflã la o distanțã e de axa de rotație, pus în mișcarea de
rotație, forța centrifugã care ia nașter e tinde sã încovoieze axul cu cantitatea
f, astfel cã centrul de greu tate se aflã la distanța (f + e) de axa de rotație a
axului (fig. 9.10 b).
Fig. 9.10. Model pentru stabilirea turației critice
În aceste condiții, forța centrifugã, cât axul de masã m are o vitezã
unghiularã ω, va fi:
Fc = m(f + e) ω2 (9.22)
Acestei forțe i se opune forț a elasticã a axului care este
proporționalã cu deformația:
R = K
⋅ f (9.23)
unde K este forța care provoacã o sãgeatã de 1 m. Din condiția de echilibru:
m(f + e)
ω2 = K ⋅ f (9.24)
se determinã sãgeata:
Ke
mmKemf =
−+⋅=
1222
ωω (9.25)
381 Sãgeata are valoarea maximã, at unci când numitorul este zero, deci
atunci când:
mKdecimK= = ωω: ,12 (9.26)
Viteza unghiularã datã de relația (9.26) se numește viteza unghiularã criticã, iar turația corespunzãt oare ei se numește turația criticã.
Cunoscând cã:
30cr
crn⋅=πω
GK
GKncr cr 300981 30 30= = =πωπ (9.27)
în care s-a înlocuit m = G/g, iar g = 981 (cm/sec2).
La aceastã turație se produc vibrații puternice ale lagãrelor, din care motiv în practicã se lucreazã la tura ții cu 20…30% mai mari sau mai mici.
Între cele douã turații, de rezonanț ã și criticã, existã o deosebire
esențialã. În timp ce turația de rez onanțã corespunde frecvenței oscilațiilor
proprii ale sistemului oscilant (dispoz itiv de echilibrare și piesã), turația
criticã corespunde frecvenței oscilațiilor proprii a piesei în stare de repaos. Pentru realizarea echilibrãrii dinami ce a pieselor de tip arbore, la
care lungimea este mai mare ca diamet rul, este necesar ca greutãțile de
echilibrare sã poatã fi aplicate la capetele arborelui. Acest lucru este posibil cunoscând cã o forțã oarecare (în cazul
nostru forța centrifugã a greutãții în dezechilibru), poate fi descompusã în
douã forțe paralele și de același sens. Aceastã posibilitate este folositã la echilibrarea dinamicã a pieselor. 9.4.2. Metode de echilibrare
Pentru echilibrarea dinamicã la tura ție joasã se folosesc urmãtoarele
metode:
a) echilibrarea dinamicã prin însemnarea valorilor admise ale
amplitudinilor vibrațiilor și încovoierilor;
382 b) echilibrarea dinamicã prin de plasarea circularã a greutãții de
probã; c) echilibrarea dinamicã în douã sensuri de rotație; d) echilibrarea dinamicã într-un singur sens de rotație; e) echilibrarea dinamicã prin în semnarea valorilor maxime ale
frecvențelor vibrațiilor și încovoierilor.
Pentru toate metodele de echilibrare dinamicã, la turație joasã sau la
turație nominalã, sunt valabile urmãtoarele ipoteze: – amplitudinile vibrațiilor lagã relor și încovoierile unui corp
dezechilibrat aflat în mișcare de rota ție, sunt proporționale cu forțele
centrifuge și cu greutãțile în dezechilibru care le produc;
– unghiurile de decalare între direc ția forței centrifuge datã de
dezechilibru și direcția vibrației ma xime sau încovoierii maxime, rãmân
neschimbate și nu depind de dezechilibru, la aceeași turație; – dezechilibrul inițial rãmâne nesc himbat ca direcție și valoare
pentru fiecare încercare, d acã se face la aceeași turație și se modificã prin
adãugare de greutãți de echilibrare.
Înainte de a începe echilibrarea prin aceastã metodã, sã se
stabileascã la ce turație se face. Pent ru aceasta corpul se rotește la 500…600
rot/min, cu amândouã lagãrele fixe. Se decupleazã sistemul de antrenare (se
scoate cureaua) și apoi se elibereazã lagãrele. Dacã se mãsoarã amplitudinile vibrațiilor celor douã lagãre, se constatã:
– corpul oscileazã neuniform odatã cu scãderea turației; – la un anume moment, pentru o anume turație, amplitudinea
oscilațiilor crește la valori foarte ma ri; aceasta este turația de rezonanțã
dinamicã; – scãzând turația se observã cã amplitudinea oscilațiilor scade pânã la o turație, când se produce o nouã cr eștere a amplitudinilor vibrației;
aceasta este turația de rezonanțã staticã; dupã ce trece prin aceastã turație corpul devine imobil.
Eliberarea corpurilor se va face la turația pentru care amplitudinea
vibrațiilor este mai mare. În cazul în care se începe d ezechilibrul dinamic se procedeazã
astfel: Se presupune arborele din fig 9.11, care se rotește la turația de
rezonanțã dinamicã având lagãrul B fi x și lagãrul A m obil, mãsurându-se
amplitudinea vibrației lagãrului A notatã cu a
o, mãsurãtoarea efectuându-
se cu instalația prezentatã schematic în fig. 9.11 b.
383
Fig. 9.11. Echilibrarea dinamicã a unui arbore la turația de
rezonanțã dinamicã
Pentru stabilirea direcției amp litudinii sau încovoierii maxime a
arborelui, pe suprafața fusului din la gãrul mobil A se dã cu vopsea albã.
Dacã se apropie un vârf ascuțit în momentul când arborele se rotește la
turația de rezonanțã, pe suprafaț a fusului rãmâne o urmã de l-l1 (fig. 9.11 c).
Mijlocul a al acestui arc de cerc este tocmai direcția oscilației sau
încovoierii maxime a arborelui. Din datele obținute pânã acum: – direcția încovoierii maxime a axul ui cu sau fãrã greutate de probã
q; – amplitudinile vibratorii arborelui a
o sau ao cu și fãrã greutate
de probã.
Se poate determina grafic mãrim ea și poziția greutãții de echilibrare
yA (pentru lagãrul A al piesei).
Pentru aceasta se construiește un cerc O (fig. 9.12) care, la o scarã aleasã convenabil, reprezintã canalul în care se așeazã greutãțile de
echilibrare, numit și canal de echilibrare.
384
Fig. 9.12. Determinarea graficã a greutãții de echilibrare
Pe circumferința acestui cerc, se plaseazã punctul a care
determinã direcția încovoierii maxime a corpului sub influența forței create
de dezechilibrul inițial Go.
Punctul O în care s-a fixat greuta tea de probã q, este decalat cu
90o fațã de a, adicã pe direcția dezechilibrului iniția l. Punctul b
reprezintã direcția încovoierii maxime a arborelui atunci când s-a plasat pe
el și greutatea de echilibrare q. Amplitudinea a
o de vibrație a lagãrului A la rotirea piesei fãrã
greutatea de probã q, se mãsoarã prin vectorul OA iar amplitudinea ao
de vibrație a lagãrului A câ nd pe piesã se aflã și gr eutatea de probã !q este
datã de vectorul OB. Latura AB a triunghiului AOB reprezintã amplitudinea
vibrației lagãrului A numai sub acțiunea forței centrifuge creatã de greutatea
de probã q. Pe baza ipotezei fãcute inițial, dupã care amplitudinile vibrațiilor
sunt proporționale cu forțele care le dau naștere, se poate determina
greutatea de echilibrare y
A din relația:
ABOAq yyy
ABOA
A
qA= = ; (9.28)
În acest mod s-a determinat mãr imea greutãții de echilibrare pentru
capãtul A al arborelui, urmând a se stabili locul de fixare. Pentru cã arborele s-a rotit la turația de rez onanțã, înseamnã cã greutatea de
echilibrare se va plasa la 90
o în urma punctului a care indicã direcția
încovoierii maxime, fixându-se astfel greutatea de echilibrare yA în
punctul O. În acest fel s-a determinat mãrimea și poziția greutãții de echilibrare care va anula influența forței F
1 datoritã dezechilibrului din
capãtul A al arborelui.
385 Se fixeazã greutatea de echilibrare yA în locul B, prin fixarea
lagãrului A și fãcând mobil lagãrul B. Procedându-se în mod analog, se
determinã poziția și mãrimea greutãții de echilibrare yB. Dacã se lasã
ambele lagãre libere, cu greutãțile de echilibrare plasate la locul lor, se
datorește faptului cã greutatea de echilibrare yB are influențã și asupra
lagãrului A nu numai asupra lagãrului B.
În continuare se introduce în cap ãtul A o nouã greutate suplimentarã
p la 180o fațã de yB pentru a elimina influența acesteia asupra lagãrului
A. Va trebui însã a se face o nouã corectare a greutãții yB, care va deveni
yB pentru echilibrarea în în tregime a lagãrului B.
Se considerã piesa din fig. 9.13 și fig. 9.14 și se noteazã cu Fc,
FcB și FcB forțele centrifuge al e greutãților p, yB și yB, rezultând
urmãtoarele:
rgpFc2ω= (9.29)
Fig. 9.13. Determinarea greutãții de echilibrare
RgyFB
cB2ω = (9.30)
RgyFB
cB2'
'ω = (9.31)
în care: r este raza canalului de echilibrare din capãtul A al piesei;
R raza canalului de echilibrare din capãtul B al piesei.
Din fig. 9.14 rezultã cã:
386
Fig. 9.14. Schițã pentru determinarea momentelor
FcB ⋅ b = F2 ⋅ l (9.32)
lbF FcB=2 (9.33)
Pentru ca atunci când ambele lagãre sunt libere piesa sã se roteascã
liniștit, este necesar ca:
– rezultanta forțelor centrifuge Fc și FcB trebuie sã fie egalã ca
mãrime și de sens opus forței F2 din lagãrul B;
– acțiunea forțelor Fc și FcB asupra lagãrului A sã fie nulã.
Aceste condiții se scriu astfel:
2'F F Fc cB = − (9.34)
aFdFc ⋅ =2 (9.35)
De aici:
dlabFdaF FcB c⋅⋅= =2 (9.36)
în relația (9.36) s-a înlocuit F2 cu valoarea din relația (9.33).
387 Din relația (9.34) rezultã:
) (2'
dallbFdlabFlbF F F Fc cB cB c cB +− =⋅⋅+ = + = (9.37)
dlmbF FcB cB⋅⋅=' (9.39)
Dacã în relațiile (9.30), (9.36) și (9.38) se introduc valorile lui Fc,
FcB și FcB se obține:
ldbaBgyrgpB
⋅⋅=3 2ω ω (9.39)
ldbmRgyrgyB B
⋅⋅=2 2'
ω ω (9.40)
Din aceste relații:
ldbmy yB B⋅⋅=' (9.41)
ldba
rRypB⋅⋅= .
Din fig. 9.13 se constatã cã greutatea p plasatã în același plan cu
yA se poate compune cu aceasta și se înlocuiesc printr-o singurã greutate
yA. În final greutatea yA și yB trebuie sã echilibreze perfect piesa și
sã asigure funcționarea ei liniștitã cu ambele lagãre libere. b. Echilibrarea dinamicã prin de plasarea circularã a greutãții
de probã. Metoda constã în urmãtoarele:
– pentru stabilirea poziției greutãții de echilibrare se folosește o
greutate de probã care se deplaseazã în canalul de echilibrare în diferite
poziții, piesa fiind supusã de fiecare datã la turația de rezonanțã;
388 – mãrimea greutãții de echilibrare se stabilește prin mãsurarea
amplitudinii vibrațiilor lagãrelor la turația de rezonanțã a piesei, prin fixarea
greutãții de probã în aceeași poziție, modificându-i mãrimea. Echilibrarea prin aceastã metodã se face împãrțind circumferințele capetelor piesei (canalul de echilibrare ) într-un numãr de pãrți egale (2, 4, 6,
9 etc.).
Fiecare capãt se echilibreazã separat. Pentru echilibrare se ia un sistem de axe de coordonate, în care în ordonatã se ia amplitudinea vibrațiilor, iar în abscisã circumferința canalului
de echilibrare, desfãșuratã (fig. 9.15). Pe grafic, amplitudinea vibrației la gãrului A fãrã greutate de probã,
este reprezentatã prin dreapta l-l paralelã cu abscisa.
Fig. 9.15. Grafic pentru echilibrarea dinamicã cu plasarea
circularã a greutãții de probã
În punctul l de pe canalul de echilibrat din capãtul A se fixeazã
greutatea de probã, iar piesa se supune la turația de rezonanțã. Se considerã
cã amplitudinea vibrației se mãrește, ia r valoarea gãsitã se trece pe grafic.
Se deplaseazã aceeași greutate în toate punctele și se supune pe rând la
turația de rezonanțã mãsurându-se amp litudinea și trecându-se pe grafic. Se
stabilește pentru care din puncte valoarea amplitudinii este maximã, cunoscând cã pe acolo este direcția în care acționeazã forța datã de dezechilibru. Pe direcție diametral opus ã se gãsește locul în care trebuie
plasatã greutatea de echilibrare y
A. Pentru determinarea mãrimii greutãții
de echilibrare, în punctul în care se va plasa greutatea de echilibrare, se
fixeazã greutãți mai mici și mai mari d ecât greutatea de probã, de fiecare
datã piesa fiind rotitã la turația de rezonanțã mãsurându-i-se amplitudinea.
389 Într-un grafic (fig. 9.16), pentru diferite greutãți se înscriu
amplitudinile mãsurate. Greutatea pent ru care amplitudinea este minimã va
fi greutatea de echilibrare pentru capãtul A.
Fig. 9.16. Grafic pentru determinarea mãrimii greutãții de
echilibrare
În mod analog se procedeazã și pentru capãtul opus B, determinându-se poziția și mãrimea de echilibrare y
B. Pentru a înlãtura
influența acestei greutãți asupra capãt ului A, se face corectarea lor,
determinându-se yB și p cu ajutorul relațiilor (9.34) și respectiv (9.35).
Cu aceste greutãți plasate în lo curile corespunzãtoare, piesa cu
ambele capete libere, supusã la turația de rezonanțã, nu trebuie sã vibreze.
Pentru fiecare din metodele de echilibrare dinamicã s-au construit
dispozitive și mașini de echilibrat, toate bazându-se pe echilibrarea la
turația de rezonanțã.
390Capitolul 10
EXPLOATAREA ăI ÎNTREȚ INEREA UTILAJELOR
10.1. Noțiuni generale
Caracteristicile tehnice ale utilajelor și instalațiilor din industrie pot
fi menționate printr-un regim rațional de exploatare și întreținere, aplicat
conform cu particularitãțile cons tructiv-funcționale ale acestora.
1. Noțiuni de exploat are și întreținere . Exploatarea reprezintã
totalitatea lucrãrilor de valorificare func ționalã a utilajelor și instalațiilor,
pentru asigurarea condițiilor unei siguran țe depline și ale unor cheltuieli
minime de întreținere și reparație.
Întreținerea reprezintã totalitatea lucrãrilor aplicate continuu sau
periodic asupra utilajelor (instalațiilor), urmãrindu-se:
– menținerea stãrii funcționale a utilajului la parametri normali
privind calitatea și continuitatea producției;
– evitarea întreruperilor de producție; – reducerea timpilor neproductivi;
– limitarea, la nivel minim, a cheltuielilor suplimentare;
– majorarea fiabilitãții utilajelor. În general, exploatarea și între ținerea utilajelor, îmbracã aspecte de
coordonare și supraveghere a funcționãrii și de întreținere permanentã a
instalațiilor.
a. Aspecte ale siguranței în expl oatare. Elementele care hotãrãsc
asupra siguranței funcționale a instalațiilor sunt:
– acționarea utilajelor;
– montajul instalațiilor; – starea de uzurã; – reparațiile executate; – reglajele dupã repararea lor. Pentru orice tip de instalație, inci dentele funcționale se pot grupa în:
– abateri de la valorile nomin ale ale parametrilor funcționali cu
zgomote, vibrații, întreruperi ale funcționãrii; – defecțiuni ale pieselor și subansamblurilor componente;
– avarii parțiale sau totale ale instalațiilor.
391 Între cele trei categorii de incidente funcționale indicate existã
legãturi de cauzalitate sche matizate grafic în fig. 10.1.
Fig. 10.1. Relația de dependențã între incidente funcționale
Dacã perturbãrile funcționale nu s unt înlãturate la timp, ele pot
genera defecțiuni sau av arii. În general, se produce o asociere a cauzelor
(fig. 10.2), cu simultaneitate asociativã.
Fig. 10.2. Relația de interdependențã a incidentelor funcționale
b. Exploatarea raționalã a utilajelor . Aceasta stã la baza
întocmirii instrucțiunilor de exploatare și întreținere pentru fiecare tip de
utilaj și preconizeazã, respectarea strict ã a succesiunii operațiilor la pornirea
și oprirea utilajului. La u tilajele cu acționare mecanicã, pornirea se face în
gol, iar oprirea se face dupã prelucrarea completã a materialului tehnologic.
392 10.2. Ungerea mașinilor și utilajelor
10.2.1. Lubrifierea mașinilor și utilajelor tehnologice
Prin lubrifiere se înțelege ac țiunea tehnicã de reducere a frecãrii și
uzurii, care apare când douã corpuri so lide sunt în contact, au o mișcare
relativã, și se introduce în zona de contact un material de ungere numit
lubrifiant. Noțiunea de lubrifiere semnificã: aducerea lubrifiantului în zona de
contact și modul de realizare și de me nținere a filmului de lubrifiant portant
între suprafețele corpurilor în contact.
Pentru ca ungerea sã contribuie în cel mai înalt grad la întreținerea
unei mașini, a unui utilaj, este necesar sã se aleagã lubrifiantul cel mai
indicat, în funcție de materialul piesel or în frecare, pres iunea relativã între
suprafețele pieselor în frecare, tura ția sau viteza de alunecare, importanța
pieselor și dispunerea acestora în cons trucția mașinilor, inclusiv condițiile
de mediu în care funcționeazã acestea (temperatura, umiditate relativã,
existența prafului etc.).
Complexitatea operațiilor de l ubrificare și implicațiile asupra
funcționãrii normale a utilajelor, a condus la tipizarea materialelor de
ungere (standarde, norme interne etc. ), iar ungerile se executã dupã un
anumit numãr de ore sau conform pr ogramãrii (zilnic, sãptãmânal, lunar
etc.).
Fiecare utilaj are o fișã de ungere ce cuprinde o serie de date referitoare la: punctele de ungere, lubrif ianții utilizați, sistemul de ungere și
periodicitatea ungerii.
Se constatã cã, oricât de bine ar fi organizat procesul de ungere, el
este eficient numai în mãsura în care este respectat, și acest fapt depinde de
nivelul de responsabilitate a celui care realizeazã ungerea.
10.2.2. Clasificarea lubrifianților
Lubrifianții pot fi clasificați în urmãtoarele categorii: lichizi, solizi,
gazoși.
Lubrifianții lichizi . În aceastã categorie sunt incluse uleiurile
minerale, uleiurile sintetice, uleiur ile de origine vegetalã și animalã,
inclusiv grãsimile animale și unsorile.
Uleiurile minerale se obțin prin rafinarea fracțiunilor uleioase
extrase din țiței. Aceste uleiuri se diferențiazã între ele prin compoziție,
393proprietãți și utilizãri. Clasificarea și notarea uleiurilor minerale românești
este stabilitã prin STAS 871/91.
Uleiurile sintetice sunt uleiuri de sintezã corespunzãtoare pentru un
domeniu mai larg de temperaturi și se caracterizeazã printr-o dependențã,
vâscozitate-temperaturã, ma i bunã precum și printr-o rezonanțã mai mare la
oxidare, la descompunere termicã, as tfel încât se preteazã mai bine la
ungerea mașinilor și utilajelor car e funcționeazã în condiții mai grele
(presiuni și temperaturi mai mari).
Uleiurile siliconice de exemplu pot fi utilizate între 100 și 45oC.
Uleiurile vegetale au proprietã ți de ungere superioare uleiurilor
minerale, însã prezintã dezavantajul cã la temperaturi mai ridicate se
descompun, cu formare de acizi car e provoacã coroziunea suprafețelor
metalice în frecare. În prezența aer ului, uleiurile vegetale formeazã o
peliculã uscatã, pe suprafețele metali ce, care se îndepãrteazã cu dificultate.
Uleiurile de origine animalã (ule i din oase, din copite etc.) se
utilizeazã la ungerea mecanismelor fine.
Unsorile, sunt dispersii de sãpunur i în uleiuri minerale sau lichide
uleioase. Pentru di spersie se folosesc sãpunirile (de sodiu, calciu, aluminiu,
bariu, litiu, plumb etc.) sau sãpunuri complexe ale acestor elemente. De remarcat cã pentru îmbunãtãțirea calitãții lubrifianților lichizi se
utilizeazã diferiți aditivi (pen tru extremã presiune, antioxidanți, antiuzurã,
antispumant etc.).
Principalele caracteristici ale lubrifianților lichizi sunt: Vâscozitatea dinamicã (vâscozitatea) este raportul dintre tensiune
tangențialã și gradientul de vitezã, în cazul unui fluid newtonian în regim de
curgere laminar (legea lui Newton):
η = r/grad v (10.1)
Majoritatea uleiurilor minerale urmeazã legea liniarã a lui Newton,
pentru regimul de ungere de alunecare în condiții normale de temperaturã și
presiune.
La presiuni mari (rulmenți, angr enaje, came etc.) vâscozitatea este
mult dependentã de presiune, fiind un parametru important al regimului
electrohidrodinamic (EHD).
Pentru regimul termoelastohi drodinaic (TEHD) intereseazã
dependența vâscozitãții atât de temperat urã cât și de presiune (rulmenți și
angrenajele greu încãrcate și la viteze mari).
394 Unitatea de vâscozitate dinamicã în SI este N •s/m2 sau Pa •s; se mai
utilizeazã unitatea Poise (P) din sistemul CGS, cu subunitatea centipoise
(CP). Relația de echivalențã este:
1 Pa•s = 10 P = 1000 CP (10.2)
Vâscozitatea cinematicã a unui lubrifiant este raportul dintre
vâscozitatea dinamicã și densitatea sa la temperatura respectivã fiind:
ρη=v [ m2/s] (10.3)
Are ca unitate, în SI, m2/s. Se utilizeazã și unitatea Stokes (St), cu
subunitatea centistokes (CSt); re lația de echivalențã este:
1 m2/s = 104 St = 106 Cst (10.4)
Vâscozitatea convenționalã Engler (E) a unui lubrifiant este
raportul, exprimat în grade Engler dintre timpul de curgere a 200 cm
3 de
apã și respectiv a 200 cm3 de lubrifiant la temperatura 1oC din aparatul
Engler.
Indicele de vâscozitate Dean Davies (IV DD sau IV) depinde de
compoziția chimicã a uleiului și reprezintã gradul de modificare a vâscozitãții cu temperatura. Astfel, o valoare IV mai mare indicã o gamã
largã de temperaturi pe ntru uleiul respectiv.
Punctul de inflamabilitate , este temperatura la care uleiul încãlzit
în condiții bine definite, emite o un itate de vapori care se inflameazã la
apropierea unei flãcãri (STAS 5489-90). Punctul de inflamabilitate reprezint ã deci o indicație utilã pentru
uleiurile constituite din amestecuri de fracțiuni ușoare și grele și, de
asemenea, prezintã utilitate în le gãturã cu consumul de ulei.
Punctul de congelare al unui ulei este temperatura cea mai înaltã, la
care uleiul supus rãcirii, în condiții diferite, înceteazã de a mai curge (STAS
39-90). Aceastã caracteristicã are deos ebitã importanțã în funcționarea
utilajelor în condițiile temperaturilor joase.
Lubrifianții solizi . Conceptul de lubrifiant solid include atât
straturile subțiri de oxid cât și stratu rile de lubrifianți solizi depuse prin
metode fizice și chimice, cu scopul de a reduce frecare și uzura.
395 Principalii lubrifianți solizi utiliza ți sunt: grafitul, bisulfurile (MoS2,
TiS, WS2), biselenurile (MoSe2, WSe2, NbSe2); sulfurile (CuS, FeS, PbS),
nitrura de bor, oxizi (CuO, PbO) și teflonul. Teflonul (politetrafluoretilena) este un material sintetic folosit în
construcția bucșelor subțiri de lagãre dar care, aflat în stare coloidalã în
suspensie în lubrifianți, poate fi cons iderat și ca un lubrifiant lichid. Este
caracterizat printr-o frecare redusã și rezistențã înaltã la uzurã și la
coroziune. Teflonul cât și unele material e în amestec cu te flonul își mențin
calitatea chiar pânã la o temperaturã de 250-300
oC, dacã temperatura
acționeazã timp scurt, dar nu suportã decât presiuni și viteze reduse.
Lubrifianții solizi se utilizeazã funcție de recomandãrile proiectantului de
utilaj și a specialiștilor din domeniu.
10.2.3. Dispozitive și instalații de ungere
Factorii determinanți în alegerea procedeului de ungere sunt: felul
lubrifiantului, natura mașinii sau in stalației, posibilitatea de urmãrire a
procesului de lucru, controlul și rea limentarea cu lubrifiant a mașinii în
timpul exploatãrii acesteia.
a. Dispozitive de ungere pe ntru unsori consistente . Folosirea
unsorii consistente, drept lubrifiant, es te indicatã la mașini și utilaje cu
turații reduse sau în locurile unde can titatea de lubrifiant necesarã ungerii
este redusã.
Clasificând lagãrele și posibilitãțile de realizare constructivã foarte
variate ale acestora, tipurile de dispoz itive de ungere cu unsoare consistentã
pot fi ungãtoare cu bile și ungãtoare cu pâlnie.
Ungãtoarele cu bile sunt prev ãzute în STAS 1116-89 și sunt
executate în trei tipuri: tip UA, UB, UC (fig. 10.3).
Fig. 10.3. Ungãtoare cu bilã : a-tip UA cu cap sferic și conic
filetat; b-tip UB cu cap plat și filetat cilindric; c-tip UC cu cap
plat și fixat prin presare
Piesele, anexe cu care se asam bleazã ungãtoarele tip UA și UB sunt
arãtate în fig. 10.4.
396
Fig. 10.4. Piesã de poziție cu ungãtor : a-montare înclinatã la 45o;
b-montate la 90o
Ungãtoarele tip UA și UB și piesele de poziție, se înșurubeazã în gãuri filetate cu filete metri ce corespunzãtoare (M5, M6, M10x1).
Ungãtoarele de tip UC se preseazã în alezajele cilindrice de
diametru d (d = 6, 8, 10 mm) cu to leranța H9. Pentru introducerea unsorii
consistente și a uleiurilor prin intermediul ungãtoarelor cu bile, se folosesc
pompe de ungere manuale nominalizat e în STAS 5290-90. Dupã modul de
acționare a dispozitivului de presiune, pompele de ungere se executã în
patru tipuri constructive și anume: – tip PA pompã de ungere manualã cu pârghie (fig. 10.5);
– tip PB pompã de ungere ma nualã cu tub telescopic (fig. 10.6);
– tip PC pompã de unge re manualã cu mâner;
– tip PD pompã de ungere cu dop cu autoabsorbție. Ungãtoarele cu pâlnie tip UP sunt normalizate în STAS 748-93 (fig.
10.7), standardul respectiv prevãzând noua mãrime constructivã, având
capacitatea nominalã cuprinsã între 1,6 și 400 cm
3, în funcție de mãrime.
Fig. 10.5. Pompã de ungere manualã Fig. 10.6. Pompã de ungere
tip PA manualã tip PB
397
Fig. 10.7. Ungãtor cu pâlnie
Cota H reprezintã gabaritul min im necesar pentru îndepãrtarea
capacului ungãtorului, în scopul umplerii cu unsoare. Ungãtoarele cu pâlnie
sunt aplicabile la locul ungerii prin înșurubarea pãrții inferioare a
ungãtorului respectiv. Corpul și capacul ungãtorului formeazã un spațiu umplut cu unsoare
consistentã, care se deplaseazã prin st rângerea capacului filetat la interior.
Lubrifiantul este forțat sã pãtrundã, prin orificiul central și prin gaura
executatã în corpul lagãrulu i, pânã în zona de ungere.
Foarte des se utilizeazã ungerea directã din depozitul de unsoare consistentã al capacului lagãrului, capac care are un spațiu corespunzãtor
pentru lubrifiant. Din capac, lubrifiant ul curge în mod liber în zona de
ungere (cazul cel mai frecvent la ungerea lagãrelor cu rulmenți).
Ungerea cu unsoare consistentã se poate face și în sistem centralizat,
în care caz, unsoarea consistentã este eliminatã simultan prin presare, dintr-
un cilindru al cãrui piston este acți onat manual sau mecanic, la fiecare loc
de ungere.
b. Dispozitive de ungere cu ulei . Asigurã cantitatea necesarã pentru
ungere sau în exces, cu presiune naturalã , cu presiune joas ã sau cu presiune
înaltã, ceea ce permite o frecare redusã, chiar de la pornirea mașinii sau
utilajului. Ungerea cu presiune naturalã, fãrã exces de ulei, se realizeazã cu pompa de mânã, cu ulei de unge re, cu fitil sau prin picurare.
Ungerea cu ulei în exces și la pres iune naturalã dã deplinã satisfacție
în funcționare. Acest si stem se poate realiza cu inel mobil sau fix, pe
arbore, prin palete de antrenare și împroșcare (barbotaj) a unei cantitãți de
ulei aflat în baia mașinii (utilajului).
398 Ungerea cu inel de ungere (fi g. 10.8) este foarte bunã, inelul
respectiv sprijinindu-se pe partea superi oarã a fusului, cuzinetul fiind tãiat
în mod corespunzãtor, iar partea inferi oarã a acestuia atârnând în baia de
ulei din corpul lagãrului.
Fig. 10.8. Schema de realizare a ung erii cu inele de ungere
Ungerea se produce numai când mași na este în funcțiune, în care
caz arborele în rotație, antreneazã, prin fr ecare, inelul care, la rândul sãu, an
treneazã uleiul din baia lagãrului, ulei ce se rãspândește de-a lungul lui prin
canale laterale (buzunare) executate în ma rginile cuzinetului. În general, se
alege soluția cu inel mobil pe fus.
Ungerea prin lãnțișor este o varian tã a celei cu inel mobil, bazatã pe
același principiu, dar utilizatã mai rar.
Aceste douã sisteme de ungere prezintã avantajul cã, prin
împroșcarea uleiului și prelingerea acestu ia înapoi în baie, se realizeazã și o
rãcire eficace a uleiului.
Sistemul prin barbotaj se utilizeazã des la ungerea reductoarelor de
vitezã (fig. 10.9) unde rolul de palete îl îndeplinește una din roțile dințate
mari, active, sau o roatã dințatã specialã. În aceste cazuri trebuie verificat
periodic nivelul din baie al uleiului. Pentru verificar ea nivelului de ulei din
baie se utilizeazã diferite indicatoare de nivel: cu vizor (fig. 10.10), tubular
(fig. 10.11) și tip vergea (fig. 10.12).
399
Fig. 10.9. Sistem de ungere cu ulei prin barbotare
Fig. 10.10. Indicator de ulei Fig. 10.11. Indicator de ulei
cu vizor tubular
Fig. 10.12. Indicator de ulei cu vergea (cu jojã)
400
Ungerea cu suprapresiune se realizeazã cu ajutorul pompelor cu roți
dințate, cu excentric, cu palete etc. Asemenea sisteme de ungere sunt prevãzute cu dispozitive de reglare a debitului și presiunii. O pompã cu roți dințate constã dintr-un angrenaj format din douã
roți dințate cu dinți exteriori (fig. 10.13) , angrenaj închis într-o carcasã cu
un orificiu de aspirație (A) și unul de refulare (R). Antrenarea pompei se
face acționând asupra unui singur arbore pe care roata dințatã respectivã se fixeazã cu ajutorul unei pene (paralele sau disc), cealaltã roatã dințatã rotindu-se liber pe axul sãu.
Fig. 10.13. Schema de princi piu a unei pompe cu roți dințate
Funcționarea pompei cu roți dințate constã în transportul volumului
de lubrifiant (ulei) din golul (G) al dinților, ulei preluat de la camera de
aspirație (CA) spre camera de refulare (CR). Golurile dintre dinți (G) sunt
limitate de flancurile dintre dinți, lungimea flancurilor și carcasa pompei.
Aceste goluri joacã rolul unor cupe transportatoare de ulei. Debitul
pompelor cu roți dințate este determin at de volumul golurilor dintre dinți
ale ambelor roți, multiplicate cu turația ar borelui de antrenare. Între rotor și
carcasã, funcțional trebuie sã existe un gol minim care influențeazã randamentul pompelor. Acest joc poate varia, însã cu timpul din cauza
uzurii, conducând la scãder ea randamentului pompei.
Pompa cu excentric (fig. 10.14) se compune din corpul (1), arborele excentric (2) care poartã paletele (4) ghidate în canalele radiale.
Fig. 10.14. Schema de principiu a unei pompe cu excentric
401
Cele douã palete (lamele) sunt împinse spre pereții interiori ai
corpului (1) (radial) de arcul elicoi dal (3) fixat între cele douã palete.
Arborele cu excentric primește mișcarea de rotație de la un motor electric,
iar paletele (4) se freacã de pereții corpului (1), funcționând ca niște
pistoane. Uleiul este aspi rat prin orificiul A și refulat spre punctele de
ungere prin orificiul de refulare R. Pompa cu palete (fig. 10.15) se com pune din rotorul (2), prevãzut cu
canale radiale în care se introduc paletele (3).
Fig. 10.15. Schema de principiu a unei pompe cu palete
Ansamblul rotor palete se rotește în carcasa 1. Axele geometrice ale rotorului și carcasei sunt deplasate una fațã de alta cu distanța (1), care
poate fi mãritã sau micșoratã prin in termediul unei pene paralele. În timpul
funcționãrii, prin rotirea rotorului, fi ecare spațiu cuprins între douã palete
consecutive, are rolul de cupã care se umple cu ulei din camera de aspirație
(A), pe care-l transportã în camera de refulare (R) și de aici prin conducte la
locuri de ungere.
c. Regenerarea lubrifianților uzați . Din considerente tehnico-
economice acțiunea de recuperare și regenerare a lubrifianților are o
deosebitã importanțã în activitat ea de întreținere și reparații.
În timpul funcționãrii utilajului l ubrifianții (atât uleiurile cât și
unsorile consistente), se impurificã și se altereazã devenind inutilizabile ca
materiale de ungere. Unsoarea consistentã se impurificã cu apã, praf, emulsie și arsuri etc., impuritãți ce pot ajunge între supr afețele în mișcare relativã, producând
uzura acestora.
Uleiurile minerale își modificã, de asemenea, proprietãțile fizice și
chimice, independent de procesul de obțin ere, de adaosurile ce le conțin și
de mãsurile prevãzute în construc ția instalațiilor de ungere pentru
402prevenirea impurificãrilor cu substanț e strãine. Aceste modificãri se
datoresc fie oxidãrii, fie modificãrii a lterãrilor. Alterarea sau îmbãtrânirea
uleiurilor este un proces complex, care nu a fost studiat complet pânã în
prezent. Elementele de impurificare formeazã în ulei un fel de nãmol a cãrui
compoziție este foarte diferitã, redu când substanțial proprietãțile de ungere.
La anumite mașini, specifice industriei cãrnii, unde se folosește o cantitate mare de apã în diferite f aze ale procesului de producție, uleiul
utilizat pentru ungerea lagãrelor și angren ajelor poate fi impurificat cu apã.
Circulația continuã a uleiului care conține apã provoacã formarea unor
emulsii stabile. Prezența emulsiilor de apã în ulei reduce capacitatea de
ungere a uleiului și duce la distrugerea pe liculei subțiri de lubrifiant în zona
încãrcatã a lagãrului. De aceea, lubrifia nții trebuie înlocuiți periodic iar cei
uzați trebuie colectați și regenerați. Curãțirea și regenerarea lubrifian ților uzați se reduce la îndepãrtarea
adaosurilor strãine. Colectarea uleiurilor uzate se or ganizeazã astfel încât fiecare tip de
ulei sã fie colectat într-un rezervor sp ecial, iar cele ce au venit în contact cu
combustibilul se colecteazã separat (ule iurile de la motoarele electrice).
Se admite și colectarea la un loc a mai multor tipuri de uleiuri uzate, conform STAS 4224-92 și instrucțiunilor în vigoare.
Este cu desãvârșire interzisã introducerea în uleiurile uzate a
unsorilor consistente, vaselinei , substanțelor chimice etc.
Condițiile de admisibilitate ale ul eiurilor minerale care urmeazã a fi
regenerate și reutilizate sunt reglementate prin norme.
La colectarea uleiurilor uzate tr ebuie sã se respecte urmãtoarele
instrucțiuni obligatorii: – înainte de a începe colectarea, se vor curãți bine orificiile de
ungere și capacele; – sculele și vasele de colectare trebuie sã fie curate;
– pentru evacuarea uleiurilor uzate se vor utiliza dopurile de
scurgere sau seringi și pompe speciale;
– vasele de colectare trebuie sã fie prevãzute cu site (400-900
ochiuri pe 1 cm
2) la orificiile de umplere; pentru reținerea impuritãților
vasele mari trebuie prevãzute cu cap ace, iar butoaiele vor fi închise cu
dopuri. Vasele de colectare trebuie sã aibã un volum corespunzãtor
cantitãților de uleiuri colectate în perioa da dintre douã rege nerãri și sã fie
403inscripționate cu denumirea, cantitatea și scopul pentru care a fost utilizat
uleiul pe care îl conțin. Pentru regenerarea ulei urilor se folosesc urmãtoarele metode: fizicã,
fizico-chimicã și chimicã. Prin metoda fizicã se obține purif icarea uleiurilor prin decantare și
centrifugare. În cazul curãțir ii prin decantare, uleiurile uzate se scurg printr-
o sitã în rezervor și se lasã în aces ta, timp de 4-6 zile. Decantarea se bazeazã
pe separarea uleiului, apei și impuritãțilo r datoritã diferenței dintre greutatea
specificã a uleiului și cea a impuritãților și depinde de vâscozitatea uleiului,
de starea în care se aflã și de durata perioadei de decantare. Apa și impuritãțile insolubile se depun pe fundul rezervorului.
Pentru a mãri viteza de decantare în rezervoare uleiul se încãlzește
în prealabil (serpentine cu abur sau electrice) pânã la 70-80
oC. Uleiul
regenerat prin metoda decantãrii gravime trice se va reutiliza cu o deosebitã
atenție. În cazul curãțirii uleiurilor prin f iltrarea uleiului se trece prin pânze
de filtru sau hârtie de filtru, carton, pâ nzã deasã, pâslã, azbest în fibre,
deșeuri de bumbac etc. care rețin partic ulele solide existente în ulei. Metoda
se bazeazã pe diferența dimensiunilor ochi urilor filtrului și ale particulelor
care urmeazã sã fie separate. Filtrele re țin și nãmolul, deoarece cu toate cã
este lichid, are o vâscozitate atât de ma re încât nu trece prin gãurile filtrului.
Rezultate bune se obțin în aceastã direc ție prin folosirea unui aparat pentru
filtrare combinat cu decantare. Curãțirea uleiurilor prin centrifuga re se bazeazã pe separarea apei și
a impuritãților metalice din ulei prin acțiunea forței centrifuge. Folosirea
forței centrifuge în locul gravitației pe rmite îndepãrtarea din ulei a celor mai
fine particule și a apei. Aceastã metodã se utilizeazã cu precãdere atunci când existã o cantitate mare de ulei ce trebuie curãțitã de impuritãți. Uleiul
supus centrifugãrii se încãlzește pânã la 60
oC.
Metoda fizico-chimicã și chimicã de regenerare a uleiului mineral se
aplicã numai în întreprinderi specializate în acest scop. Regenerarea
chimicã a uleiurilor se poate face cu aj utorul acidului sulfuric și prin
filtrare.
d. Alegerea lubrifianților . Prin alegerea corect ã a lubrifianților se
urmãrește, în principal, ca acesta sã aibã vâscozitatea cinematicã necesarã,
conform condițiilor celor mai severe de funcționare a utilajului (presiune,
temperaturã), stabilitate în timp, protec ție împotriva coroziunii. Factorul
principal ce caracterizeazã funcționarea unei cuple de frecare este regimul
de frecare, care determinã alegerea lubr ifiantului și durabilitatea în timp a
404ungerii. Cu timpul se ajunge la îmbãtrâ nirea lubrifianților care se manifestã
și prin înrãutãțirea proprietãților funcționale ale acestora. Aceastã
îmbãtrânire apare în urma acțiuni re petate a tensiunilor de forfecare a
lubrifiantului în reductoare, la trecerea prin fante subțiri etc.
Un ulei uzat are proprietãți modificate fațã de cel inițial. Pentru
determinarea momentului de înlocuire a lubrifiantului, se executã analize de
laborator în urma cãrora se fac recomandãri privind periodicitatea
înlocuirilor. La rodaj se recomandã un ulei mai puțin vâscos, de preferințã
aditivat (cu aditivi de extremã pres iune, antioxidanți, antispumanți).
Dupã rodaj acesta se schimbã cu ulei corespunzãtor, prevãzut în
documentațiile tehnice ce însoțesc utilajul.
Alegerea lubrifianților pentru un a numit utilaj, indiferent de tipul
lubrifiantului se face dupã câteva criterii prestabilite. La turații mari se aleg uleiuri cu vâscozitate micã, deoarece din cauza vitezei mari de alunecare a suprafețelor, frecare devine mare. La temperaturi mari se aleg uleiuri cu vâscozitate mare.
La presiuni de contact mari se aleg uleiuri cu vâscozitate mare,
pentru ca stratul de lubrifiant sã fie cât mai rezistent.
Atunci când mașina se aflã în stare de uzurã ridicatã se aleg uleiuri de calitate inferioarã, deoarece uleiur ile superioare, para finoase nu pot opri
o uzurã avansatã și au cost ridicat. În general, atunci când se ur mãrește stabilirea unui lubrifiant
corespunzãtor unui utilaj, se introdu ce în locul de ungere un ulei cu
vâscozitate mare și dupã 4- 5 ore de funcționare se mãsoarã temperatura; se
schimbã uleiul cu altul a cãrui vâscozitate este mai micã și dupã același numãr de ore de funcționa re se mãsoarã din nou temp eratura. Lubrifiantul
care a dat temperatura cea mai scãzutã este cel optim. Alegerea uleiurilor este indicatã în cartea tehnicã a mașinii, iar
înlocuirea lor cu altele nu se poate face decât cu respectarea criteriilor
menționate anterior.
Ținând seama de literatura tehnicã de specialitate, rezultã cã unele uleiuri specifice anumitor organe de mașini pot fi utilizate și în alte situații.
Spre exemplu, uleiurile hidraulice aditiv ate pentru presiuni extreme (H-EP
STAS 12023-92) se folosesc și la unele angrenaje, variatoare de turație,
cuplaje hidraulice etc. Uleiurile pentru cilindri (C STAS 385-90) în afarã de
ungerea cilindrilor, sertarelor, presgarn iturilor etc., pot fi utilizate și la
ungerea angrenajelor și altor mecanisme cu viteze mici, temperaturi ridicate
și sarcini mari (dupã prescripții).
405 De asemenea, uleiurile neaditivat e pentru compresoare (K STAS
1195-94) și cele aditivate pentru compresoare (KA STAS 11089-98 și STAS 11035-98) pot fi utilizate și la ungerea anumitor angrenaje, lagãre,
ghidaje cu solicitãri reduse. Pentru lagãre sunt recomandate diferite uleiuri minerale având ca
document de calitate caiete de sarcini (CS).
Pentru lagãrele cu alunecare, la articulațiile ce funcționeazã cu
viteze > 2,5 m/s se recomandã: – pentru condiții normale de pres iune și temperaturã, unsorile
consistente de uz gene ral U80 CaO, U80 Ca3, U100 Ca4, STAS 562-96. Se
folosesc și pentru unger ea lagãrelor cu rulmenți încãrcate cu sarcini mici și
mijlocii la turația de 1500 rot/min.
Aceste unsori au o pronunț atã rezistențã la apã.
-pentru condiții de presiuni înalte și oxidare, unsori consistente pe
bazã de litiu-calciu-plumb STAS 9874-95. Se folosesc și pentru ungerea lagãrelor cu rulmenți.
Lagãrele cu alunecare și lagãre le cu rulmenți ce funcționeazã la
viteze v > 2,5 m/s se ung atât cu unsori consistente cât și cu uleiuri
minerale dupã cum urmeazã:
– pentru ungerea lagãrelor cu alunecar e și rulmenților pe intervale de
3-6 luni la turații de 3000 rot/min se utilizeazã unsori consistente aditivate antioxidant, pe bazã de litiu-calciu STAS 8789-93;
– pentru ungerea rulmenților, cât și a lagãrelor cu alunecare se
folosesc unsori pe bazã de sãpunuri de sodiu și calciu RUL 100, RUL 145,
RUL 165 STAS 1608-94.
e. Ungerea în cadrul întreținerii funcționale . Principalul factor cu
repercursiuni însemnate asupra lubrifie rii utilajelor îl constituie organizarea
ungerii acestora. Lubrifierea corespun zãtoare îmbunãtãțește funcționarea
utilajelor prin creșter ea durabilitãții acestora și reducerea consumurilor de
piese de schimb, manoperã, energie, lubrifianți.
Lipsurile ivite în acest domeniu pot avea urmãri nedorite, cu
implicații serioase în desfãșurarea normalã a procesului de producție. degradarea prematurã a lubrifiantului, utilizarea unui alt tip sau sort de lubrifiant în locul celui prescris, contaminarea lubrifiantului, depãșirea
perioadei de schimb stabilite etc., c onduc la scoaterea prematurã din uz a
mașinii sau utilajului cu implicațiile ce le comportã acest lucru în procesul
de producție.
Pentru mașinile și utilajele comp lexe, cu multe puncte de ungere, la
care comanda se face centralizat, de un operator (mașini de umplut, închis
406și etichetat cutii), lubrifierea trebuie r ealizatã de cãtre personalul specializat
sau de cãtre personalul de întreținere și reparație.
Deci, o exploatare eficientã și ra ționalã a utilajelor trebuie sã se
bazeze pe existența unei perfecte organizãri a ungerii.
Prin aceasta beneficiarul mașinilor și utilajelor trebuie sã stabileascã
cu precizie problemele cu care se c onfruntã: cheltuieli anuale pentru
asigurarea lubrifierii; cerințele de calitate pentru lubrifianți pe baza
rezultatelor obținute prin experimentãr i: experimentarea de noi lubrifianți,
în scopul alegerii unor soluții care sã c onducã la mãrirea duratei de utilizare
și la reducerea consumului de energi e prin micșorarea uzurii, respectiv
frecãrii.
Organizarea ungerii cuprinde douã as pecte: organizarea locului de
depozitare a lubrifianților și colectarea celor uzați la nivelul întreprinderii,
secțiilor, atelierelor etc.
Lubrifianții se pãstreazã în depozitul central al întreprinderii sau în
magaziile secțiilor de producție numai pentru nevoile secției respective.
Magazia de lubrifianți se organizeazã înt r-un loc izolat și la distanțã de
instalații care produc scântei sau em anã cãldurã. Toate sortimentele de
lubrifianți se depoziteazã separat de co mbustibili. Butoaiele, bidoanele și
vasele destinate lubrifianților se fixeazã pe postamente și vor fi bine închise
iar sub ele trebuie sã existe instalate tãvi sau vase pentru colectarea lubrifianților care se preling sau se varsã.
Lubrifianții vor fi depozitați separa ți pe sortimente și mãrci conform
etichetei furnizorului.
Lubrifianții nu vor fi depozitați, cu orice fel de ambalaj, sub cerul
liber și expuși la razele solare.
Materialele de șters se pãstreazã în lãzi metalice cu capace. La
locurile de depozitare a lubrifianților vor fi afișate pancarde cu inscripția
Pericol de foc, Fumatul strict interzis etc.
Manipularea și transportul lubrifian ților se va face în gãleți cu capac
sau bidoane confecționate din tablã zincatã. Umplerea cu ulei a acestora se
face printr-o sitã cu filtru sau numai cu sitã.
Magaziile pentru depozitare și di stribuirea lubrifianților trebuie
prevãzute cu: o garniturã de scule de lãcãtușerie, cu chei, clește, ciocane
etc., care servesc pentru demontarea dife ritelor sisteme de ungere în vederea
curãțirii și spãlãrii lor: manualã pentru transvazarea uleiului; diferite seringi
pentru umplerea și completarea sistemel or de ungere; bidoane și cãldãri cu
capac; rezervoare pentru colectarea l ubrifianților uzați; lopãțicã pentru
unsoare; canã pentru uns manual; tãvi de diferite capacitãți pentru
407colectarea curgerilor. În fig. 10.16 se aratã unele obiecte întrebuințate la
ungere.
Fig. 10.16. Inventarul de ungere : a-pompã manualã pentru
transvazarea uleiului; b-seringã; c-bidon; d-rezervor pentru
colectarea uleiului uzat; e-lopãțicã pentru unsoare;
f-canã pentru uns manual
f. Instrucțiuni generale pentru executarea și controlul ungerii .
Responsabilul cu lubrifierea are urmãtoarele atribuții: elaborarea
nomenclatorului punctelor de lubrifiere pe mașinã, utilaje sau instalații;
elaborarea nomenclatorului pentru uleiur i și unsori consiste nte, nomenclator
ce trebuie sã cuprindã: denumirea mași nii sau utilajului, numãrul punctelor
de ungere și tipul lubrifiantului utili zat, capacitatea bãilor și rezervoarelor;
necesarul de completat cu lubrifian t; procentul de recuperare; controlul
calitãții înainte de schimbare; m odalitãți de execuție a ungerii etc.;
planificarea aprovizionãrii cu lubrif ianți (cantitativã și sortimentalã);
analize de laborator periodice pentru stabilirea calitãții lubrifianților din
exploatare și stabilirea perioadei optime de schimbare; stabilirea graficelor
de ungere.
Personalul însãrcinat cu ungerea are urmãtoarele sa rcini: asigurarea
lubrifianților, lichidelor de spãlare și materialelor de spãlat pentru
executarea ungerii; ungerea locurilor pr evãzute conform fișei de ungere
408(este interzisã înlocuirea arbitrarã a lubrifianților); menținerea nivelului de
ulei în bãi și rezervoare; completar ea cu unsoare a instalațiilor de ungere
centralã, instalațiilor individuale, gres oarelor; înlocuirea uleiurilor uzate;
menținerea în stare de funcționare a echipamentelor de lubrifiere;
completarea punctelor de ungere cu uns oare consistentã; curãțirea periodicã
a rezervoarelor de lubrifianți; colect area și predarea uleiurilor uzate;
evidența etanșãrii necorespunzãtoare și repararea acestora; sã nu tolereze
scãpãri de lubrifianți la punctele de ungere; controleazã și organizeazã
ungerea utilajelor sau instalațiile care au fost în reparație; pune în perfectã
ordine locul de muncã și interval ul respectiv, supravegheazã în mod
permanent funcționarea sistemelor de ungere în conformitate cu norma
tehnicã a acestora; sã respecte instruc țiunile privind tehnica securitãții și
protecției muncii.
10.3. Exploatarea și întreținerea pompelor
Pompele trebuie astfel montate în cât conducta de aspirație sã aibã
un traseu ascendent pentru a nu se forma bule de aer în lichid.
Pompa și motorul se monteazã pe o fundație în poziție perfect orizontalã cu arborii coaxiali și cu pi ulițele șuruburilor de fundație bine
strânse pentru evitarea vibrațiilor.
Conductele de legãturã trebuie sã nu se sprijine pe pompã, iar
spațiul din jur sã fie suficient pentru manevrarea și demontarea piesei cele mai mari. 10.3.1. Exploatarea și întreținerea dispozitivelor de pompare
fãrã elemente mobile
Aceste dispozitive nu necesitã o întreținere și o exploatare
deosebitã, în afarã de verificarea et anșeitãții îmbinãrilor și armãturilor.
10.3.2. Exploatarea și întreținerea pompelor cu mișcãri
alternative. Pornirea
Se controleazã dacã piesele de mișcare nu sunt slãbite, dacã
dispozitivele de ungere și circuitul de rãcire funcționeazã normal și dacã
pompa este în stare curatã. Dacã pompa este echipatã cu robinete de reținere cu sorb se poate porni și fãrã sã fie amor satã; în general însã pompe le se pornesc amorsate.
Se deschid robinetele de pe conductele de aspirație și refulare și robinetul
409de aerisire al pompei. Se amorseazã prin umplerea cu lichid a conductei de
aspirație și a corpului pom pei pânã se constatã evacuarea completã a aerului
din pompã. Se închide robinetul de aer isire și se pornește apoi motorul
electric.
Supravegherea în timpul funcționãrii unei pompe (fig. 10.17)
trebuie sã fie perm anentã, urmãrindu-se:
Fig. 10.17. Pompa cu pistoane RMH-28 : a-vedere generalã; 1-
capacul cilindrului; 2-cilindrul de lucru; 3-capac de aer; 4-pistonul
de lucru; 5-tijã; 6-presetupã; 7- piston de ghidare; 8-ungãtor cu
pâlnie; 9-roatã de curea; 10- bielã; 11-arbore cotit; 12-capacul
carterului; 13-capac; 14-levier; 15-r obinet de derivație; 16-ștuț de
refulare; 17-supapã sfericã; 18-capacu l cutiei de supape; 19-cutia
de supape; 20-ștuț de aspirație; 21- cilindru de ghidare; 22- carter;
b-schema funcționalã
– etanșeitatea la garniturile capacel or, flanșelor precum și la cutiile
de etanșare;
410 – rãcirea și curãțirea prin spãlar e a tijelor lagãrelor și a cutiilor de
etanșare (acolo unde este cazul); – întinderea corespunzãtoare și egal ã a curelelor de transmisie etc.
Debitul se poate regla: – prin variația turației motorului;
– prin variația cursei pistonului;
– cu robinet pe conductã de ocolire (by-pas).
Principalele defecțiuni care apar în timpul funcționãrii la pompele
cu mișcãri alternative sunt descrise în tabelul 10.1. Oprirea unei pompe se
realizeazã prin oprirea alimentãrii cu en ergie a motorului de alimentare.
Pentru ca pompa sã rãmânã plinã cu lichid, dupã oprirea motorului, se
închide robinetul de pe conducta de re fulare. Conducta de aspirație nu poate
fi însã pãstratã plinã decât dacã este prevãzutã la partea inferioarã cu o
supapã de reținere.
Tabelul 10.1. Incidente funcționale la pompe cu mișcãri alternative
Defecțiunea Cauza Remedierea
Blocarea supapelor sau
prezența corpurilor strãine în ele Se demonteazã și se curãțã
supapele
Supapele nu se închid etanș Se verificã suprafețele de
etanșare, se curãțã sau se șlefuiesc Scãderea debitului pompelor
Uzarea segmenților de
pe piston Se șlefuiesc sau se schimbã
segmenții
Depãșirea înãlțimii de
aspirare Se verificã conducta de
aspirație, eventual se curãțã.
Ridicarea nivelului lichidului aspirat
Pãtrunderea aerului în conducta de aspirație Se verificã etanșarea
conductei de aspirație și a cutiei de etanșare Pompa lucreazã
neregulat
(zgomot)
Centrare greșitã Se recentreazã
Prezența corpurilor
strãine în lichidul pompat Se monteazã un filtru pe
conducta de aspirație Pompa se uzeazã rapid
Pompa funcționeazã fãrã
lichid Se iau mãsuri pentru a avea
lichid în pompã
411Defecțiunea Cauza Remedierea
Ulei necorespunzãtor Se schimbã uleiul
Presiunea uleiului prea
scãzutã Se realizeazã presiunea Încãlzirea
lagãrelor
Joc prea mic în lagãre Se ajusteazã lagãrele
Dacã este necesar ca pompa sã nu mai debiteze lichid, fãrã a fi opritã din mers, atunci se deschide robinetul de pe conducta de legãturã
între conducta de refulare și conducta de aspirație.
Organele pompelor cu piston care s unt supuse uzurii și deci trebuie
înlocuite dupã un timp de funcționare s unt: garniturile de etanșare de la
pistoane și supape, tijele pistoane lor, cilindrii sau cãmãșile acestora,
scaunele și ventilele supapelor, arcurile supapelor și supapele.
Uzurile normale ale pieselor se datoresc și șocurilor.
Dacã lichidul pompat conține suspensii abrazive, se produc eroziuni
la corpul de pompã, la casetele supape lor, la coturile de legãturã etc.
Uzurile anormale se pot pr oduce datoritã unei întrețineri
necorespunzãtoare sau lip sei de supraveghere.
Printre acestea se numãrã și lovitur ile de berbec la cilindrii pãrții de
abur al pompelor (în cazul când, la por nire, în acești cilindrii se aflã o
cantitate de apã rezultatã din conde nsarea aburului) sau la partea de
refulare. Aceste lovituri de berbec s unt valuri mari de presiune care se
produc de obicei, într-un curent de lichid când acesta este oprit brusc din
mișcare, de exemplu, prin înch iderea greșitã a unui robinet.
10.3.3. Exploatarea și întreținerea pompelor rotative
La pornirea unei pompe rotative trebuie sã se verifice dacã sunt
îndeplinite urmãtoarele condiții:
– sensul de rotație al arborelui motorului de antrenare sã corespundã
cu cel cerut de supapã; – sita metalicã de pe conducta de alimentare sã fie curatã și în bunã
stare; – supapa de siguranțã de pe c onducta de refulare este în stare
corespunzãtoare, în caz contrar, se in terzice pornirea, fiind pericol de
spargere a corpului pompei;
– existã manometre corespunzãt oare pe conducta de refulare.
412 Se deschide robinetul de pe conducta de aspira ție și se verificã linia
de pompare. Se de schide robinetul de pe conducta de aspirație și se verificã
dacã pompa s-a umplut cu lichid, apoi se pornește motorul de acționare.
În timpul funcționãrii se supravegheazã dacã sistemul de etanșare,
ungere și rãcire funcționeazã normal. Se controleazã funcționarea supapei
de siguranțã montatã pe conducta de le gãturã între conducta de refulare și
cea de aspirație. Dacã ampermetrul motorului de an trenare aratã cã
intensitatea curentului a depãșit valoarea maximã se oprește imediat motorul. Principalele defecțiuni care apar în timpul funcționãrii la pompele
rotative sunt descri se în tabelul 10.2.
La oprire se oprește întâi motoru l de acționare, apoi se închid
robinetele de pe c onductele de refulare și de aspirație.
Tabelul 10.2. Incidente funcționale la pompe rotative
Defecțiunea Cauza Remedierea
Supapa de siguranțã se
deschide prea devreme Se remediazã supapa
Joc mare între carcasã și
elementul rotativ Se înlãturã jocul Scãderea
debitului sau a presiunii de refulare
Vâscozitatea fluidului este
prea mare Se mãrește temperatura
fluidului
Presiunea de refulare este prea ridicatã Se reduce presiunea
Puterea
consumatã
este prea
mare Frecãri mari în interiorul
pompei Se aduc jocurile la valoarea
lor normalã
Vibrația conductelor Se sprijinã corect conductele
Pompa nu este corect montatã Se recentreazã și se strâng
bine șuruburile de fixare Pompa produce
zgomote mari
Pãtrunde aer în pompã Se verificã etanșeitatea
conductei de aspirație
Neetanșeitatea cutiei de etanșare Se schimbã garniturile
Încãlzirea
lagãrelor
Lagãrele funcționeazã fãrã
ungere Se controleazã jocurile în
lagãr și circuitul de ungere
413
10.3.4. Exploatarea și întreținerea pompelor centrifuge.
Pornirea
Dacã pompa (fig. 10.18) nu este m ontatã sub nivelul vasului din
care aspirã, atunci trebuie amorsatã, deoarece depresiunea creatã de rotor
este insuficientã pent ru aspirația lichidului.
Dacã pompa debiteazã într-o conductã sub presiune, pornirea se face cu robinetul de refulare închis. Astfel se absoarbe la pornire numai
circa 1/3 din puterea nominalã, robinetu l trebuie însã desc his dupã un scurt
timp, pentru a se evita încãlzirea pompe i. Robinetul de refulare trebuie
deschis încet, progresiv, astfel încât sã fie complet deschis numai la
atingerea turației de regim.
Fig. 10.18. Pompã centrifugalã V N-20 : 1-corpul pompei; 2-roata
de lucru; 3-corp presetupã; 4-motorul electric; 5-cãrucior
Fiecare etaj al unei pompe centrifuge este prevãzut, prin construcție,
la partea superioarã cu un robinet pentru evacuarea aerului. La pornire,
aceste robinete trebuie deschise pânã la evacuarea completã a aerului și
pânã când lichidul care iese prin aceste robinete nu mai conține bule de aer.
Pompele pentru lichide fierbinți trebuie încãlzite încet înainte de
pornire pentru a fi aduse la temperat ura de regim, deoarece trecerea bruscã a
lichidului fierbinte prin pompã poate pr ovoca tensiuni pericu loase în corpul
pompei.
414 În timpul funcționãrii, pompele centrifuge trebuie supravegheate
continuu, urmãrindu-se indicațiile aparatel or de mãsurã și control: presiunea
la aspirație și la refulare, temperatur a lagãrelor și a apei de rãcire, puterea
absorbitã la rețea etc. Principalele defecțiuni care apar în tipul funcționãrii la pompele
rotative sunt descri se în tabelul 10.3.
Tabelul 10.3. Incidente funcționale la pompele centrifuge
Defecțiunea Cauza Remedierea
Pompa nu este corect
amorsatã Se amorseazã din nou și se
evacueazã complet aerul
Sensul de rotație al rotorului
este greșit Se verificã sensul și
corespondența di ntre sensul
de rotație al motorului și sensul corect al rotorului Pompa nu debiteazã la
pornire
Neetanșeitãți sa înfundãri pe
conducta de aspirație Se verificã tot traseul
conductei de aspirație
Debitul pompa este mic Înfundãri pe conducta de
refulare. Pãtrundere de aer pe la cutia de etanșare Se verificã tot traseul
conductei de refulare. Se strâng șuruburile și eventual
se schimbã garnitura
Puterea
consumatã este prea mare Debitul cerut este prea mare.
Lichidul pompat este prea vâscos Se mai monteazã una sau
mai multe pompe. Se realizeazã puterea necesarã și se schimbã motorul
Obturarea conductei de refulare Se înlãturã obturarea
Cutia de etanșare prea
strânsã Se slãbesc șuruburile
respectiv se înlocuiesc garniturile Pompa se încãlzește
Nu funcționeazã sistemul de
rãcire Se controleazã sistemul de
rãcire
Uleiul este uzat și murdar.
Defecțiuni la sistemul de
ungere Se schimbã uleiul. Se
controleazã sistemul de ungere Lagãrele se încãlzesc prea mult
Uzura arborelui sau a
cuzinetului Se recondiționeazã arborele,
respectiv cuzinetul
415Defecțiunea Cauza Remedierea
Slãbirea șuruburilor de la
fundație Se strâng șuruburile
Pompa
vibreazã și produce zgomot Debitul este prea mare Se regleazã debitul cu
robinetul de pe conducta de refulare
La oprirea pompei se închide tr eptat robinetul pe conducta de
refulare apoi se oprește imediat motoru l de antrenare și se închide robinetul
de pe conducta de aspirație.
La oprirea pe timp îndelungat, pe timp de iarnã mai ales, se evacueazã complet din pompã lichidele congelabile. În timpul opririi pompei, se înlocu iesc garniturile de la cutiile de
etanșare, se strâng șuruburile de la capace și fundație, iar în cazul pompãrii
unor lichide care conțin suspensii sa u sunt corozive se curãțã pompa.
10.3.5. Exploatarea și întreținerea conductelor
Funcționarea normalã a unei conducte nu se poate realiza decât prin
asigurarea unei exploatãri și a unei întrețineri judicioase.
În primul rând, trebuie sã se cunoa scã natura și parametrii de regim
ai fluidului transportat pe conductã, deoarece în funcție de acestea trebuie
luate mãsuri speciale de etanșare, încãlzire, curãțire etc. În timpul funcționãrii trebuie sã se previnã orice fel de scurgeri și
pierderi de fluid, prin folosirea de ga rnituri adecvate fluidului de lucru și
prin strângerea corespunzãtoare a șur uburilor sau a filetelor de la îmbinãri.
În cazul transportului fluidelor vâscoase sau congelabile trebuie
luate mãsuri de încãlzire și izolar e a conductelor. Izolarea termicã are ca
scop atât micșorarea pierderilor de cãl durã, cât și limitarea temperaturii pe
suprafața exterioarã, pentru conductele care transportã fluide calde și la care
în exterior temperatura depãșește 60
oC. Principalele materiale folosite
pentru izolarea termicã a conductelor sunt azbestul, vata de zgurã și vata
mineralã.
Pentru a se feri c onductele de acțiunea medi ului înconjurãtor se
practicã izolarea anticorozivã, care c onstã din acoperirea conductelor cu
materiale plastice, bitu m sau rãșini epoxidice.
416 La conductele tehnologice, o pr oblemã importantã o constituie
urmãrirea parametrilor fluidului temp eraturã, presiune, debit, în timpul
curgerii, pentru a vedea dacã aceștia se încadreazã în limitele prescrise.
Aceasta constã în citirea indicațiilor ap aratelor de mãsurã și de control
montate în punctele de pe conductã.
Temperaturile trebuie urmãrite în special la fluidele care pot congela
(o scãdere a temperaturii sub cea admisã duce la congelarea fluidului și la
obturarea conductei). Presiunile trebui e, de asemenea, urmãrite, deoarece
dau indicații asupra funcționãrii conducte i: o creștere a presiunii de regim
indicã obturarea conductei, iar o scãdere bruscã, spargerea sau
neetanșeitatea acesteia.
Prin observarea la timp a neetanșe itãții, prin urmãrirea permanentã
și conștiincioasã a parametrilor fluidul ui transportat, se poate asigura o
funcționare normalã a c onductei, și se pot evita pierderile de produs,
respectiv pagubele în economia naționalã.
Trebuie sã se verifice, de asem enea, funcționarea dispozitivelor de
condens, montate pe conducte le de abur sau pe acelea care transportã un gaz
condensabil.
Defecțiunile principale care apar în timpul funcționãrii unei
conducte sunt reda te în tabelul 10.4.
Tabelul 10.4. Defecțiuni principale la conducte
Defecțiunea Cauza Remedierea
Acțiunea corozivã sau
erozivã a fluidului de lucru Înlocuirea porțiunii sparte
sau înlocuirea întregii
conducte cu alta dintr-un material superior Spargerea
conductei la
pornire
Depãșirea presiunii de
calcul Reglarea supapei de
siguranțã sau repararea ei
Scãderea presiunii de lucru Neetanșeitãți pe traseul
conductei Verificarea îmbinãrilor și
înlocuirea garniturii uzate
Înfundarea conductei cu
corpuri strãine Montarea unei site pe
conductã Creșterea presiunii de
lucru Înghețarea fluidului de lucru Protejarea conductei
împotriva înghețului
417Defecțiunea Cauza Remedierea
Lovitura de berbec Fixarea conductei corecte
pe reazeme, eliminarea aerului din conductã Vibrații ale conducte
Funcționarea incorectã a
pompei Pornirea și reglarea corectã
a pompei
În timpul funcționãrii, problem a principalã este asigurarea
etanșeitãții armãturii, de aceea trebuie st rânse bine șuruburile de la flanșe,
capace și presetupe, schimbarea garnitur ii și inelele de etanșare uzate.
Cele mai frecvente defecțiuni care apar la armãturi sunt prezentate
în tabelul 10.5.
Tabelul 10.5. Incidente funcționale la armãturi
Defecțiunea Cauza Remedierea
Înțepenirea
tijei de pornire Deteriorarea filetului tijei Rectificarea filetului sau
înlocuirea tijei
Strângerea excesivã a
șuruburilor presetupei Înlocuirea garniturilor și
strângerea corespunzãtoare a șuruburilor
Slãbirea șuruburilor de strângere Strângerea corectã a
șuruburilor Scãpãri de fluid pe lângã tijã Deteriorarea garniturilor Schimbarea garniturilor
uzate
Uzarea inelelor de etanșare Rectificarea sau schimbarea
inelelor de etanșare Scãpãri de fluid pe lângã
organul de închidere Corodarea suprafețelor de
etanșare Rectificarea suprafețelor sau
schimbarea materialelor din care sunt confecționate
Revizia conductelor se efectueazã la intervale de timp stabilite prin
graficul ciclurilor de reparații și are ca scop detectarea eventualelor defecte
ce au apãrut în timpul funcționãrii. Se verificã în special acțiunea corozivã a
mediului atât interior cât și exterior și se mãsoarã grosimea peretelui țevilor.
418Capitolul 11
ORGANIZAREA TEHNICÃ A REPARAȚIIOR ăI
ANSAMBLELOR
11.1. Considerații generale
Ridicarea nivelului de folosire a utilajelor este posibilã atunci când
utilajele și mașinile se aflã în bunã stare de funcționare. Menținerea
utilajelor în stare normalã de funcționa re se asigurã în prezent prin aplicarea
sistemului de întrețineri tehnice, revi zii și reparații preventiv planificate.
Planificarea reparațiilor dupã acest sistem face posibilã coordonarea
planului de reparații cu planul de producție, reduce timpul de imobilizare,
volumul de lucrãri și reparații și într eruperile din lucru pentru reparațiile
accidentale ale mașinilor. Utilajele terasiere prezintã unele caracteristici constructive și tehnologice, care influențeazã asupra organizãrii reparațiilor. Acestea sunt
mașini grele, cu dimensiuni mari și foarte complicate și de aceea necesitã
suprafețe mari pentru amplasarea în inte riorul atelierului. De asemenea, la
operațiile de demontare și montare es te nevoie de dispozitive speciale de
ridicat și transportat agregate, ansamb le, piese etc. O altã particularitate
constã în aceea cã mașinile supuse reparã rii au piese diferite ca prelucrare
mecanicã, material, dimensiuni, tratamente termice etc.
La repararea mașinilor și utilaje lor se aplicã o gamã variatã de
operații tehnologice ca de exemplu: curãțirea și spãlarea exterioarã a utilajelor, demontare, lucrãri de rec ondiționare, prelucrãri mecanice, lucrãri
de forje și tratamente termice, ajus taj, montare, rodare etc., care fac
organizarea de reparații sã fie mai dificilã. Aceste particularitã ți impun asigurarea supr afețelor de lucru
corespunzãtoare, dotarea complexã cu utila je a atelierelor și întreprinderilor
de reparații, planificarea lucrãrilor de reparații pentru a se determina
încãrcarea atelierului, necesarul de pies e, materiale și numãr de muncitori.
Demontarea ușoarã a ansamblelor principale ale utilajelor ușureazã
posibilitatea organizãrii reparațiilor folosind agregate de schimb, reparate în
cadrul întreprinderilor de reparații speci alizate. Unificarea cât mai mare a
ansamblurilor, subansamblurilor și pies elor diferitelor tipuri de mãrci ale
aceleiași mașini, ușureazã aprovizionarea cu piese de schimb și materiale și
419se reduce consumul de scule, dis pozitive și verificatoare necesare în
procesul de reparații.
11.2. Metode de organizare a reparațiilor
Gradul de complexitate a utila jului indicã posibilitatea separãrii
mașinilor în ansambluri sau subansambluri și caracterizeazã gradul de divizare a lucrãrilor de reparație. De aceea, metodele de organizare a reparãrii utilajelor industriale diferã în funcție de complexitatea constructivã
a mașinilor și volumul de lucrãri n ecesar sã fie executat în atelier.
Dezvoltarea metodelor de organizare a reparațiilor a fost
determinatã de caracteristicile construc tive ale mașinilor, mãrimea unitãților
de producție, tipul și dotarea atelierelor de reparații, nivelul de tehnicitate și
calificare a personalului din ateliere etc. 11.2.1. Metoda reparãr ii pe echipe
La aplicarea acestei metode, echipele de reparații pot fi universale sau specializate. Metoda reparãrii pe echipe universale se caracterizeazã prin aceea cã repararea unei mașini este executatã de o singurã echipã formatã din 4-5 muncitori care se doteazã cu sculele necesare. Aceastã metodã este indicatã numai la reparar ea unui numãr redus de tipuri diferite.
Ea se aplicã în secțiile de producție , pentru repararea mașinilor de
complexitate micã care nu se separã în diferite ansamble. Metoda de reparare pe echipe universale prezint ã urmãtoarele dezav antaje: muncitorii
trebuie pregãtiți multilateral; fiecar e echipã se doteazã cu scule și
dispozitivele necesare pentru efectuar ea lucrãrilor de reparații; timpul de
staționare al mașinii în reparație se mãrește; nu permite organizarea și
îndrumarea lucrãrilor, iar controlul calitãții reparațiilor nu poate fi efectuat
în mod corespunzãtor.
Metoda reparãrii pe echipe specializate constã în aceea cã la repararea unei grupe de mașini de acel ași fel participã douã sau mai multe
echipe specializate. Aceastã metodã se aplicã la mașinile de complexitate
medie și este cu puțin superioarã fa țã de metoda echipelor universale.
11.2.2. Metoda reparãrii pe postur i de lucru specializate
Metoda de reparare pe posturi de lucru specializate se aplicã la
utilaje de complexitate mare. Aceastã me todã se folosește în atelierele care
dispun de spațiul și utilajul necesar și prezintã urmãtoarele avantaje:
420mãrește productivitatea muncii; muncitorii sunt încãrcați cu lucrãri în mod
uniform; realizeazã specializarea muncitor ilor; fiecare post de lucru se poate
dota cu utilajele, sculele, dispozitivele și documentația tehnicã corespunzãtoare operațiilor de reparare specifice care se executã; asigurã
efectuarea controlului pe operații de reparare; reduce numãrul total de
muncitori permanenți ai atelierului, neces arul de utilaj, timpul de staționare
al unei mașini în reparație și prețul de cost al reparației; suprafața atelierului
este folositã rațional. În fig. 11.1 este prezentatã schema fluxului tehnologic de reparare a
camioanelor pe posturi specializat e în întreprinderi specializate.
Folosirea unei scheme tehnologice la repararea utilajelor pe posturi
specializate trebuie fãcutã în concor danțã cu condițiile existente în fiecare
atelier mecanic. Pentru repararea unei combine dupã metoda posturilor
specializate, se indicã în fi g. 11.2 schema fluxul ui tehnologic.
Aplicarea în întreprinderile de re parații a metodei de reparație pe
ansamble necesitã o organizare precisã a muncii. Pentru aceasta lucrãrile de
reparații se divid în pãrți și se repar tizeazã în ordine ca sã aibã continuitate
astfel încât mișcarea pies elor asamblate sã fie fie rațional ordonatã.
Fig. 11.1. Schema fluxului tehnologic de reparare a
autocamioanelor pe posturi specializate : 1-curãțirea și spãlarea exterioarã a
camionului; 2-demontarea camionului de pe șasiu; 3-demontarea motorului;
4-degresarea și spãlarea pieselor; 5- demontarea și spãlarea șasiului; 6-
constatarea și trierea pieselor; 7-co mpletãri; 8-repararea chiulasei și
mecanismului de distribuție; 9-grupul motor și grupul piston-bielã; 10-
421aparatura de alimentare; 11-pompa de ulei și instalația hidraulicã; 12-
ventilatoare, pompa de apã și radi atoare; 13-motorul de pornire și
compresorul; 14-instalația electricã; 15-si stemul de rulare și mecanismul de
direcție; 16-cutia de viteze și trans misia principalã; 17-rama și puntea din
spate; 18-montaj șasiu; 20-rodaj moto r; 21-montaj; 22-controlul și recepția
camionului; A-secții de lucru pentru recondiționãri (mașini-unelte, sudurã,
fierãrie etc.); B-magazia de piese de schimb și materiale
Fig. 11.2. Schema fluxului tehnologic de reparație a unei
combine pe postu ri specializate
11.2.3. Metoda reparãrii pe bandã sau în flux
Metoda reparațiilor în flux întâlnitã în întreprinderile de reparații
asigurã o mare productivitate și o îna ltã calitate a reparației, specializarea
muncitorilor este foarte avansatã iar controlul tehnic se face ușor.
Efectuarea reparațiilor în flux cere o planif icare foarte precisã a lucrãrilor de
aprovizionare permanentã cu materi ale și piese de schimb, deoarece
demontarea și montarea mașinii nu se mai executã pe același loc, ci pe
422cãrucioare care se deplaseazã pe șine, de la un loc de muncã la altul în
lungul atelierului, conform planului de coordonare al lucrãrii. În
întreprinderile mari de reparații, mont area se face pe un conveier sau pe o
bandã care are viteza de înaintare fo arte micã și este sincronizatã cu
posturile de recondiționare și montare a subansamblurilor.
Fig. 11.3. Schema fluxului tehnologic de reparare a tractoarelor
pe bandã în uzin ele de reparații
423 11.2.4. Metoda reparãrii folosi nd agregate de schimb
Soluția care permite executarea re parațiilor într-o perioadã foarte
restrânsã, asigurându-se totuși unifo rmitatea încãrcãrii at elierului mecanic
pe tot timpul anului, constã în folosi rea agregatelor reparate și ale altor
ansamble de schimb, care se utilizeazã pentru înlocuirea agregatului defect
în perioada când cererile momentane depãșesc producția ritmicã. Folosirea
subansamblurilor de schimb și ale altor ansamble ca pompe hidraulice,
distribuitoare, cilindrii de forțã etc., es te deosebit de avantajoasã mai ales în
cazul defecțiunilor care apar în pe rioada activitãților de producție. În
asemenea cazuri timpul de oprire a utilaju lui se reduce de la 10-12 zile la
numai câteva zile iar ansamblele de sch imb defectate pot fi reparate într-un
ritm uniform la eliminarea vârfurilor de reparații și dã posibilitatea ca repararea ansamblelor defecte sã se facã în întreprinderile specializate
încãrcate uniform tot timpul anului.
424Capitolul 12
PROIECTAREA TEHNOLOGICÃ A
ÎNTREPRINDERILOR DE REPARARE A UTILAJELOR
12.1. Considerații generale
Atelierele noi de reparații se proiecteazã odatã cu întreaga întreprindere. Pentru unitãțile existe nte reorganizarea și extinderea acestor
ateliere se face atunci când este necesar sã se introducã metode noi de reparații, caracterizate prin tehnicitate și productivitate mai ridicatã sau dacã
sarcinile de producție impun acest lucru.
Proiectele se elaboreazã pe baza unor studii tehnico-economice întocmite pentru tema de proiectare datã în care se indicã: obiectul lucrãrii,
necesitatea, oportunitatea și posibilita tea construirii întreprinderii de
reparații, eficiența economicã, justifi carea capacitãții de producție totalã și
pe secții pânã la faza finalã de dezvoltare, etapele de dezvoltare,
consumurile specifice de piese și materiale, necesarul de manoperã,
procesul tehnologic, utilajele necesare și coeficientul lor de încãrcare,
determinarea necesarului de muncitori și personal tehnico-administrativ,
devizul general, indicatorii tehnico-economici etc. Procesul tehnologic de reparație reprezintã totalitatea lucrãrilor de
restabilire a calitãții suprafețelor de lu cru și a jocurilor din ansamblurile
uzate. La elaborarea unui proces tehnologic de lucru se stabilesc
urmãtoarele elemente: metoda de reparare, normele de timp pentru
demontare, recondiționare și montar e, necesarul de forțã de muncã,
materiale, scule și aparaturã, proiectar ea dispozitivelor și prețul de cost al
reparației.
12.2. Considerații de proiectare tehnologicã
12.2.1. Principii generale și etapele proiectãrii
Proiectarea întreprinderilor se face în douã faze:
1. proiectul de ansamblu;
2. proiectul de execuție.
425 Proiectantul este obligat sã studieze soluțiile în mai multe variante și
sã propunã varianta cea mai avantajoasã pe bazã de indici tehnico-economici comparativi cu realizãrile similare din țarã și strãinãtate.
Proiectul de ansamblu se elaboreazã pe baza temei aprobate și conține: memoriul general, partea de producție, planul general, arhitectura
și construcțiile, instalațiile, or ganizarea execuției lucrãrilor.
Proiectul de execuție se întocmește pe baza proiectului de ansamblu
aprobat și rezolvã pânã în detaliu to ate problemele referitoare la soluțiile
tehnologice, funcționale și constructive și conține pi esele desenate în toate
detaliile necesare execuției, precum și de vize pe categorii de lucrãri și pe
obiecte.
Planul general indicã amplasarea pe teren a tuturor clãdirilor,
construcțiilor, instalațiilor, împrejmuirilor și zonelor verzi, iar elaborarea lui
trebuie sã satisfacã condițiile impuse cons truirii și exploatãrii întreprinderii
care se reflectã apoi în rentabilitat ea întreprinderii dupã darea ei în
exploatare. Principiile care se iau în consider are la elaborarea planului general
sunt urmãtoarele: secțiile productive sã fie așezate în concordanțã cu
desfãșurarea procesului de producție; secțiile auxiliare sã fie așezate în
apropierea secțiilor productive deservite ; amplasarea clãdirilor sã permitã
dezvoltarea ulterioarã a întreprinder ii; amplasarea clãdirilor și construcțiilor
sã respecte normele sanitare, de preven ire a incendiilor, de iluminat și de
ventilație; materialele și piesele sã aibã parcursul minim; clãdirile secțiilor cu degajãri nocive sã fie așezate pe partea feritã de vânturile dominante.
În cazul construirii unor ateliere noi de reparații, proiectul tehnic
cuprinde: planul general de amplasare a clãdirilor cu indicarea cãilor de
comunicare, a instalațiilor de forțã, a su rsei de apã etc.; calculele referitoare
la volumul de lucrãri pentru repararea pa rcului de mașini și utilaje; forța de
muncã și organizarea reparațiilor în ate lier; secțiile cu volumul lucrãrilor
efectuate, utilajul și suprafața necesarã; instalațiile de alimentare cu apã,
energie electricã, carburanți, încãlzire, iluminat și ventilație; încãperile cu
destinație specialã; magazii de piese. vestiare etc. Pe baza proiectului tehnic se elaboreazã desenele de execuție și schițele de lucru. 12.2.2. Planificarea sarcinii de producție a unitãții
Planificarea producției pentru atelie rele de reparații se face pentru
tot parcursul anului. Pentru calculul încãrcãrii atelierelor se ține cont de
426urmãtoarele elemente: numãrul de mașini și utilaje din dotare; planul de
exploatare a mașinilor; încãrcarea întrep rinderilor cu lucrãri de reparare a
utilajelor din atelier; confecționarea de dispozitive și piese de schimb,
repararea agregatelor și ansa mblelor din fondul de schimb.
La împãrțirea calendaristicã a sarcinii atelierului se va urmãri ca
încãrcarea atelierului sã fie cât mai uniformã în timpul anului. Pentru
aceasta în lunile cu un numãr mai mic de mașini planificate pentru reparație, se prevãd lucrãri de re parare a utilajului din atelier sau
confecționarea de piese de schimb, reducându-se astfel vârfurile de
încãrcare. Pentru întreprinderile de repara ții, volumul anual de reparații se
exprimã în unitãți convenționale care reprezintã un anumit numãr de utilaje
ce trebuie reparate. O întreprindere de reparații se dimensioneazã astfel
încât sã poatã da o anumitã producție lunarã. De asemenea trebuie luatã în
considerare cantitatea de piese de schimb produsã anual cât și utilajele de un anumit tip executate. 12.2.3. Stabilirea încãrcãrii unitãților
Încãrcarea atelierului cuprinde vol umul tuturor lucrãrilor care se
executã în atelier pentru o anumitã perioadã de timp.
Volumul total de reparații V
T al atelierului se calculeazã cu relația:
V
t = Vut + Vmt + Vas +Vu + Vd + Vps + Ve [ore/om] (12.1)
în care: Vut este volumul de reparații pentru utilajele planificare reparãrii;
Vmt – mijloace de transport;
Vas ansamble de schimb;
Vu repararea utilajului din atelier;
Vd confecționarea dispozitivelor;
Vps executarea pieselor de schimb;
Ve volumul de lucrãri executate pentru unitãți din exterior.
Volumul de lucrãri pentru execu tarea în atelier a reparațiilor și
reviziilor tehnice se poate calcula pent ru fiecare tip de utilaj în parte cu
relații de tipul: V
act = nRk vRk + nRt vRt + nRk1 vRk1 + nRt1 vRt1 (12.2)
în care: nRk și nRt reprezintã numãrul de repara ții capitale și revizii tehnice
427care se executã în atelier în perioada datã la o marcã de
utilaj;
vRk și vRt volumul de lucrãri neces ar executãrii intervențiilor
tehnice;
nRk1, nRt1, vRk1, vRt1 se referã la un alt tip de utilaj.
Numãrul de reparații și revizii te hnice pe mãrci de utilaje se obține
din planul calendaristic de întreținere și reparații a mașinilor și utilajelor.
Pentru calculele de antiproiect nu se poate alcãtui planul de
exploatare și apoi pla nul calendaristic de întrețineri tehnice și reparații
pentru utilaje. Se cunoaște însã structur a ciclului de reparații, iar numãrul
mediu de reparații și revizii tehnice pe ntru un an se calculeazã cu formule
de calcul global:
Rk
Rut a
Rt
RRt c
Rk nPNSnPNSn
k− = =
1; (12.3)
în care: Sa este sarcina anualã pe utilaj;
Nut – numãrul de utilaje de aceeași marcã;
PRk și PR1 – periodicitatea dintre repa rațiile capitale și reviziile
tehnice.
Stabilirea valorilor vRk și vR1, se poate face prin calcule analitice
dacã se alcãtuiesc fișe tehnologice pentru fiecare componentã a lucrãrilor de
reparații. Folosirea normativelor este mai avantajoasã, însã pot sã aparã
erori datoritã neconcordanței între normativul adoptat și situația realã
specificã fiecãrei întreprinderi sau fiecãrui utilaj în parte.
O metodã eficientã de calcul a volum ului total de lucrãri de reparații
este metoda indicilor sau coeficien ților de complexitate, prin care se
considerã ca unitate convenționalã volum ul de lucrãri de reparație capitalã
a unui utilaj, iar celelalte reparații se exprimã în raport cu reparația
convenționalã. De exemplu, dacã se ia ca unitate convenționalã volumul de
lucrãri pentru reparația capitalã a strungului SN 400, co eficientul de
complexitate i, pentru diferite revi zii tehnice și reparații se calculeazã cu
relația:
convRi
RTVV
iSN
SN400
400= (12.4)
428 Coeficientul calendaristic de încãrcare a atelierului cuprinde
lucrãrile care se executã în atelier, re partizate pe luni sa u pe trimestre (fig.
12.1). Pe axa abciselor se noteazã perioada calendaristicã iar pe axa
ordonatelor se noteazã volumul de lucr ãri experimente în ore-om. În
graficul de încãrcare se trec mai întâi reparațiile și reviziile tehnice la
utilaje; se stabilesc apoi lunile de încãrcare redusã în care se repartizeazã
utilajul pentru reparare, sa u confecționarea de dispozitive și piese de schimb
astfel încât sã se obținã o încãrcare cât mai uniformã pe toate lunile anului.
Fig. 12.1. Graficul calendaristic de încãrcare a atelierului mecanic
pe un trimestru
12.2.4. Determinarea regimului organizatoric de lucru
a. Fondul de timp reprezintã numãrul total de ore de lucru într-o
anumitã perioadã pentru care se proiecteazã organizarea reparațiilor.
Fondul de timp al atelierului f
a , se calculeazã cu relația:
fa = (Zc D S1) s ⋅ os ⋅ ηa (12.5)
429în care: Zc reprezintã numãrul de z ile calendaristice în perioada
consideratã;
D numãrul de duminici în aceeași perioadã;
S1 numãrul sãrbãtorilor legale;
s numãrul de schimburi pe zi care pentru atelier și pentru un
utilaj poate fi 1, 2 sau 3;
os numãrul de ore dintr-un schimb;
ηa coeficientul de folosire al timpului și are valoarea 0,92-0,94.
Fondul de timp al muncitorului fm este dat de relația:
fm = (Zc D S1 Zco) os ⋅ η1⋅ η2 (12.6)
unde: Z
co este numãrul de zile pe ntru concediul de odihnã;
η1 coeficientul de folosire al tim pului de lucru de cãtre muncitor
și are valoarea 0,95 0,96;
η2 – coeficient care ține seama de eventualele zile de boalã ale
muncitorului și are valoarea 0,94 0,96.
Fondul de timp al utilajului tu se stabilește cu relația:
fu = (Zr D S1) s ⋅ os⋅ ηu (12.7)
în care: Zr este numãrul de zile în care utilajul se aflã în reparație;
ηu coeficient de folosire al timpului și are valoarea 0,90 0,92.
b. Ritmul de intrare și ieșire al mașinilor din reparație reprezintã
timpul de la intrare a unei mașini în reparație pânã la intrarea urmãtoarei
mașini și se calculeazã cu relația:
nfta= [ore/repartiție] (12.8)
în care: fa este fondul de timp al atelie rului pentru perioada datã;
n numãrul de reparații de același fel ce trebuie executatã în
perioada de timp consideratã.
Dacã în perioada consideratã, în at elier, se executã mai multe feluri
de intervenții tehnice și de diferite mã rci de mașini, ritmul de intrare și
430ieșire din reparație se calculeazã în funcție de numãrul de reparații
convenționale, care se stabilește cu relația:
convconvVVn1= (12.9)
unde: V1 este volumul tuturor lucrãrilor din atelie r pentru perioada
calculatã;
Vconv – volumul de lucrãri n ecesar pentru executarea reparațiilor
capitale consideratã convenționalã.
În acest caz, ritmul de intrare și ieșire pentru o operație
convenționalã este:
conva
convnft= (12.10)
Ritmul de intrare și ieșire pe ntru fiecare intervenție tehnicã se
calculeazã cu ajutorul indicilor de comp lexitate în funcție de ritmul stabilit
pentru o reparație convenționalã, folosind urmãtoarele relații:
1;R conv R R conv
convR
conv Rt i t t i tVV
t t
T kk⋅ = ⋅ = = (12.11)
Valoarea inversã a ritmului de intrar e și ieșire din repartiție adicã l/t
reprezintã numãrul de reparații efectuate pe orã. Deoarece aceastã cifrã este
mult subunitarã, se calculeazã numãrul de reparații pentru o zi de lucru care
este denumit ritm de reparație, notat cu R, adicã:
ziRtsoR ziRtsoRT
Rs
R k
Rs
R
TT
kk/ ;/⋅=⋅= (12.12)
c. Numãrul de muncitori pe rmanenți ai atelierului se calculeazã
ținând seama de volumul anua l de lucrãri din atelier VT și de fondul anual
de timp al muncitorului fm, adicã:
431
2 1 1 ) ( ηη⋅⋅ −−−= =
s c cT
mT
oZSd ZV
fVm
o (12.13)
Pentru organizarea amãnunțitã a muncii din atelier se calculeazã
numãrul de muncitori necesari în fiecare lunã, folosind relația:
11
1
mfVm= (12.14)
în care: V1 este volumul de lucrãri ce trebui e executat în atelier în luna
respectivã; f
m1 – fondul de timp al muncitoru lui în aceeași perioadã de timp.
Când se calculeazã numãrul de muncitori pentru luna cea mai
încãrcatã, fondul de timp al muncitorulu i va fi egal cu fondul de timp al
atelierului pentru un schimb de lucru, deoarece nu m ai intrã în calcul zilele
pentru concediul de odihnã. Rezultã cã:
f
m = fa = tconv ⋅ nconv (12.15)
Exprimând sarcina atelierului V în perioada datã, în reparații
convenționale se obține:
V = n
conv ⋅ vconv
Rezultã deci cã la reparația unei mașini care necesitã un volum total
de ore convenționale vconv, la fiecare muncitor revine un numãr de ore egal
cu ritmul de intrare și ieșire din reparație a acelei mașini. Aceastã relație stã la baza alcãtuirii graficului de coordona re și succesiune a lucrãrilor pentru
executarea reparației unei mașini pe pos turi specializate pe ansamble, în
situația când fondul de timp al atelie rului este egal cu fondul de timp al
muncitorului.
Calculul numãrului de munc itori pentru fiecare secție m
s sau pentru
un loc de muncã mi, se face cu relațiile:
1 1;
mi
i
ms
sfVmfVm = = (12.16)
432în care: Vs, Vi reprezintã volumul de lucru ce trebuie executat într-o lunã
în secție, respectiv la locul de lucru; f
m1 – fondul de timp al muncitorulu i pentru luna consideratã.
Valorile Vs și Vi se calculeazã însumând produsul dintre numãrul de
reparații executate în acea lunã și vol umul de lucru care revine pentru
reparație în secție sau la locul de muncã considerat.
Numãrul de muncitori necesari pentru lucrãri de mașini unelte, se stabilește cu relația:
ms mms
mnfVn⋅= (12.17)
în care: Vmș este volumul de lucru al mașinii unelte, în ore;
nmș numãrul de mașini une lte deservite simultan de cãtre un
muncitor; f
m fondul de timp al muncitorului, în ore.
Volumul de lucrãri în ore/om, car e corespunde pentru fiecare loc de
muncã la executarea unei reparații, se ia din normative sau se stabilesc pe
bazã de indici procentuali sau indici de complexitate. d. Graficul de coordonare și succesiune al lucrãrilor de reparație,
prezintã desfãșurarea pe ore a proces ului tehnologic din atelier pentru o
anumitã reparație, defalcat pe operații și muncitori. Din acest grafic trebuie
sã rezulte repartizarea muncitorilor pe locuri de lucru, timpul cât lucreazã
fiecare muncitor la un loc de lucru, locur ile de lucru pe care le deservește
succesiv fiecare muncitor, succesiunea lucrãrilor executate, durata fiecãrei
lucrãri componente a procesului de re parare, și timpul de staționare a
fiecãrei mașini. La întocmirea acestui gr afic este necesar sã se cunoascã
schema procesului tehnologic de repara ție; numãrul necesar de muncitori,
ritmul de intrare și ieșire a mașinilor din reparație; volumul de lucrãri în
ore/om și calificarea muncitorilor cerutã la fiecare loc de muncã.
În lunile de încãrcare maximã a atelierului se considerã f
a = fm și în
acest caz, din relația (12.16), rezultã cã timpul de lucru cu care participã un
muncitor la realizarea reparației este eg al cu ritmul de intrare și ieșire a
mașinii din reparație. Deci fiecare munc itor va apãrea în grafic cu un numãr
de ore egal cu ritmul de intrare și ieșire din reparație. Cunoscând schema procesului tehnol ogic de reparație și volumul de
ore care revine la fiecare loc de lucru, în graficul din fig. 12.2 se reprezintã
executarea lucrãrilor prin linii orizontale. În dreptu l fiecãrei linii este trecut
numãrul de ordine al muncitorului car e executã lucrarea iar lungimea liniei
433la scara aleasã este egalã cu durata de execuție în ore. La întocmirea
graficului trebuie sã se respecte su ccesiunea normalã a lucrãrilor care nu se
pot executa simultan. Dacã un muncitor lucreazã la mai multe locuri de
muncã trebuie sã i se asigure continuitatea în timp. e. Timpul de staționare a mașinilor în reparație, reprezintã intervalul
de la intrarea mașinii în atelier pentru reparație și pânã la recepție. Durata
acestei perioade depinde de numãrul de muncitori care participã la repararea
mașinii și de modul de orga nizare a lucrãrilor reparate.
Timpul de staționare a unei mașini în reparație reprezintã suma
timpilor necesari executã rii lucrãrilor care se succed obligatoriu.
Normativul indicã valori de orientar e privind mãrimea normalã a timpului
de staționare în reparație , în zile, pentru diferite mașini. Valoarea realã a
duratei de reparare a une i mașini, se obține din gr aficul de coordonare și
succesiune a lucrãrilor executate la reparația analizatã.
Volumul de
lucrãri, ore
Secția Locul de lucru
Vc Vs Durata
staționãrii,
ore Timpul de
lucru
Spãlare
exterioarã Curãțire și
spãlare
exterioarã
3
3
3
Demontare utilaj 10 6 Demontare
Demontare
motor 15
25 8
Degresare Spãlare piese 8 10 7
Control-triere
piese 8
7 Control,
triere, completare Completare 8
16
8
Fig. 12.2. Graficul de coordonare și succesiune a lucrãrilor executate
la reparația capitalã a utilajelor terasiere
Dacã se reparã mai multe mãrci de mașini, pentru stabilirea timpului
de staționare în reparație, se întocmeș te graficul de coordonate și succesiune
a lucrãrilor la fiecare marcã de mașinã și fel de reparație sau se calculeazã timpul de staționare pe baza indicilo r de complexitate folosind relațiile:
434 τRk = τconv ⋅iRk; τRT = τconv ⋅ iRT (12.18)
Valoarea indicelui τ se folosește pentru alcãtuirea planului
calendaristic de intrare și ie șire a mașinilor din reparație.
f . Fondul lucrãrilor de reparație reprezintã numãrul de mașini care
se gãsesc simultan în ate lier pentru a fi reparate.
Valoarea sa este datã de relația:
ττ⋅= = RF sautF (12.19)
în care: R este ritmul de repa rații, dat în reparații pe zi.
Frontul lucrãrilor de reparație se calculeazã separat pentru toate intervențiile tehnice executate în atelier, folosind relațiile:
kTT
kk
RT
R
Rk
RtRFtRF⋅=⋅=τ τ; etc. (12.20)
Dacã timpul de staționare τ și ritmul de intrare și ieșire din reparație
t s-au calculat cu ajutorul coefic ienților de complexitate, atunci frontul
lucrãrilor de reparație va avea aceeași valoare pentru toate intervențiile
tehnice, adicã: F
conv = FRk = FRk = FRT
g. Graficul calendaristic de intrare și ieși re a mașinilor din
reparație se alcãtuiește pentru fiecare decadã sau lunã. El servește la
organizarea producției atelierului deoarece cuprinde evidența planificãrii și
realizãrii reparațiilor pentru perioada da tã. În graficul calendaristic sunt
trecute toate utilajele și mașinile-unelte care urmeazã sã fie reparate în luna
consideratã. Pentru fiecare mașinã se prevãd douã rubrici orizontale: în
prima se marcheazã planificarea repa rațiilor iar în a doua realizarea ei.
Acest grafic se întocmește f uncție de elementele regimului
organizatoric de lucru al atelierului: t, r, F, calculate pe mãrci de mașini și
fel de intervenții tehnice. Valorile acestor indicatori sunt trecute în grafic în
dreptul fiecãrei mașini. În fig 12.3 se dã un model de grafic calendaristic de intrare și ieșire
a mașinilor-unelte din reparație.
435 Corespunzãtor zilelor lucrãtoare din perioada consideratã, pentru
fiecare mașinã se marcheazã în grafic printr-o linie continuã durata de
staționare în reparație. D upã intrarea unei mașini în reparație, în grafic se
lasã un interval de timp egal cu ritmu l t de intrare în reparație a acestei
mașini dupã care se marcheazã prin linie continuã intrarea în reparație a
celei de-a doua mașini.
Pentru o datã calendaristicã oarecar e, numãrul de mașini aflate în
reparație, care este reprezentat grafic prin numãrul de linii continue, nu
trebuie sã depãșeascã frontul lucrãrilo r de reparații. Intrarea mașinilor în
reparație se recomandã sã se facã în cepând cu mașina care necesitã un timp
de staționare mai mare.
Luna Ianuarie Elementul
regimului de lucru Zile
lucrã- toare 3 4 6 7 8
11 12 13 14 15 18 19 Nr. crt. Mașina-
unealtã Nr.
inv. Interven-
ția tehnicã
t,
ore τ,
ore F Nr.
zile 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12
Planificat
1. SN-400 3 RT 0,4 5 8
Realizat
Planificat 2. SAR025 17 RT 0,6 3 7
Realizat
Fig. 12.3. Graficul calendaristic de intrare și ieșire a mașinilor
unelte din reparație
12.2.5. Calculul utilajelor
În general, cantitatea de utilaj se calculeazã în funcție de volumul anual de lucrãri, în ore, utilaj, de f ondul anual de timp al utilajului în ore și
de procesul tehnologic.
436 Numãrul bãilor de degresare se calculeazã cu relația:
2 1ηη⋅⋅⋅⋅=
sp
bfgtGn (12.21)
în care: Gp este greutatea pieselor care se spalã în perioada consideratã;
t timpul tehnologic necesar pentru degresarea pieselor;
g greutatea pieselor intr oduse în baie la o încãrcãturã;
fs fondul de timp al secției de spãlare pentru perioada
consideratã;
1 coeficientul de încãrcare al bãii funcție de forma pieselor,
care este cuprins între 0,5 și 0,8;
2 – coeficientul de spãlare în funcție de gradul de murdãrie al
pieselor, considerat egal cu 0,8 1.
Capacitatea de spãlare a secției de spãlare din întreprinderile de
reparații, în cazul folosirii tunelului de apã cu bandã transportoare, este dat
de relația:
Gp = 60 · fs · q · v · t [N] (12.22)
în care: Gp este greutatea pieselor ce pot trece prin tunelul de spãlare în
perioada consideratã, N;
fs fondul de timp al secției de spãlare, ore;
q încãrcarea benzii cu piese pentru spãlare, buc/m; v viteza de deplasare a benzii, m/min;
t coeficientul de folosire al tunelului având valoarea 0,6 0,9.
Viteza pe care trebuie sã o aibã transportorul cu piese în timpul
spãlãrii se stabilește cu relația:
ss m
fnl nlv⋅−=602 1 [m/min] (12.23)
unde: l1 și l2 este lungimea benzii oc upatã de piesele unui motor,
respectiv al unui șasiu, m; n
m și ns numãrul de motoare, respectiv șasiuri care trebuie spãlate
pe perioada consideratã, ore;
fs fondul de timp al secției de spãlare pe perioada consideratã,
ore.
437 Numãrul bacurilor de centic ubat se calculeazã cu relația:
η⋅⋅⋅=
up
bfctnn (12.24)
în care: np este numãrul de pompe de injecție care se centicubeazã în
perioada consideratã; t – timpul cât dureazã centicubarea pompei, ore;
c – coeficient ce ține seama de procentul de pompe de injecție
care revin de la rodaj pentru o nouã centicubare datoritã
defecțiunilor constatate; f
u – fondul de timp al bancului de centicubat pe perioada
consideratã, ore; coeficientul de folosire a fondului de timp al bancului.
Numãrul de bancuri de rodaj n
br se calculeazã cu relația:
r z tm mp
bnnftnf nn⋅⋅⋅⋅⋅⋅=602 1 (12.25)
unde: nmp este numãrul de motoare planifi cate sã fie reparate și rodate în
perioada datã; f
1 – timpul necesar pentru rodarea unui motor, min;
nm – numãrul de motoare care repetã rodajul, reprezentând
aproximativ 5 – 10% din cele planificate;
t2 – timpul necesar pentru re petarea rodajului, în medie are
valoarea de 150 minute; f
t fondul de timp al bancului de rodaj pe zi, în ore;
nz numãrul de ore din perioada consideratã;
r coeficient de fo losire al bancului.
În secția de depuneri galvanice, numãrul de bãi necesare pentru
fiecare fel de acoperire este dat de relația:
ct
bSSn
i= (12.26)
unde: nbi este numãrul de bãi n ecesare pentru o acoperire cu un metal
oarecare;
St suprafața ce trebuie încãrcatã cu metalul de depunere la o
singurã încãrcare cu piese a bãilor de același fel, dm2;
438 Sc suprafața totalã de metal depus ce se poate realiza la
încãrcarea unei bãi, în dm2.
Suprafața ce trebuie acoperitã la o singurã încãrcare se calculeazã cu
relația:
itnzsS⋅=
11 (12.27)
unde: s1 este suprafața ce trebuie încãrcatã cu un material de aport într-o
lunã, dm2;
z1 numãrul de zile lucrãtoa re în luna consideratã;
nî – numãrul de încãrcãri cu piese ce se pot realiza în baia galvanicã
într-o zi de lucru, pentru fi ecare fel de depunere.
Numãrul de mașini-unelte necesare în procesul de reparație se stabilește cu relația:
ms s mst
msnfVnη⋅⋅= (12.28)
unde: Vt este volumul total de lucru al mașinii-unelte, ore-mașinã;
fmș fondul de timp real al une i mașini-unelte într-un schimb pe
perioada planificatã; n
s numãr de mașini reparate;
ηms – coeficientul de folosire al mașinii-unelte, egal cu 0,85.
La lucrãrile de montaj pe bandã, distanța medie între posturile de
lucru este: p = 1 + s
d [m]
unde: l lungimea ansamblului sau produsului care se monteazã pe
bandã;
sd spațiul necesar pentru deservire, m.
Lungimea utilã a benzilor de m ontaj este datã de relația:
L = n
p · p + A [m]
unde: A este lungimea stației de antren are a benzii, care se ia de 1 1,5
metri.
Viteza benzilor de montaj se stabilește cu relația:
439 η⋅⋅⋅=
bp Rk
fpn nv (12.29)
în care: nRK este numãrul de reparații capitale de utilaje sau mașini,
planificate în fondul de timp dat; n
p – numãrul de posturi care lucreazã în serie pe banda de montaj
la reparația capitalã a unui utilaj;
p pasul posturilor de lucru de pe bandã, m;
fb fondul de timp al benzii de montaj, min;
coeficientul de ritmicitate, care are valoarea 0,8 0,85. 12.2.6. Calculul s uprafețelor
Suprafața productivã a secțiilor S
s se poate calcula în funcție de
suprafața specificã pentru un pos t de lucru, folosind relația:
Sρ = ss · np [m2] (12.30)
în care: n
p numãrul de posturi de lucru din secție;
sp suprafața specificã pentru un post de lucru, m2.
Numãrul de posturi de lucru se calculeazã cu relația:
ps
pmmn= [m2] (12.31)
unde: ms este numãrul de muncitori din secție;
mp numãrul de muncitori la un post de lucru.
Suprafața secției se poate calcula și în funcție de suprafața specificã
pentru un muncitor produc tiv, folosind relația:
Sb = ms · sm [m2] (12.32)
în care: s
m este suprafața specificã pe ntru un muncitor productiv, m2.
Metoda cea mai utilizatã pentru cal culul suprafeței secțiilor, ține
seama de suprafața ocupatã de utilaje și de valoarea coeficienților de trecere
c, adicã:
A
s = c ⋅ Su [m2] (12.33)
440
în care: Su este suprafața ocupatã de mobilier, utilaje și mașinile în
reparație. Suprafața secțiilor de demontare și montare S
dm se poate calcula pe
baza suprafeței specifice necesarã pentru fiecare marcã de utilaj care se aflã
în aceste secții, folosind relația:
Sdm = Sut F [m2] (12.34)
în care: S
ut este suprafața specificã ocupatã de un utilaj aflat în reparație
în secția de montare, m2;
F frontul de repa rație al utilajelor.
Pentru stabilirea suprafeței secțiilor, valorile sp, sm și c sunt indicate
în tabelul 12.1.
Tabelul 12.1. Valorile indicilor s
p, sm și c pentru diferite secții din
atelier
Nr.
crt. Denumirea secției Suprafața
specificã pentru un post de lucru s
p, m2 Suprafața specificã pentru un muncitor productiv s
m, m2 Coeficient de trecere, c
1.
2.
3. 4. 5. 6. 7.
8.
9. 10. 11. 12. 13. Spãlare exterioarã
Demontare
Spãlare piese Triere-completare Reparare motor Rodaj Echipament electric
Sistemul de alimentare
Montaj general Vopsire Vulcanizare Forje, sudurã Mașini unelte 30-40
60-70
30-40 15-20 40-50 30-40 10-15
15-20
60-70 30-40 10-15 20-25 10-15 30-40
20-30
30-40 15-20 20-30 20-30 10-15
15-20
20-30 30-40 10-15 15-20 10-15 3,5-4,0
4,0-4,5
3,0-3,5 3,0-3,5 4,0-4,5 4,0-4,5 3,5-4,0
3,5-4,0
4,0-4,5 4,0-4,5 3,0-3,5 5,0-5,5 3,0-3,5
441 La montarea staționarã a produs elor voluminoase care nu pot fi
fixate pe bacuri de lucru, suprafața un itarã S a postului de lucru se compune
din elementele indicate în fig. 12.4, adicã:
Fig. 12.4. Suprafața unui post de lucru
S = S1 + S2 + S3 + S4
unde: S1 este proiecția pe orizontalã a produsului;
S2 suprafața minimã necesarã pentru lucru;
S3 suprafața minimã necesarã pentru depozitarea subansamblelor
care urmeazã sã fie montate și eventualele bancuri de lucru
necesare pentru deservirea postului respectiv;
S4 suprafețele pierdute din cauza formei produsului.
12.3. Elemente auxiliare de proiectare
12.3.1. Abur tehnologic și apã caldã
Aburul tehnologic se utilizeazã la încãlzirea amestecurilor lichide și se consumã 1,6 1,9 N (0,16 0,19 kg) de abur cu presiunea de 15 · 10
5
N/m2 (1,5 daN/cm2) pentru fiecare litru de lichid consumat pe orã. La
încãlzirea camerelor de uscare pe o tonã de dispozitive de transport și de
piese ce trebuie încãlzite la 373 283oK (100 110oC), consumul mediu de
abur cu presiunea de (3…4) ⋅ 105 N/m2 se ia de 800…100 N/h pentru
uscãtoarele cu transportor. Apa consumatã anual Q
s pentru prepararea lichidelor de rãcire-
utilizare la așchierea metalelo r se determinã cu relația:
442
sf nqQms ms ms a
s ⋅⋅ ⋅⋅=1000η [m3] (12.35)
în care: qa este consumul de apã la o mașinã -unealtã instalatã și se ia 0,6
l/h ; n
mș numãrul de mașini-unelte;
fmș fondul de timp anual al ma șinilor-unelte pentru un schimb,
în ore;
s num ãrul de schimburi de lucru;
mș coeficientul de folosire al timpului de cãtre mașina-unealtã.
Necesarul de apã caldã Q pentru spãlarea exterioarã a mașinilor se calculeazã cu relația:
Q = q
⋅ N [dm3] (12.36)
în care : q este norma de apã, în dm3/mașinã;
N numãrul de mașini car e se reparã (în special iarna).
La spãlarea pieselor în bãi cu capacita tea de 1,5…2,5 m3, consumul
mediu de apã este de 10 13 l/h iar la mașinile de spãlat piese 0,12 0,15
m3/h pentru o tonã piese spãlate.
Camerele de vopsire prin pulverizare sunt prevãzute cu filtre hidraulice care consumã 0,01…0,02 m
3 apã la 1 m3 din volumul camerei de
pulverizare. 12.3.2. Încãlzirea în treprinderilor
Pierderile de cãldurã q
o prin una din suprafețele care limiteazã o
încãpere se calculeazã cu relația:
q
o = K · s (ti te) [kcal/h] (12.37)
în care: K este coeficientul de transmitere a cãldurii, în kcal/m
2h grad;
S suprafața elementului de construcție considerat, în m2;
ti temperatura interioarã;
te temperatura exterioarã.
Cantitatea de cãldurã care se pier de în timp de o orã prin toate
suprafețele ce mãrgines c încãperea, va fi:
443 ∑=
io o q Q
las care se aplicã adaosuri uzuale care țin de Aî întreruperea funcționãrii;
Ae egalizarea temperaturii suprafețelor exterioare; Ao orientarea
încãperii; Av acțiunea vântului: Aceste adao suri se exprimã în procente
fațã de Qo, iar pierderea totalã de cãldurã se calculeazã cu relația:
+ + ++ =1001v o c i
o hA A A AQ Q (12.38)
Tabelul 12.2. Valorile coeficienților K de transmisie a cãldurii
pentru unele elemente de construcție
Felul elementului de construcție K, Kcal/m2h grad
Uși exterioare simple din oțel
Ferestre exterioare simple din oțel
Ferestre exterioare simple din lemn Ferestre exterioa re duble din oțel
Ferestre exterioa re duble din lemn
Luminator exterior simplu
Luminator exterior dublu Pereți exteriori de cãrãmidã, tencuiți pe ambele fețe,
cu grosimea de 12,5 cm, 25 cm, 37,5 cm Pereți exteriori din beton te ncuiți pe ambele fețe cu
grosimea de 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm, 37,5 cm Planșee de beton armat netezite cu mortar de ciment
cu grosimea betonului de 7,5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm
Pardosealã așezatã direct pe pãmânt
– beton – de asfalt pe beton – de scânduri de 3,5 cm pe beton – de calupuri de lemn pe beton 6,5
6,5 6,0 3,3 2,8
6,5
3,0 2,53, 1,77, 1,38 2,70, 2,40, 2,20 2,0, 1,78
3,0, 2,8, 2,4, 2,2
2,0 1,90 1,30 1,10
Instalația de încãlzire a întrep rinderii trebuie sã furnizeze cantitatea
de cãldurã orarã:
Q = Q
b – Qd [Kcal/h] (12.39)
444în care: Qb este pierderea de cãldurã in suprafețele exterioare;
Qd degajãrile termice provocate de cuptoarele de tratamente
termice, motoarele electrice, motoar ele care se rodeazã etc.
Cantitatea de combustibil consumat pe orã se determinã cu relația:
η⋅=
ihHQC [N/h sau m3/h] (12.40)
în care: Q este debitul de cãldurã necesar, în Kcal/h;
Hi puterea calorificã interioarã a combustibilului folosit, în
Kcal/N;
randamentul inst alației de ardere.
Consumul lunar mediu de com bustibil se stabilește cu relația:
ηi e iz h me i
HttNnttQC) () (10,1
1−⋅ −= [N/lunã] (12.41)
în care: 1,10 este coeficientul de majorare pentru pierderile prin
conducție; n
h și Nz numãr de ore pe zi și respectiv numãr de zile pe lunã
cât funcționeazã instalația; t
me temperatura medie exterioarã în perioada de încãlzire.
Suprafața corpurilor de încãlzire Scî, se stabilește cu relația:
) (i mcittKQS−= [m2] (12.42)
în care: K este coeficientul de transmitere a cãldurii de la fluidul
termogen la aerul din încãpere, în Kcal/m2h grad:
tm temperatura medie a fluidului încãlzitor.
12.3.3. Energia electricã (forțã și iluminat)
Energia electricã W consumatã anua l pentru procesul de producție
se determinã cu relația:
f rs mu s a i K KnfPWηη⋅⋅ ⋅⋅⋅= [KWh] (12.43)
445
în care Pi este puterea instalatã a atelierului, în kW;
fa fondul de timp anual al ate lierului pe un schimb, în ore;
ns numãrul de schimburi;
Kmu coeficientul de încãrcar e al mașinilor-unelte, 0,8;
Ks coeficientul de simu ltaneitate în funcționarea mașinilor-
unelte: 0,5…0.7;
r randamentul rețelei: 0,95;
f coeficient de folosire al motoarelor electrice: 0,87…0,92.
Alimentarea cu energie electricã a întreprinderilor de reparații se
realizeazã de la sistemul energetic folosindu-se tensiunea de 380/220 V și
curentul alternativ trifazat de 50 Hz.
La calculul iluminatului artificial se determinã numãrul de corpuri
de iluminat folosind metoda factorului u de utilizare. Valorile factorilor
de utilizare se dau în tabele fiind calculate în funcție de urmãtorii
parametrii: sistemul de iluminare adoptat (direct, semidirect, mixt, indirect
și difuz), indicele încãperii i și factorii fotometrici de reflexie ai tavanului
t și ai pereților p. Factorul de utilizare la exploatarea normalã cuprinde
și influența gradului de depreciere nor mal al instalației (depunerea prafului,
scãderea fluxului luminos al lãmpilor).
Indicele încãperii se calculeazã cu relația:
ihl Li8,0 2,0 += (12.44)
în care: L este lungimea încãperii; l lãțimea încãperii; h
i înãlțimea de suspendare a corpurilor de iluminat deasupra
suprafeței de utilizare.
Fluxul luminos util φu, ce trebuie sã cadã pe suprafața de utilizare se
stabilește cu relația:
φu = Em ⋅ Sp [lm] (12.45)
în care: Em este iluminarea medie necesarã pe planul de lucru, în lx;
Sp suprafața pardosel ei secției, în m2.
Valoarea iluminãrii medie necesare Em este în funcție de lucrãrile
care se executã la secție și se indicã în tabelul 12.3.
446 Numãrul de corpuri de iluminat necesare iluminãrii se stabilește cu
relația:
mp
uuESnφη⋅=⋅ (12.46)
în care: φu este fluxul luminos produs de o sursã de luminã, în lm.
În tabelul 12.4 se indicã fluxul luminos emis de un corp de
iluminat.
Tabelul 12.3. Norma de iluminare artificialã pentru secțiile
atelierului
Denumirea secției Iluminarea medie
necesarã E
m, lx
Spãlare exterioarã. Degresare Demontare Triere-completare Repararea motorului. Montarea
Rodaj. Vopsire
Repararea echipamentului electric Repararea aparaturii de alimentare Lãcãtușerie, mecanic Forjã. Depuneri galvanice. Sudurã Vulcanizare. Acumulatori 20-30
50 75 50
50-75
100
100-150
75-150
50-60 50-75
Tabelul 12.4. Caracteristicile tuburilor fluorescente alimentate cu
tensiune norm alã de 220 V
Fluxul luminos nominal, lm
Culoare Tip Puterea
nomina-
lã, W BI CB CC CD FE
Cu stator
Cu stator
Fãrã stator PF 20W
PF 40W
PF 65W
PFS 40 W 20
40
65
40 1080
2800
4400
2800 750
1800
3000
1880 1080
2800
4400
2800 700
1750
2800
1750 820
2120
3300
2120
447 12.3.4. Aer comprimat
Aerul comprimat are multiple în trebuințãri. Consumul mediu
teoretic de aer comprimat pentru un utilaj se calculeazã cu relațiile:
Qmed = Qcons ⋅ Ku [m3/h] (12.47)
în care: Qcons este consumul de aer pe orã când se lucreazã continuu, în
m3/utilaj;
Ku coeficient de folosire al utilajului.
Deoarece existã pierderi, cons umul mediu real total se ia:
∑=med r Q Q 5,1 [m3/h]
iar consumul maxim orar se considerã:
Q
max = 1,3 Qr [m3/h]
La determinarea consumului de aer comprimat se pot considera
urmãtoarele valori:
a. la curãțirea mașinilor se ia 5…10% din numãrul total de mașini-
unelte și se considerã un consum mediu pe fiecare mașinã de 0,73…1,0 m3/h
aer comprimat la presiunea de 3 ⋅105 N/m2.
b. la suflarea pieselor dupã suflar ea în bãi și la montaj, presiunea
aerului și consumului sunt aceleași;
c. dispozitivele de strângere pneumatice se considerã cã se folosesc
la 3…5% din numãrul total de mașini -unelte, având un c onsum mediu pe o
mașinã de 0,1 m3/h, presiunea aerului comprimat fiind de (6…7) ⋅105 N/m2;
d. la sculele pneumatice se cons iderã gradul de utilizare 20…50% și
un consum mediu de 2,5…4,5 m3/h de aer comprimat cu presiunea de
(5…6) ⋅105 N/m2 pentru fiecare sculã racordatã;
e. la aparatele de ridicat pneumatice cu capacitate de ridicare de
1700…17000 N, necesarul de aer comp rimat cu presiunea de (3…6) ⋅105
N/m2 se poate lua 0,07…0,4 m3 la fiecare cursã;
f. la pulverizatoarele de vopsel e presiunea aerului este de (3…6) ⋅105
N/m2 în funcție de tipul pulverizator ului, iar consumul mediu de aer
comprimat se poate lua 2,0 m3/h.
La calcularea compresorului, ra ndamentul volumetric se ia de
75…90%.
448 12.3.5. Ventilația în întreprinderi
Ventilația trebuie sã protejeze oame nii de acțiunile prafului, cãldurii
degajate de mașini și cuptoare și de infl uența gazelor nocive.
Cantitatea de cãldurã degajatã de motoarele electrice care
antreneazã mașinile se stabilește cu relația:
Q = C
1 ⋅ C2 ⋅ C3 ⋅ 860 N(1- η) [Kcal/h] (12.48)
în care: C
1 este coeficientul de simultane itate în funcționare motoarelor;
C2 gradul de încãrcare al motoarelor;
C3 coeficientul de utilizare al puterii instantanee;
N puterea instalatã a motoar elor într-o încãpere, în kW;
η – randamentul motoarelor, produsul C1 C2 C3 se poate lua 0,25
pentru atelierele mecanice. Cãldura cedatã de motoare la r odaj reprezintã aproximativ 20% din
cãldura produsã prin arde rea combustibilului cons umat de motor. La
cuptoarele de tratamente termi ce degajãrile de cãldurã reprezintã
aproximativ 30-35% din cãldura dezvolta tã de combustibilul consumat. În
forjele de fierãrie se pierde în at elier 15-20% din cãldura produsã, iar la un
cuptor de petrol sau gaze, pierderea este de 30-45%.
Cãldura degajatã de cuptoarele electrice se calculeazã cu relația:
Q = 860
⋅ a ⋅ N [kcal/h] (12.49)
în care: a este coeficientul de transf ormare a energiei electrice în cãldurã
degajatã care se cedeazã mediului ambiant, a = 0,35…0,40;
N puterea instalatã a cuptoarelor, în kW.
Cantitatea de cãldurã care pãtrunde pr in ferestre datoritã radiației
solare se calculeazã cu relația:
Q
s = If ⋅ Sp ⋅ α1 ⋅ α2 ⋅ α3 [kcal/h] (12.50)
în care: I
f este radiația care cade asupra ferestrei, în kcal/h;
Sf suprafața ferestrelor, în m2;
α1 coeficient de permeabilitate a radiației prin sticlã;
α2 coeficient de permeabilitate a ra diației prin tocul ferestrelor;
α3 coeficient de permeabilitate a radiației prin sticlã murdarã.
449Cantitatea de aer Ca necesarã în timpul ve ntilației prin eliminarea
excesului de cãldurã se stabilește cu relația:
) (intr evp d
at tcQ QC−−= [N/h] (12.51)
în care. Qd este cãldura totalã degajatã de surse, kcal/h;
Qp pierderea totalã de cãldurã a încãperii, Kcal/h;
tev și tintr temperatura de evacuare și de intrare a aerului în și din
încãpere, în grade. Numãrul de schimburi de aer pe orã va fi:
VCn
sa
⋅=γ [schimburi/an] (12.52)
unde: γs este temperatura specificã a aerului la temperatura de intrare, în
N/m3;
V volumul atelierulu i sau secției, în m3.
Valorile orientative ale indicel ui n, sunt date în tabelul 12.5.
Tabelul 12.5. Valori orientative ale num ãrului de schimburi de
aer pe orã
Secțiile Nr. de schimburi
pe orã, n
Spãlare exterioarã. Demontare. Completare.
repararea motorului. Mont area. Repararea aparaturii
de alimentare. Repararea echipamentului electric.
Tâmplãrie Mecanicã. Lãcãtușerie Depuneri galvanice. Degresare. Tinichigerie.
Radiatoare
Forje. tratamente termice. Sudurã Acumulatoare
1,5…2
2…3
3…4
4…6
6…10
Instalația folositã la ventilația localã trebuie sã asigure aspirarea
cantitãții de aer indicate în tabelul 12.6.
450Tabelul 12.6. Cantitatea de aer aspiratã de instalațiile pentru
ventilație localã
Denumirea utilajului prevãzut cu ve ntilație localã Cantitatea de aer
aspirat, m3/h⋅m2
Baie pentru degresare chimicã
Baie pentru degresare electroliticã și cositorire Baie pentru cuprare, decapare și nichelare Baie pentru cromare Baie pentru spãlarea pieselor în apã caldã, dupã acoperirea electroliticã
Camere de vopsire cu volumul:
– pânã la 1 m
3
– de la 2 pânã la 5 m3
– de la 5 la 10 m3
– de la 10 la 20 m3
– peste 20 m3 2000
3000 2500 6000 1500
3000 1800 1500 1200 900
Fig. 12.5. Schema gospodãriei de carb uranți și lubrifianți
45112.3.6. Carburanți și lubrifianți
Gospodãria de carburanți și lubrifianți cuprinde totalitatea
instalațiilor folosite la alimentarea cu carburanți și lubrifianți a utilajelor și
mașinilor reparate, în curs de rodaj, parcului auto și a celorlalte locuri de
muncã. În fig. 12.5 se indicã schema de principiu a gospodãriei de
carburanți și lubrifianți.
Depozitul de carburanți și lubrifia nți se diminueazã astfel încât
capacitatea de depozitare sã asigure consumul a 20-25 zile lucrãtoare.
Uleiul care a fost folosit în roda j se recondiționeazã prin decantare
și filtrare și apoi se amestecã cu ulei nou în proporție de 40%.
La amplasarea depozitelor de combustibili se vor respecta normele
PSI.
12.3.7. Gospodãrirea sculel or, dispozitivelor și verificatoarelor
Necesarul de scule tãietoare se planificã în funcție de volumul de
lucrãri. Cunoscând timpul T, cât se lucr eazã la reparații cu un tip de sculã în
decursul anului și durata totalã d
t a unei scule, numãrul de scule Ns de
același tip, necesar pe an, este dat de relația:
Ns = T ⋅ dt [buc] (12.53)
Valoarea dispozitivelor se exprimã în procente din costul total al
sculelor și verificatoarelor pentru a se determina cu aproximație cantitatea
necesarã anual.
Consumul anual de verificatoare pentru lucrãrile de reparații se
poate stabili în funcție de urmãtoarel e elemente: numãrul de mãsurãtori
efectuate în timpul reparației unei ma șini, numãrul de reparații executate
anual; numãrul de mãsurãtori care se pot face cu un anumit verificator pânã
la uzarea completã. Depozitarea sculelor și dispozitivelor se va face în magazie, pe
rafturi, așezând dispozitivele în compartime ntele de jos și sculele în cele de
sus.
Sculele se grupeazã în funcție de mașina-unealtã sau se aranjeazã
dupã tipul constructiv.
452 Instrumentele de mãsurã și calibrare se pãstreazã în cutiile lor.
Sculele, dispozitivele și verificatoare le utilizate continuu sunt luate în
primire de muncitorul care le folosește în permanențã. Sculele folosite o
perioadã mai scurtã de timp, se elib ereazã muncitorilor pe bazã de registru
de evidențã, bon sau marcã. Ascuțirea scul elor se face în secția mecanicã de
cãtre muncitori specializați.
12.3.8. Gospodãrirea materialelor și a pieselor de schimb
Necesarul de materiale pentru reparații se stabilește prin calcule analitice în funcție de numãrul, tipul mașinilor și utilajelor planificate
pentru reparare și de normele de consum pentru materiale.
Cantitatea necesarã de piese de schimb se calculeazã la întocmirea
planului de aprovizionare, în funcție de prevederile normativelor pentru
consum de piese de schimb.
Materialele și piesele de schimb sunt recepționate calitativ și cantitativ și apoi se depoziteazã astfel încât sã se asigure o manevrare
ulterioarã, comodã și rapidã iar spațiu l necesar magaziei sã fie folosit cât
mai rațional. Materialele și piesele de schimb trebuie pãstrate în condiții normale
de temperaturã și umiditate, ferite de prezența gazelor dãunãtoare și
diverselor sãruri, acizi sau baze. Piesele din oțel cu suprafețe șlefuite se ung cu vaselinã tehnicã
neutrã și se î nvelesc în hârtie impermeabilã.
12.3.9. Transportul interior
Transportul interior deservește mașinile-unelte, posturile de lucru,
bancurile de montaj, încãperile secțiilor, magazia.
Transportul cel mai comod se f ace cu electrocare care au capacitatea
de 0,75…1 t, sunt cu platforme ridicabile și cu viteze de deplasare de 6…12
km/h. Drumul parcurs de cãrucioare corespunde cu una din schemele de
circulație a pieselor, materialelor și agregatelor în timpul reparãrii
mașinilor, indicate în fig. 12.6.
453
Fig. 12.6. Scheme de circulație în procesul de reparație : a-
longitudinalã pe douã linii; b-în unghi drep t; c-în U, d-în V; e-în furcã
simplã; f-sub formã de V
Macaralele rotative se utilizeazã ca mijloace locale de ridicat,
deservind un anumit post de lucru. Podurile rulante electrice sunt însã
mijloace de ridicare și transport la înãlțime cele mai rãspândite. Transportoarele cu cãrucioare suspendate și transportoarele cu role sunt
utilizate de cãtre unele în treprinderi de reparație.
Pentru desfãșurarea normalã a pr ocesului tehnologic și respectarea
regulilor de protecție a muncii, cãile de circulație, în special în secțiile de
montare a tractorului, trebuie sã aibã o lãțime de aproximativ 3 m, iar
trecerea între stelaje și utilaje de 1,5 m.
454Capitolul 13
ORGANIZAREA CONTROLULUI TEHNIC
Controlul tehnic are ca scop asigurarea calitãții reparațiilor și evitarea rebuturilor. Din punct de vede re al organizãrii, controlul tehnic
poate fi dependent, se miindependent sau inde pendent în producție.
Controlul dependent de producție este executat de persoanele
subordonate administrativ mais trului, șefului de secție sau șefului de atelier.
La controlul semiindependent apar atul de control este subordonat
conducerii întreprinderii, iar contro lul independent de producție este
asigurat de organele ierarhic superioare.
Obiectivele controlului sunt prev ãzute în tehnologia de reparare a
utilajelor. Controlul poate fi continuu sau pe loturi; staționar sau volant; pe
operații sau grupe de operații; inițial, in termediar sau final. Metodele de
control sunt vizuale, dimensionale , calitative, de încercare sau fizice.
Secția de control și triere se amplaseazã în vecinãtatea secției de spãlare a pieselor și trebuie sã fie dotatã cu sculele, instrumentele și mijloacele de mãsurare necesare, sã fie bine iluminatã iar încãlzirea ei sã
asigure o temperaturã constantã de 20
oC.
La lucrãrile de reparații executate în ateliere specializate, controlul
dependent de producție este asigurat de șeful sectorului reparații, șeful de
atelier și muncitorii calificați din atelier. ăeful sectorului reparații conduce di rect activitatea de întreținere și
reparare a parcului de ma șini și utilaje, verificã și determinã starea tehnicã a
utilajelor, combinelor și a altor mașini complexe înainte de a fi introduse în
reparație, stabilește gradul reparației necesare, ia mãsuri pentru aplicarea
normativelor, tehnologiilor de reparație executate.
ăeful atelierului mecanic este subordonat șefului sectorului reparații și are în subordine directã întregul personal de atelier. ăeful de atelier
întocmește fișele de constatare genera lã asupra fiecãrui utilaj care intrã în
reparație, executã constatarea tehnicã asupra pieselor și subansamblurilor
demontate de la mașini și utilaje și stabilește piesele bune, recondiționabile
și care se înlocuiesc cu altele noi. Pe baza constatãrii detaliate întocmește
devizul de reparații iar la terminarea lucrãrii încheie procesul-verbal de
reparație. În întreprinderile de reparații cont rolul tehnic ia parte la constatarea
generalã și detaliatã a motoarelor și utilajelor introduse în reparație, verificã
dacã stocarea motoarelor de schimb se face în conformitate cu instrucțiunile
în vigoare și analizeazã reclamațiile beneficiarilor privind calitatea reparației, recondiționãrilor sau produselor executate de unitate.
455Capitolul 14
ASPECTE TEHNICO-ECONOMICE ALE
LUCRÃRILOR DE REPARAȚII
14.1. Considerații generale
Rolul tehnico-economic al lucrãr ilor de reparații este de a mãri
perioada de serviciu a mașinilor și utilajelor. La analiza tehnico-economicã a în treprinderilor de reparații trebuie
cunoscute cheltuielile de investiții în mijloace de bazã, întreținere și
funcționale. Realizarea reparațiilor de ca litate este asiguratã prin existența
clãdirilor și dotarea întreprinderilor cu utilaje, dispozitive, scule și
instrumente.
14.2. Calculul prețului de cost al reparațiilor
Prețul de cost Pc al reparației unei mașini se exprimã prin relația:
pin d
cNC CP+= (14.1)
unde: Cd sunt cheltuielile directe;
Cin cheltuieli indirecte;
Np – norma de producție.
Cheltuielile directe se stabilesc cu relația:
Cd = Sm + Cps + Cm (14.2)
unde: Sm este salariul muncitorului direct productiv;
Cps costul pieselor de schimb;
Cm costul materialelor care nu au caracter comun.
Salariul muncitorului direct pr oductiv se stabilește cu relația:
Sm = NT ⋅ So ⋅ K (14.3)
unde: N este norma de timp pe ntru repararea unei mașini sau a unui
agregat, în ore; S
o salariul mediu tarifar orar;
K coeficientul ce car acterizeazã adaosurile la salariul pentru
depãșiri de normã sau lucrãri în situații speciale.
456 Cheltuielile indirecte nu pot fi stab ilite pentru o singurã mașinã și de
aceea se repartizeazã la întregul volum de lucrãri. Aceste lucrãri sunt
determinate de organizarea producției în secții și în conducerea și deservirea
întreprinderii de reparații, adicã:
Cin = Cc + Cg (14.4)
în care: Cin sunt cheltuielile indirecte și se calculeazã pe o perioadã de un an
și poartã denumirea de cheltuieli de regi e ale întreprinderii. Valoarea lor se
stabilește din relația:
%100
din
rCCK= (14.5)
Valoarea coeficientului cheltuielilor de regie Kr depinde de sarcina
de producție, productivitatea muncii și gr adul de dotare a atelierului sau
întreprinderii de reparații.
14.3. Cãile de reducere a prețului de cost al
reparațiilor
La realizarea reducerii prețului de cost contribuie micșorarea
cheltuielilor indirecte, mãrirea productivitãții muncii și executarea
reparațiilor de calitate.
Reducerea prețului de cost al reparațiilor se poate obține prin:
aplicarea procedeelor de recondiționare moderne și productive; creșterea
sortimentului de piese recondiționate ; micșorarea numãrului rebuturilor în
timpul demontãrii; reducerea consumului de piese de schimb și materiale;
introducerea de utilaje și dispozitiv e de productivitate mare; îmbunãtãțirea
calitãții reparațiilor etc.
La realizarea reducerii prețului de cost contribuie micșorarea
cheltuielilor indirecte, mãrirea productivitãții muncii și executarea
reparațiilor de calitate.
457 Reducerea prețului de cost al reparațiilor se poate obține prin:
aplicarea procedeelor de recondiționare moderne și productive; creșterea
sortimentului de piese recondiționate , micșorarea numãrului rebuturilor în
timpul demontãrii; reducerea consumului de piese de schimb și materiale;
introducerea de utilaje și dispozitiv e de productivitate mare; îmbunãtãțirea
calitãții reparațiilor etc.
14.4. Indicii tehnico-economici ai unitãților de
reparații
Indicii tehnico-economici genera li ai unitãților de reparații sunt:
sarcina de lucru exprimatã în numãr de reparații conve nționale; producția
valoricã anualã; suprafața totalã și productivã a întreprinderii; suprafața
clãditã inclusiv drumurile de acces ; volumul clãdirilor, numãrul de
muncitori direct productivi; numãrul de salariați; numãrul și valoarea
utilajului; puterea instalatã a electromo toarelor; cheltuieli generale ale
întreprinderii. Indicii tehnico-economici specifici sunt urmãtorii: producția anualã
raportatã la un muncitor produc tiv, la un salariat, la un m
2 din suprafața
totalã și productivã și la o mașinã-un ealtã; valoarea utilajului raportatã la un
muncitor productiv; volumul mediu de muncã pentru reparație
convenționalã; puterea instalatã raportatã la o reparație c onvenționalã, la un
salariat și la un muncitor productiv; coef icienții de utilizare a terenului și a
suprafeței productive etc. Indicii tehnico-economici obți nuți prin calcul în cazul unei
întreprinderi analizate, se comparã cu valorile din proiectele tip întocmite
pentru întreprinderi similare.
14.5. Organizarea bazei tehnico-materiale în
întreprinderile de reparații
Procesul de reparație se poate calcula dupã ritmul calculat atunci
când baza tehnico-materialã a întrepri nderii este bine organizatã. De aceea
asigurarea cantitãții necesare de standur i pentru verificare și reglare,
dispozitive, instrumente de mãsurã și c ontrol, scule și materiale auxiliare, se
face pe bazã de calcule, ținându-se totodatã seama și de datele statistice rezultate din activitatea ante rioarã a întreprinderii.
458 Din totalul cheltuielilor efectuate în procesul de reparație, un
procent ridicat îl reprezintã valoarea pi eselor de schimb al materialelor.
Pentru fiecare tip de mașinã sunt el aborate normative care prevãd consumul
anual de piese de schimb pentru 100 mașini. Aceste normative indicã stocul
minim de materiale și piese ce trebuie sã existe în întreprindere.
14.6. Eficiența economicã a reparațiilor
Eficiența executãrii reparațiilor la mașini se stabilește prin
compararea indicilor economici care se obțin cu mașina la care urmeazã sã
se execute reparația capitalã, fațã de aceea a mașinii noi. Pentru efectuarea acestei operații se folosesc urmãtoarele notații: C
r1 costul reparației
mașinii în momentul aprecierii gradului de uzare; Cî1 și Cîo cheltuieli de
întreținere în exploatarea pe unitatea de producție la mași na de construcție
nouã respectiv veche, unde Cî1 <Cîo; V1 valoarea mașinii noi în momentul
aprecierii gradului de uzare a unei mașini de același tip; w1 și w2
productivitatea mașinii de același tip de construcție nouã, respectiv veche
unde w1> wo.
Indicii Ko și K1 reprezintã valoarea prețului de cost pentru o unitate
de produs realizat.
Mașina este uzatã total atunci când este îndeplinitã egalitatea:
11 1 1
wCV
wCCi
oio r ⋅=⋅ (14.6)
dacã:
ioi o
rCC
wwV C1
11 1 ⋅ < (14.7)
iar: Ko>K (14.8)
Eficiența investiției executate prin înlocuirea mașin ii în comparație
cu repararea ei constituie criteriul care stabilește oportunitatea reparației
mașinii analizate. Termenul de recuperare t
r a investiției suplimentare se exprimã prin
relația:
459
11
11
K KwC
wV
t
oor
r−−
= (14.9)
Reparația capitalã este eficientã atunci când tr > to unde termenul to
este termenul norma t de recuperare.
460Capitolul 15
TEHNICA SECURITÃȚII MUNCII ÎN TIMPUL
LUCRÃRILOR DE REPARAȚII
15.1. Considerații generale
În întreprinderile industriei constr uctoare de mașini, la lucrãrile de
reparare este antrenat un numãr consid erabil de lucrãtori ai secțiilor de bazã
și celor auxiliare. Pentru asigurar ea condițiilor normale de lucru a acestor
lucrãtori o mare importanțã are pregã tirea corectã și organizarea perfectã a
lucrãrilor de reparare. S-a constatat, cã în unele ramuri ale industriei
alimentare accidentele de muncã ale m uncitorilor reparatori ajung la 25%
din numãrul general al accidentelor de muncã.
Lucrãrile de reparații, în afar ã de operațiile cunoscute, ca cele de
sudurã, de lãcãtușerie, de strungãrie, de gãurire, conțin și alte lucrãri
specifice. În conformitate cu aceasta , mãsurile ce asigurã efectuarea
lucrãrilor de reparații în siguranțã, sunt foarte diferite și depind de modul, în
care se petrece operația concretã de re parație. Cele mai importante mãsuri
pentru realizarea reparației utilajulu i în siguranțã, pot fi grupate în
urmãtoarele patru categorii: 1. mãsuri organizatorice pentru ef ectuarea procesului de reparare;
2. mãsuri de securitate la preg ãtirea utilajului pentru reparație;
3. cerințele tehnicii securitãții la lu crul cu utilajele și dispozitivele
de reparații (instalații de ridicare, utilaje de sudare mobile ș.a.);
4. tehnica securitãții la reparația utilajului specific.
Pentru respectarea regulilor tehnicii securitãții la repararea
utilajului, o mare importanțã are efect uarea lucrãrilor de reparație conform
graficului preventiv elaborat. La alcãt uirea graficului de întreruperi în
funcționare este necesar de a lua în considerație factorii care influențeazã
asupra securitãții funcționãrii lor, și a nume sarcina și volumul de muncã, a
unitãților conexe ale utilajului; sarcina și ritmul lucrului întregii secții,
sectorului, personalului, posibilitatea numirii pentru efectuarea reparației a
specialiștilor, cu calificarea corespun zãtoare complexitãții utilajului și a
tipului de reparație, asigurarea lucrãr ilor de reparație cu dispozitive de
protecție suplimentare.
Din acest punct de vedere, cel mai c onvenabil termen de desfãșurare
a reparațiilor utilajului întreprinderilor industriei alimentare este perioada
461dintre sezoane. Pentru asigurarea aces tor condiții, graficul lucrãrilor de
reparare se aprobã de șefii halelor și sectoarelor respective.
Un rol important în organizarea desf ãșurãrii în siguranțã a lucrãrilor
de reparație îl joacã urmãtoarele mãsuri: asigurarea locului respectiv pentru
amplasarea elementelor scoase de la utilaj și pentru așezarea pieselor și
materialelor pentru reparație astf el ca sã nu aparã condiții de lucru
periculoase și incomode, strângerea la timp a deșeurilor, prafului, resturilor
de produse.
Lucrãrile de reparație se încep și se desfãșoarã numai cu aprobarea
șefului secției și sub conducerea sau în prezența lui.
La începutul lucrãrilor de reparație se efectueazã cu toți lucrãtorii,
instructajul de protecția muncii. Re pararea utilajului începe numai dupã
deconectarea completã de la sursel e care ar putea sã-l punã în mișcare,
aplicarea tãblițelor avertizoare cu urmã torul text: Nu conectați, se fac
lucrãri de reparație!.
Când se deconecteazã utilajul de la c onductele de apã, de vapori, de
produs, în afarã de închiderea sistem elor de alocare (ventile, robinete,
supape) și aplicarea pe ele a tãblițelor avertizoare, este necesar de montat
dopuri de siguranțã la capetele îmbinãr ilor cu flanșã. Dopurile instalate,
trebuie sã corespundã standardului, sã fie alese, ținând cont de capacitãțile
corecte și tensiunea mediului trans portat și strict dupã dimensiunile
flanșelor. Dopurile trebuie sã aibã un capãt, ce va fi în afara flanșelor,
colorat în culoarea roșu aprins.
Dopurile se numeroteazã, iar locurile instalãrii lor se înregistreazã
într-un registru special.
Scoaterea dopurilor se înregistr eazã în documente de evidențã,
întrucât un dop nescos poate sã producã accident. Instalarea și scoaterea dopurilor se petrece sub conducerea persoanei responsabile pentru efectuarea lucrãrilor de reparare.
Utilajul ce se reparã este necesar sã fie îngrãdit fațã de cel ce
funcționeazã, prin scuturi. Plafoanele , golurile în acoperișuri în timpul
reparației se închid, iar dacã prin el e trebuie de ridicat sau de coborât
utilajul sau alte materiale, ele trebuie sã fie îngrãdite cu bare de înãlțimea de
1 m, colorate în culoare galbenã cu dungi roșii. Locul unde se petrece
reparația este necesar de asigurat cu iluminat local și general satisfãcãtor.
Utilajele din industria alimentar ã pentru prelucrarea strugurilor,
fructelor și legumelor, ca zdrobitoare, scurgãtoare, prese, extractoare, utilaj
de fermentație, au înãlțimea destul de mare (pânã la 5-6 m), de aceea pentru
efectuarea reparației lor e necesar de a construi treceri speciale sau de a
462folosi scãri și terase mobile. În legã turã cu aceasta o însemnãtate deosebitã
capãtã organizarea securitãții lucrului la înãlțime (mai mult de 1,5 m).
Cerințele suplimentare la lucru la înãlțime sunt urmãtoarele: 1. Lucrãtorii trebuie sã aibã poziție de lucru corespunzãtoare pentru
a efectua lucrãri de calitate. În caz de necesitate se iau mãsuri suplimentare
pentru asigurarea securitãții lucr ãtorilor care lucreazã la înãlțime.
2.Scãrile mobile trebuie sã fie de lungime de cel mult 5 m, lãțime de
maximum 400 mm, distanța între el e de pânã la 300 mm, unghiul de
înclinație fațã de orizontalã cel mult 60
o. Capetele de jos ale scãrilor sunt
prevãzute cu capete de metal ascu țite, sau cu manșoane de cauciuc.
3. La executarea lucrãrilor la în ãlțime (1,5 m) pot exista zone
periculoase. Pânã la începutul lu crãrilor de reparație este necesarã
pregãtirea minuțioasã a u tilajului tehnologic și auxiliar a conductelor și
comunicațiilor. Pentru aceasta, utilajul conform dispoziției în scris și în
succesiunea stabilitã de șeful secției (schimbului), trebuie sã fie oprit, complet eliberat de produs, curãțit de rã mãșițe și murdãrie, spãlat cu vapori
și apã, și, dacã e nevoie, de ventilat și suflat cu gaz inert. Durata și ordinea
executãrii acestor operații se prevãd în instrucțiunile de producție.
Înainte de a începe lucrãrile de re parație personalul de schimb al
secției controleazã starea de funcționare a utilajului de stingere a incendiilor, a instalațiilor de ven tilație, prezența și starea mijloacelor
individuale de protecție.
La efectuarea lucrãrilor de repara ție în încãperile unde e posibilã
existența gazelor toxice explozibile, înainte de a începe lucrul, se face
analiza mediului ambiant.
Pânã la începerea lucrãrilor de repa rație toate motoarele electrice se
deconecteazã de la mecanismele în mișcar e și de la rețeaua electricã, iar
pentru evitarea conectãrii involuntare se scot siguranțele și se aplicã plãcuțe
avertizoare.
Deconectarea corectã și în sigur anțã de la toate sistemele a
utilajului, ce trebuie sã fie reparat, lipsa tensiunii, vacuumului, calitatea
curãțirii și respectarea altor cerințe ale securitãții, se controleazã de
mecanicul și șeful schimbului, înai nte de începutul reparației. Toți
lucrãtorii, participanți la lucrãrile de reparație, trebuie sã fie instruiți, sã
posede metode speciale de efectuare a lucrãrilor de reparare. Fiecare lucrãtor este instruit individual, înainte de a începe lucrul, iar peste șase luni
instructajul se repetã. Instructajul se repetã de asemenea și în caz de
schimbare a locului de efectuare a repa rãrii. Datele despre instructaj se
fixeazã într-un registru special (tabel ul. 15.1). În scopul prelucrãrii la timp
463și de calitate, la un termen scurt dupã recoltarea produselor agricole,
întreprinderile industriei alimentare, mai ales cele de vinificație și de
prelucrare a legumelor și fructelor s unt amplasate în localitãți rurale. De
aceea, pentru efectuarea reparãrii capitale și medii este necesarã demontarea
și transportarea utilajulu i la bazele de reparare centrale, a asociațiilor
agroindustriale sau a altor organiza ții. În acest caz sunt necesare multe
lucrãri de manevrare cu utilizarea mecanismelor de ridicat, diferite
dispozitive de agãțat etc.
Tabelul 15.1. Fișa de instructaj a muncitorilor privind cerințele
tehnicii securitãții muncii a sectorului (secției) ….. întreprinderii
Nr.
crt. Numele și
prenumele lucrãtorului Data
primirii la serviciu Denumirea
lucrãrilor efectuate Data
in- struiriiNumele și
prenumele persoanei care instruiește Semnãtura
muncitoru- lui
Se folosesc aceste dispozitive la asamblarea și dezasamblarea
utilajului, amplasarea și dezamplasar ea utilajului în ansamblu și a unor
piese cu o pondere considerabilã, a valțu rilor și tamburilor zdrobitorului, a
melcului preselor ș.a. Efectuarea acesto r lucrãri în condițiile întreprinderilor
vinicole și de conservare este un lucru destul de dificil.
În aceste condiții se prevede resp ectarea anumitor cerințe speciale,
elaborate și adoptate de I. S.C.I.R (Inspectoratul de Stat pentru exploatarea
cazanelor și instalațiilor de ridicat).
Cele mai importante dintre ele sunt: 1. Pentru toate instalațiile de ridicat se completeazã registre speciale, în care sunt date privind capacitatea de ridicare a instalației,
lungimea admisã a sãgeții, termenul și data încercãrii, ordinul despre numirea persoanei de rãspundere și semn ãtura acestei persoane, date despre
reparațiile efectuate instalației de ridicat etc.
Datele despre dispozitivele de agãțare se înregistreazã în registrul
special. 2. Toate instalațiile de ridicat se supun încercãrii în gol și în sarcinã în fiecare an. Extrem de periculoasã este s upraîncãrcarea instal ațiilor, utilizarea
dispozitivelor de agãțare cu defecte, și efectuarea lucrãrilor sub și deasupra
464liniilor de înaltã tensiune și conduc telor sub presiune. În industria
alimentarã foarte frecvent sunt utilizate difer ite recipiente în agregat cu
agitatoare, schimbãtoare de cãldurã, ar mãturi, dispozitive de mãsurare ș.a.
În legãturã cu acest fapt lucr ãrile de reparare a diferitelor
mecanisme se efectueazã în spațiul intern al vaselor. Destul de frecventã
este și repararea prin ac operiri de protecție anticor ozivã a suprafeței interne
a vaselor. În aceste cazuri este neces arã executarea strictã a unor cerințe
speciale de securitate, afarã de cele comune (instructaj), mãsuri organizatorice, dispozitive fãrã defecte etc.). Cele mai importante din aceste cerin țe sunt: lucrãrile sã se efectueze
de persoane de cel puțin 20 ani, speci al instruiți; lucrãrile de reparare le
efectueazã numai o grupã de specialiști în numãr de cel puțin doi (unul
lucreazã iar unul sau doi îl ajutã), începutul lucrãrilor fiind numai în prezența persoanei rãspunzãtoare pe ntru securizarea lucrãrilor. Este
necesarã ventilarea minuțioasã a vaselo r și un control riguros al evacuãrii
gazelor și substanțelor toxice. Intrarea în rezervor se face prin gur a de control inferioarã, lucrãtorul
trebuie sã fie echipat cu mascã antigaz. Capãtul de alimentare cu aer curat al
furtunului este scos în af ara recipientului. Executoru l lucrãrilor de reparare
este încins cu o centurã sau funie, un cap ãt al cãreia se aflã în afara vasului
și se gãsește în mâinile lucrãtorului care vegheazã. Dublorul de asemenea trebuie sã fie echipat cu aceste obiecte de siguranțã. Durata de lucru continuã în recipient, nu se admite mai mare de
15 min. Iluminarea localã se admite cu bec cu o tensiune pânã la 12 V.
Persoana responsabilã pentru ef ectuarea lucrãrilor de reparare
împreunã cu inginerul șef întocmește un registru în care sunt incluse datele
despre rezervor, metodele efectuãrii lucr ãrilor, cerințele tehnicii securitãții,
ventilarea și aerisirea în cãperilor, mãsurile antif oc, mijloacele de siguranțã
etc. În registru sunt indicate sche mele tehnologice confirmate (numãr și
data), numele și prenumele maistrului. Registrul se af lã permanent la sediul
inginerului șef.
15.2. Lucrãri de reparații generale
15.2.1. Lucrãri la cald
În secțiile de forjã și tratamente termice, cuptoarele de încãlzire
trebuie astfel amplasate încât muncitorii sã nu fie expuși radiațiilor termice în timp ce lucreazã.
465 Înainte de începerea lucrului este indicat sã se revizuiascã starea
sculelor de forjã: ciocane, clești, dãlți, dornuri etc. și în special suprafețele
lor de lucru. Piesele forjate sau tratate termic se depoziteazã în locuri prevãzute
cu tãblițe indicatoare care avertizeazã as upra pericolului de arsuri în caz de
atingere.
Muncitorii care lucreazã la secțiile de forjã și tratamente termice
poartã echipamentul de protecție pr evãzut de normative, iar împotriva
intoxicațiilor lente folosesc alimenta ția de protecție corespunzãtoare.
15.2.2. Lucrãri de sudare și metalizare
Încãperile destinate generatoarelor de acetilenã fixe trebuie sã fie la
cel puțin 50 m de secțiile cu degajãri mari de cãldurã și la minim 100 m fațã
de clãdirile de locuit, iar generatoarel e transportabile sã se gãseascã la cel
puțin 10 m fațã de suda re sau de orice altã sursã de foc deschis.
La generatoarele de acetilenã se verificã nivelul apei din supapa
hidraulicã de siguranțã, iar comple tarea se face numai când debitarea
gazului este opritã. Reductorul de presi une înainte de montare pe butelia de
oxigen se verificã, iar urmele de ulei se spalã cu solvent și se controleazã
etanșeitatea cu apã și sãpun. Tuburile fl exibile de cauciuc trebuie verificate
la presiune dacã sunt etanșe iar capetele lor se vopsesc în culori convenționale. Pericolul de electrocutare la sudarea și metalizarea electricã este
înlãturat atunci când conductoarele electri ce sunt bine izolate și protejate,
iar carcasele mașinilor electrice și masa de lucru sunt legate la pãmânt, rezistența prizei de pãmâ nt maximã admisã fiind 4.
Îndepãrtarea gazelor nocive și a praf ului de la locurile de sudare
permanente se asigurã prin ventilație localã.
15.2.3. Lucrãri de acoperiri metalice
La secțiile de galvanizare se reco mandã plafonul la o înãlțime de cel
puțin 3,5 m, iar pardoseala se executã din plãci ceramice sau beton, având o
ușoarã înclinare de 2% spre gura de sc urgere a rețelei de canalizare. Lângã
bãile de galvanizare se așeazã grãtare di n lemn, iar utilajele la care au loc
degajãri de gaze nocive sunt prevãzute cu ventilație localã prin absorbție.
466 Transvazarea lichidelor corozive se face numai cu instrumente
ajutãtoare, sub nișe sau sub curent puternic de aer. O mare atenție se acordã
evitãrii contactului cu electroliții și celelalte substanțe chimice. 15.2.4. Prelucrãri pe mașini-unelte
Evitarea accidentelor produse de așchiile desprinse se realizeazã prin introducerea unui obstacol în trai ectoria așchiilor sau prin dirijarea
acestora într-o direcție nepericuloasã. Pentru prevenirea accidentelor pr oduse de organele în mișcare este
nevoie ca ele sã fie închise sau acoperite cu apãrãtori.
Piesele de prelucrat produc accidente destul de grave când se
desprind de pe mașinã ca urmare a fixãrii necorespunzãtoare. O atenție
deosebitã trebuie acordatã fixãrii sculel or și a dispozitivelor și folosirii
corespunzãtoare a parametrilo r regimului de așchiere.
Mașinile-unelte trebuie sã fie le gate la instalația de punere la
pãmânt, iar iluminatul local se reali zeazã de la un transformator de 12 V sau
25 V.
15.2.5. Lucrãri de lãcãtușerie
Bancurile pentru lucrãrile de lãcãt ușerie trebuie sã aibã înãlțime de
750-800 mm, care asigurã poziția comodã a muncitorului. Dãlțile, dornurile
și ciocanele nu trebuie folosite dacã au capetele crãpate sau deformate. La
tãierea metalului cu dalta, locul de lu cru trebuie îngrãdit pentru ca așchiile
desprinse sã nu loveascã m uncitorii din apropiere.
Sculele pneumatice trebuie sã lucr eze la valoarea presiunii prescrise
și de aceea se racordeazã la rețeaua de aer comprimat prin intermediul
regulatoarelor care sã asigure reglar ea presiunii la valoarea indicatã.
15.2.6. Lucrãri de tâmplãrie
În atelierul de tâmplãrie amplasat separat de celelalte secții, mașinile se dispun dupã cele mai mari dimensiuni ale materialului supus
prelucrãrii. Când se folosesc mașini combinat e cu scule diferite dispuse pe
același ax, trebuie sã se lucreze cu o singurã sculã iar cea neutilizatã sã se
demonteze. Toate organele în mișcare ale mașinilor se protejeazã cu carcase
467sau dispozitive de protecție, iar la fe rãstraiele circulare, dinții care nu
lucreazã efectiv trebuie sã fie acoperiți. 15.2.7. Lucrãri de vopsitorie
În atelierele de vopsitorie, înclin area pardoselii trebuie sã fie de 2%,
iar înãlțimea minimã a încãperii de 4 m. Utilajele folosite la vopsirea prin pulverizare trebuie sã fie ventilate
sau sã aibã filtre. Uscarea pieselor vopsite se executã de obicei în camere staționare
sau în tuneluri care trebuie prevãzute cu instalații de captare și evacuare a
nocivitãților. Piesele vopsite pot fi us cate în atelierul de reparații numai
dacã existã o ventilație localã forțat ã ce asigurã schimburile de aer care
împiedicã apariția concen trațiilor periculoase.
15.2.8. Lucrãri de demontare, reparare și montare
La operațiile de demontare și montare trebuie sã se foloseascã scule
și dispozitive corespunzãtoare. Unele accidente se produc din cauza cãderii
motoarelor, ansamblelor sau pieselor susținute necorespunzãtor sau prin
mijloace improvizate. Muncitorii care lucreazã la spãlar ea mașinilor vor avea haine de
protecție corespunzãtoare. Instalațiile de degresare trebuie sã aibã un sistem eficace de
ventilație general și local, iar introducer ea și scoaterea pieselor din bãile de
degresare se face cu mecanisme de ridicat și transportat. În secția de repararea bateriilor de acumulatori muncitorii trebuie sã
poarte ochelari de protec ție, șorț, cizme și mãnuși de cauciuc. La formarea
soluțiilor totdeauna se toarnã acid sulfur ic în apã cu mare atenție. Încãrcarea
bateriilor se face în încãperi destinat e numai acestui scop și prevãzute cu un
sistem de ventilație corespunzãtor.
În secțiile de rodaj, gazele de eș apare se evacueazã în exterior prin
conducte rigide sau flexibile iar pardoseala se menține în stare de curãțenie.
Sistemul de ventilare al secției de rodaj trebuie sã asigure evacuarea aerului viciat și a unei pãrți din cãldura degajatã prin rodajul la cald al motoarelor.
Prin respectarea regulilor de protecția muncii se poate menține un ritm ridicat de reparații fãrã sã se producã accidente în muncã.
468 15.2.9. Reguli de prevenire a incendiilor la repararea pieselor
În procesul de reparare a pi eselor, numeroase cauze pot provoca
incendii. De aceea, secțiile cu degajãri mari de cãldurã se construiesc din materiale rezistente la foc, iar materi alele explozibile sau ușor inflamabile
nu se depoziteazã în apropierea locu rilor cu temperaturi ridicate.
O deosebitã atenție trebuie acordat ã iluminatului artificial, care prin
deranjamentele sale poate provoca ince ndii în secțiile în care se lucreazã cu
materiale explozibile ca: sudare oxi acetilenicã, depuneri galvanice etc.
Ventilarea secțiilor eliminã gazele ușor inflamabile, iar fumatul sau
prezența focului în secțiile cu degajãri de gaze explozive sau în apropierea
materialelor inflamabile este interzisã.
Fiecare secție trebuie sã fie dotatã cu suficienți hidranți, stingãtoare
cu spumã sau bioxid de carbon, lãzi cu nisip uscat și alte materiale de
stingerea incendiului.
15.2.10. Instructajul personalului din unitãțile pentru
repararea utilajelor și mașinilor
Personalul unitãților trebuie sã cunoascã normele de protecția
muncii care se referã la activitatea pe care o desfãșoarã. Instructajul introductiv pentru toți salariații noi angajați sau
transferați de la un loc de muncã la a ltul se face individual sau în grupuri de
cel puți 20-25 persoane care lucreazã la locuri de muncã cu specific
asemãnãtor. Instructajul se efectu eazã de cadre tehnice cu pregãtire
profesionalã bunã care sunt numite de conducãtorul unitãții. Dupã
instructajul introductiv și seminarizare, persoana care a efectuat instructajul
completeazã o fișã de instructaj pentru salariatul nou angajat sau transferat.
Instructajul la locul de muncã se face de cãtre conducãtorul procesului de producție respectiv, pe ntru a familiariza pe noii angajați sau
transferați cu condițiile specifice de lucru și cu mãsurile de tehnica
securitãții și igiena muncii pe care trebui e sã le respecte la locul sau utilajul
la care va lucra. Acest instructaj se consemneazã în fișa de instructaj
individual al angajatului.
Instructajul periodic se face de cãtre conducãtorul procesului de
producție tuturor salariaților la locul de muncã, ori de câte ori este nevoie,
dar cel puțin o datã pe lunã, în scopul reamintirii normelor de tehnica
securitãții și de igiena muncii.
469Instructajul periodic se înregistreazã pe fișa de instructaj individual
al salariatului, care se semneazã atât de persoana ce a fãcut instructajul cât și de cel instruit, iar conducãtorului unitãții îi revine obligația ca periodic sã
verifice desfãșurarea instructajului și însușirea lui.
470Anexa 1. Schema logicã a depanãrii
471Anexa 2. Schema logicã de lucru
pentru testarea circuitului
472Anexa 3. Schema electricã a unui strung
473BIBLIOGRAFIE
1.Buzatu V .: Memorator pentru atelierele mecanice. Editura Tehnicã,
București, 1985
2. Berinde V .: Recuperarea, recondiționarea și refolosirea pieselor,
Editura Tehnicã, 1986
3. Cebotãrescu L.D .; Remont i moderniza ția oborudovanioa predpriații
pișcevoi promișlennosti, Chișinãu, 1980
4. Ciocârdia C .: Tehnologia construcției utilajului agricol, 1980
5. Cirillo A., Braha V. : Tehnologia presãrii la r ece, Rotaprint I.P.Iași,
1982
6. Crișan I., Dobre N. : Automatizarea montajului în construcția de
mașini, Editura Tehnicã, București, 1974
7. Dragu D. : Toleranțe și mãsurãri tehnice, Editura Didacticã și
Pedagogicã, București, 1985
8. Drãghici G .: Tehnologia construc ției de mașini, Editura Didacticã și
Pedagogicã, București, 1983
9.
Domșa S., Miron Z .: Îndrumãtor pentru utilizarea fontelor și
oțelurilor, aliajelor neferoase, Editura Tehnicã, București, 1985;
10.
Epureanu Al. : Tehnologia construcției de mașini, Editura Didacticã
și Pedagogicã București, 1983
11.
Iliescu C. : Tehnologia ștanțãrii și ma trițãrii la rece; Editura
Didacticã și Pedagogicã, București, 1989
12. Ionuț V., Moldovan Gh .: Tehnologia reparãrii utilajului agricol,
Editura Didacticã și Pedagogicã, București, 1984
47413. Ionuț V .: Tehnologia reparãrii utilaju lui agricol. Îndrumar de
proiectare. Rotaprint Cluj-Napoca, 1976
14.
Ionuț V .: Tehnologia reparãrii ma șinilor, I.P.Cluj, 1986
15. Manolache Z .: Fabricarea, repararea și întreținerea utilajului chimic,
I.P.București, 1982
16. Micloși V. : Bazele proceselor de sudare, Editura Didacticã și
Pedagogicã, București, 1988
17. Mihãilescu A.F .: Exploatarea și întreținerea utilajelor și instalațiilor
din industria chimicã, Editura Didacticã și Pedagogicã, 1981
18.
Paraschiv Dr., Pruteanu O.V .: Consideration sur létude dune
machine à debiter les brides MDF-02, I.P.Timișoara, 1984
19.
Paraschiv Dr., Pruteanu O.V .: Machine à honer par vibrations
intérièures à commande mecan ique, I.P.Timișoara, 1984
20. Paraschiv Dr., Pruteanu O.V .: Considerații privind superfinisarea
suprafețelor cilindrice interi oare A.S.A.S., București, 1986
21. Paraschiv Dr. ș.a.: Tehnologia reparãrii u tilajului agricol, vol. I și
II, I.P.Iași, 1983
22.
Paraschiv Dr . ș.a.: Tehnologia reparãrii u tilajului agricol. Îndrumar
de laborator, I.P.Iași, 1987
23.
Paraschiv Dr .: Tehnologia reparãrii mașin ilor, Iași, Ed. Rotaprint,
1998
23. Pavel A. : Mandrinare mecanicã, Editura Tehnicã București, 1985
24. Picoș C., Paraschiv Dr . ș.a.: Tehnologia reparãr ii utilajului agricol,
vol. I, I.P.Iași, 1975
25.
Picoș C., Paraschiv Dr. ș.a : Tehnologia reparãrii utilajului agricol,
vol. II, I.P.Iași, 1976
47526. Picoș C . ș.a.: Normarea tehnicã pentru prelucrãri prin așchiere.
Editura Tehnicã, București, 1982
27.
Popa B. ș.a.: Motoare pentru autovehicule, Editura Dacia, Cluj-
Napoca, 1982
28.
Popescu N., Vitãnescu C .: Tehnologia tratamente lor termice, Cluj-
Napoca, Editura Tehnicã, 1979
29.
Pruteanu O.V .: Tehnologia fabricãrii mașin ilor, Editura Didacticã și
pedagogicã, București, 1983
30. Rãduț N .: Recondiționarea piesel or, Editura Militarã, 1983
31. Rãdoi M .: Recondiționarea pieselor, Editura Tehnicã, București,
1986
32. Raseev D .: Tehnologia fabricãrii aparat urii, instalațiilor statice-
petrochimice și de rafinãrii, Editura Tehnicã, București, 1983
33. Rusu ăt .: Tehnologia fabricãrii utilaju lui tehnologic, Institutul de
Construcții București, 1985
34.
Segal B .: Utilajul tehnologic din industria de prelucrare a produselor
horticole, Editura Ceres, București, 1984
35.
Teodorescu M .: Tehnologia presãrii la r ece, Editura Didacticã și
Pedagogicã, București, 1980
36.
Tomescu D .: Recondiționarea și mãrirea rezistenței la uzurã a
organelor de la mașinile agrico le; Editura Ceres, București, 1985
37. Tomescu D .: Metode, procedee și te hnologii de recondiționare a
pieselor de la utilajele agrico le, Editura Ceres, București, 1986
39. Warnecke H.J., Lentes H.P .: Arbeitsbereicherung, în W.T.
Zeitschrift für Fertiung. R.F.G., 1973, vol. 63, nr. 11
40. * * * Indicatorul st andardelor de stat, 1990
476CUPRINS
INTRODUCE RE ………………………………………………………………… 5
Capitolul 1
PRINCIPII GENERALE PRIVIND ELABORAREA PROCESELOR TEHNOLOGICE DE RECONDIȚIONARE………. 7
1.1. Considerații generale……………………………………………………. 7
1.2. Definirea, scopul și elementele procesului tehnologic de
recondiționare ……………………………………………………………… 8
1.3. Documentația necesarã elaborãrii proceselor tehnologice de
recondiționare ……………………………………………………………. 11
1.4. Metode de restabilire a jocurilor……………………………………. 14
1.4.1. Metoda dimensiunilor de reparații ………………………… 14 1.4.2. Metoda restabilirii formei și dimensiunilor inițiale…….. 15
1.4.3. Metoda înlocuirii pieselor degradate prin fabricarea de
piese noi ………………………………………………………….. 16
1.5. Traseul tehnologic de recondiționare…………………………….. 16
1.6. Întocmirea și conținutul fișei tehnologice și a planului de
operații ……………………………………………………………………… 22
1.6.1. Întocmirea și conți nutul fișei tehnologice……………….. 22
1.6.2. Întocmirea și conținut ul planului de operații……………. 26
1.7. Alegerea materialelor, semifabricatelor și a tratamentelor
termice în vederea recondiționãrii …………………………………. 28
1.7.1. Materiale folosite la reparații ……………………………….. 34
1.7.2. Semifabricate folosite…………………………………………. 40
1.7.3. Tehnologia tratamentelor termice. Definiție și
clasificare…………………………………………………………. 41
Capitolul 2
SIGURANȚA ÎN FU NCȚIONARE……………………………………….. 49
2.1. Indicatorii siguranței în exploatare ………………………………… 49
2.1.1. Noțiunea de cãdere……………………………………………. 49
4772.1.2. Frecvența cãderilor…………………………………………….. 50
2.1.3. Legea exponen țialã a cãderilor ……………………………. 50
2.1.4. Timpul mediu de funcționare fãrã cãderi ……………….. 51
2.1.5. Disponibilitatea produsului ………………………………….. 52
2.1.6. Siguranța în funcționare a elementelor unui produs… 53 2.1.7. Siguranța în funcționare a unui produs………………….. 53
2.1.8. Procentul mediu de cãderi ale elementelor ……………. 54
2.1.9. Coeficientul de încãrcare a elementelor………………… 54
2.2. Uzura și criterii pentru stabilirea limitelor de uzurã ………….. 55
2.2.1. Cauzele scãderii capacitãții de lucru a utilajelor……… 55
2.2.2. Studiul uzurii. Legile uzurii și metodele de determinare
a acesteia ………………………………………………………… 56
2.2.3. Stabilirea uzurilor admisib ile la îmbinãrile mobile……. 66
2.2.4. Studiul uzurii prin metode statistico-matematice. . 80 2.2.5. Aprecierea uzãrii utilajelor și determinarea duratei lor
optime de funcționare ………………………………………… 84
2.3. Criterii de durabilitate pentr u diferite organe de mașini ……. 87
2.3.1. Durabilitat ea cilindrilor………………………………………… 88
2.3.2. Durabilitatea segmenților…………………………………….. 88
2.3.3. Durabilitãțile arborilor cotiți………………………………….. 90
2.3.4. Durabilitatea rulmenților ……………………………………… 91
Capitolul 3
DEMONTAREA MAăINILOR. CONTROLUL ăI SORTAREA PIESELOR, DISPOZITIVE FOLOSITE ……………………………….. 92 3.1. Demontarea utilajelor………………………………………………….. 92
3.1.1. Pregãtirea utilajului pentru demontare. …………………. 93 3.1.2. Demontarea mașinilor în subansamble și piese
componente……………………………………………………… 94
3.1.3. Curãțirea și spãlarea pieselor. ……………………………. 98
3.2. Controlul și sortarea pieselor……………………………………… 102 3.3. Limitele de uzurã ale pieselor tipizate………………………….. 108
3.4. Condiții pentru rebutarea pieselor……………………………….. 114
478Capitolul 4
PROCESE TEHNOLOGICE DE RECONDIȚIONARE
A PIESELOR UZATE……………………………………………………… 117
4.1. Recondiționarea prin sudare………………………………………. 117
4.1.1. Considerații generale ………………………………………… 117
4.1.2. Sudarea oxiacetilenicã ………………………………………. 118
4.1.3. Încãrcarea pieselor prin sudare electricã………………. 123
4.1.4. Recondiționarea prin sudurã sub strat de flux……….. 131 4.1.5. Sudarea electricã cu arc vibrator (acoperirea prin
vibrocontact)……………………………………………………. 133
4.1.6. Încãrcarea cu aliaje dure rezistente la uzurã…………. 135 4.1.7. Încãrcarea pieselor prin sudare cu plasmã……………. 140
4.1.8. Utilajul pentru sudarea cu arc, sub strat de zgurã prin
contact……………………………………………………………. 150
4.2. Recondiționarea pieselor prin metalizare……………………… 150
4.2.1. Metalizarea cu pulberi metalice…………………………… 152
4.2.2. Metalizarea cu sârmã………………………………………… 154
4.3. Recondiționarea pieselor prin galvanizare……………………. 155
4.3.1. Fenomenul de galvanizare…………………………………. 156 4.3.2. Cromarea ………………………………………………………… 160
4.3.3. Cuprarea (arãmirea)………………………………………….. 161
4.3.4. Nichelarea ……………………………………………………….. 161 4.3.5. Fierarea (oțelirea)……………………………………………… 163
4.3.6. Utilaje și instalații de galvanizare…………………………. 164
4.4. Recondiționarea pieselor prin prelucrãri mecanice………… 164
4.4.1. Calculul adaosurilor de prelucrare și a dimensiunilor
intermediare ……………………………………………………. 169
4.4.2. Procesul tehnologic de așchiere …………………………. 179
4.4.3. Procedee de recondiționare a pieselor prin așchiere 186
4.5. Recondiționarea pieselor prin compensare
(piese suplimentare)………………………………………………… 186
4.5.1. Generalitãți………………………………………………………. 186
4.5.2. Recondi ționarea pieselor prin buc șare…………………. 187
4.5.3. Recondiționarea pieselor prin înlocuirea pãrților uzate.. 192
4.5.4. Recondiționarea pieselor prin montarea unor garnituri
suplimentare……………………………………………………. 194
4794.5.5. Recondiționarea pieselor prin aplicarea de petice și
eclise ……………………………………………………………… 195
4.6. Recondiționarea pieselor prin deformare plasticã………….. 198
4.6.1. Generalitãți………………………………………………………. 198
4.6.2. Recondiționarea pieselor prin refulare………………….. 199
4.6.3. Recondiționarea pieselor prin mandrinare…………….. 201 4.6.4. Recondiționarea pieselor prin îndreptare ……………… 203
4.6.5. Recondiționarea pieselor prin moletare………………… 204
4.6.6. Recondiționarea prin deformãri la cald…………………. 206
4.7. Condiționarea pieselor prin schimbarea poziției ……………. 208
4.8. Recondiționarea pieselor prin lipire……………………………… 210
4.8.1. Generalitãți. Importanța lipirii………………………………. 210
4.8.2. Recondiționarea pieselor prin lipire cu aliaje …………. 211
4.8.3. Tipuri de îmbinãri lipite ………………………………………. 214 4.8.4. Tehnologia lipirii cu aliaje …………………………………… 219
4.8.5. Lipirea meta lelor feroase……………………………………. 222
4.8.6. Lipirea metale lor neferoase grele………………………… 225
4.8.7. Lipirea aluminiului……………………………………………… 227
4.8.8. Lipirea pl ãcuțelor dure……………………………………….. 229
4.8.9. Lipirea cu materiale plastice……………………………….. 232
4.8.10. Tehnologia lipirii cu compoziții plastice……………….. 237
4.8.11. Tehnologia lipirii cu clei pe bazã de carbinol……….. 238 4.8.12. Tehnologia lipirii cu rãșini epoxidice…………………… 239
4.8.13. Compoziții plastice ca adezivi și ca materiale de
cimentare……………………………………………………… 240
Capitolul 5
NORMAREA TEHNICÃ A LUCRÃRILOR DE
RECONDIȚ IONARE……………………………………………………….. 245
5.1. Considerații generale………………………………………………… 245
5.2. Structura și determinarea normei tehnice de timp …………. 246
5.3. Normarea lucrãrilor de prelucrare mecanicã…………………. 250
5.4. Normarea lucrãrilor pentru sudurã………………………………. 251
5.5. Normarea lucrãrilor de cromare………………………………….. 252
5.6. Normarea lucrãrilor de sudare autogenã ……………………… 252 5.7. Normarea lucrãrilor manuale ……………………………………… 253
480Capitolul 6
RECONDIȚIONAREA ORGANE LOR DE MAăINI………………. 255
6.1. Considerații generale………………………………………………… 255
6.2. Recondiționarea pieselor din clasa axe-arbori………………. 255
Capitolul 7
REPARAREA INSTALAȚIIL OR ELECTRICE ……………………. 270
7.1. Necesitatea și cerințele re parãrii instalațiilor electrice ……. 270
Capitolul 8
BAZELE PROIECTÃRII TEHNOLOGIEI DE ASAMBLARE… 281
8.1. Funcțiile asamblãrilo r și clasificarea lor ……………………….. 281
8.1.1. Funcțiunile de bazã ale sistemelor de asamblare ….. 281 8.1.2. Clasificarea și reprezentarea funcțiunilor de asamblare. 281
8.2. Condiții tehnologice în proiectarea ansamblelor și pieselor …. 284
8.2.1. Noțiuni generale ……………………………………………….. 284 8.2.2. Condiții privind construcția pieselor……………………… 285
8.2.3. Condiții privind schema de asamblare…………………. 289
8.2.4. Rezolvarea lanțurilor de dimensiuni …………………….. 291
8.2.5. Condiții privind calitatea pieselor…………………………. 305
8.2.5.1. Capabilitatea fabricației………………………………. 305 8.2.5.2. Mãsuri pentru îmbunãtãțirea capabilitãții
fabricației…………………………………………………. 310
8.2.6. Condiții privind organizarea alimentãrii asamblãrii cu
materiale, piese și subansamble ………………………… 311
8.3. Forme de organizare tehnologicã a asamblãrii. Alegerea
formei optime………………………………………………………….. 318
8.3.1. Diviziunea și concentra rea operațiilor de asamblare. 318
8.3.2. Parametrii de bazã ai asamblãrii …………………………. 318 8.3.3. Cutia morfologicã caracteristicã formelor de organizare
tehnologicã a asamblãrii……………………………………. 321
8.3.4. Proiectarea tehnologiei de asamblare………………….. 326
8.3.4.1. Schema logicã a procesului de proiectare …….. 326
8.3.4.2. Proiectul de execuție………………………………….. 329
8.3.4.3. Condiții de exploatare ………………………………… 330 8.3.4.4. Exemple practice……………………………………….. 330
4818.3.5. Ergonomia asamblãrii………………………………………… 335
8.3.5.1. Pozițiile și mișcãrile omului………………………….. 335
8.3.5.2. Organele de comandã ale mașinii………………… 335 8.3.5.3. Ambianța în care se desfãșoarã munca………… 337
8.3.5.4. Organizarea timpului de odihnã …………………… 338
8.3.6. Factorii psihologici în organizarea asamblãrii………… 338
8.3.6.1. Metode de influențare a factorilor psihologici …. 338
8.3.6.2. Aplicații practice ………………………………………… 340
8.3.6.3. Recomandãri privind creșterea complexitãții muncii
în sistemele de asamblare………………………….. 342
8.3.7. Calculul normelor de muncã la asamblare ……………. 342
8.3.7.1. Generalitãți……………………………………………….. 342
8.3.7.2. Timpul operativ (T
op)…………………………………… 343
8.3.7.3. Exemple de normare a operațiilor de asamblare . 349
8.4. Calculul eficienței economice …………………………………….. 358
8.4.1. Compararea economicã a variantelor tehnologice …. 358
8.4.2. Metoda costului orei de lucru ……………………………… 359
8.5. Calculul capacitãții de producție a sistemelor de asamblare 362
8.6. Fiabilitatea sistem elor de asam blare …………………………… 363
Capitolul 9
ECHILIBRAREA CORPURILOR ÎN MIăCARE DE ROTAȚIE. 369
9.1. Considerații generale………………………………………………… 369
9.2. Dezechilibrul static și dezechilibrul dinamic………………….. 370
9.3. Echilibrarea staticã. Metoda de echilibrare…………………… 375
9.3.1. Echilibrarea staticã a corpurilor cu dezechilibru static
evident……………………………………………………………. 376
9.3.2. Echilibrarea staticã a unui corp al cãrui dezechilibru nu
se manifestã ……………………………………………………. 378
9.4. Echilibrarea dinamicã. Metode de echilibrare……………….. 379
9.4.1. Turația criticã. Turația de rezonanțã……………………. 379
9.4.2. Metode de echilibrare………………………………………… 381
Capitolul 10
EXPLOATAREA ăI ÎNTREȚINEREA UTILAJELOR …………… 390 10.1. Noțiuni generale …………………………………………………….. 390
48210.2. Ungerea mașinilor și utilajelor…………………………………… 392
10.2.1. Lubrifierea mașinilor și utilajelor tehnologice……….. 392
10.2.2. Clasificarea lubrifianților …………………………………… 392 10.2.3. Dispozitive și instalații de ungere ………………………. 395
10.3. Exploatarea și întreținerea pompelor…………………………. 408
10.3.1. Exploatarea și întreținerea dispozitivelor de pompare
fãrã elemente mobile………………………………………… 408
10.3.2. Exploatarea și întreținerea pompelor cu mișcãri
alternative. Pornirea……………………………………….. 408
10.3.3. Exploatarea și întreținerea pompelor rotative………. 411
10.3.4. Exploatarea și întreținerea pompelor centrifuge.
Pornirea ……………………………………………………….. 413
10.3.5. Exploatarea și întreținerea conductelor………………. 415
Capitolul 11
ORGANIZAREA TEHNICÃ A REPARAȚIIOR ăI
ANSAMBLELOR……………………………………………………………. 418
11.1. Considerații generale………………………………………………. 418
11.2. Metode de organizare a reparațiilor…………………………… 419
11.2.1. Metoda reparãrii pe echipe……………………………….. 419
11.2.2. Metoda reparãrii pe posturi de lucru specializate …. 419
11.2.3. Metoda reparãrii pe bandã sau în flux………………… 421 11.2.4. Metoda reparãrii folosind agregate de schimb …….. 423
Capitolul 12
PROIECTAREA TEHNOLOGICÃ A ÎNTRE – PRINDERILOR DE
REPARARE A UT ILAJELOR ………………………………………….. 424
12.1. Considerații generale………………………………………………. 424
12.2. Considerații de proiectare tehnologicã……………………….. 424
12.2.1. Principii generale și etapele proiectãrii……………….. 424
12.2.2. Planificarea sarcinii de producție a unitãții ………….. 425
12.2.3. Stabilirea încãrcãrii unitãților …………………………….. 426 12.2.4. Determinarea regimului organizatoric de lucru…….. 428
12.2.5. Calculul utilajelor …………………………………………….. 435
12.2.6. Calculul suprafețelor………………………………………… 439
12.3. Elemente auxiliare de proiectare ………………………………. 441
48312.3.1. Abur tehnologic și apã caldã …………………………….. 441
12.3.2. Încãlzirea întreprinderilor………………………………….. 442
12.3.3. Energia electricã (forțã și iluminat) …………………….. 444 12.3.4. Aer comprimat………………………………………………… 447
12.3.5. Ventilația în întreprinderi ………………………………….. 448
12.3.6. Carburanți și lubrifianți……………………………………… 451
12.3.7. Gospodãrirea sculelor, dispozitivelor și
verificatoarelor ………………………………………………. 451
12.3.8. Gospodãrirea materialelor și a pieselor de schimb.. 452 12.3.9. Transportul interior ………………………………………….. 452
Capitolul 13
ORGANIZAREA CONTROLULUI TEHNIC………………………… 454
Capitolul 14
ASPECTE TEHNICO-ECONOMI CE ALE LUCRÃRILOR DE
REPARAȚII …………………………………………………………………… 455
14.1. Considerații generale………………………………………………. 455
14.2. Calculul prețului de cost al reparațiilor……………………….. 455
14.3. Cãile de reducere a prețul ui de cost al reparațiilor ………. 456
14.4. Indicii tehnico-economici ai unitãților de reparații ………… 457 14.5. Organizarea bazei tehnico-materiale în întreprinderile de
reparații……………………………………………………………….. 457
14.6. Eficiența economicã a reparațiilor……………………………… 458
Capitolul 15
TEHNICA SECURITÃȚII MUNCII ÎN TIMPUL LUCRÃRILOR DE
REPARAȚII …………………………………………………………………… 460
15.1. Considerații generale………………………………………………. 461
15.2. Lucrãri de reparații generale…………………………………….. 464
15.2.1. Lucrãri la cald…………………………………………………. 464
15.2.2. Lucrãri de sudare și metalizare …………………………. 465
15.2.3. Lucrãri de acoperiri metalice …………………………….. 465
15.2.4. Prelucrãri pe mașini-unelte……………………………….. 466 15.2.5. Lucrãri de lãcãtușerie………………………………………. 466
15.2.6. Lucrãri de tâmplãrie…………………………………………. 466
48415.2.7. Lucrãri de vopsitorie………………………………………… 467
15.2.8. Lucrãri de demontare, reparare și montare…………. 467
15.2.9. Reguli de prevenire a incendiilor la repararea
pieselor ………………………………………………………… 468
15.2.10. Instructajul personalului din unitãțile pentru
repararea utilajelor și mașinilor………………………… 468
Anexa 1. Schema logicã a depanãrii………………………………. 470
Anexa 2. Schema logicã de lucru pentru testarea
circuitului …………………………………………………………………….. 471
Anexa 3. Schema electricã a unui strung……………………….. 472
BIBLIOGRAFIE……………………………………………………………… 473
CUPRINS ……………………………………………………………………… 476
CONTENTS…………………………………………………………………… 485
485CONTENTS
INTRODUCT ION ……………………………………………………………….. 5
Chapter 1
GENERAL PRINCIPLES REGARDING THE ELABORATION
OF THE RECONDITIONING TECHNOLOGICAL PROCESSES .7
1.1. General considerations…………………………………………………. 7
1.2. defining, purpose and elements of the reconditioning
technological process……………………………………………………. 8
1.3. The essential documentation for the elaboration of the
reconditioning technological processes …………………………. 11
1.4. Methods for the re-establishment of the working …………….. 14
1.4.1. Method of the repair dimensions ………………………….. 14
1.4.2. Method of re-establishment of the initial form and
dimensions ………………………………………………………. 15
1.4.3. Method of replacing the degraded pieces throughout
the manufacture of new pieces …………………………… 16
1.5. The technological li ne of reconditioning…………………………. 16
1.6. The drawing up and the content of the technological record
and of the operat ions plan …………………………………………… 22
1.6.1. The drawing up and the content of the technological
record……………………………………………………………………….. 22
1.6.2. The drawing up and the content of the operations
plan………………………………………………………………….. 26
1.7. The choice of the materials, semi-products and of the
thermical treatment for reconditioning i ………………………….. 28
1.7.1. Materials used in repairs …………………………………….. 34
1.7.2. Used semi-products ………………………………………….. 40
1.7.3. Technology of the thermic treatments. Definition and
classification …………………………………………………….. 41
Chapter 2
SECURITY IN F UNCTIONING…………………………………………… 49
2.1. Indicators of the security in exploitation…………………………. 49
4862.1.1. Notion of collapse ……………………………………………… 49
2.1.2. Frequency of collapses ………………………………………. 50
2.1.3. Exponential law of collapses ……………………………….. 50 2.1.4. Average functioning time without collapses……………. 51
2.1.5. Availability of the product ……………………………………. 52
2.1.6. Security in functioning of a products elements ……… 53 2.1.7. Security in functioning of a product ………………………. 53
2.1.8. Average percent of collapse of the elements …………. 54
2.1.9. Loading coefficient of the elements………………………. 54
2.2. Wear and criterion for the establishment of the wear limits . 55
2.2.1. Reasons for the reduction of the working capacity of the
equipments………………………………………………………………… 55
2.2.2. Wear study. Wearing laws and methods to determine
it
…56
2.2.3. The determinaion of the acceptable wears in the mobile
connections ………………………………………………………. 66
2.2.4. Study of the wear through statistic-mathematical
methods. ………………………………………………………….. 80
2.2.5. Judgment of the equipments wear and the
determination of their optimum functioning duration 84
2.3. Durability criterion for different machine elements ………….. 87
2.3.1. Durability of the cylinders……………………………………. 88
2.3.2. Durability of the segments ………………………………….. 88
2.3.3. Durabilities of the crank axles……………………………… 90
2.3.4. D
urability of the bearings………………………………….. 91
Chapter 3
DISMOUNTING OF THE MACHINES. CONTROLL AND
CLASSIFICATION OF THE PI ECES, USED DEVICES…………. 92
3.1. Dismounting of the equipments ……………………………………. 92
3.1.1. Preparation of the equipment for dismounting ……….. 93 3.1.2. dismounting of the mach ines into building blocks and
constituents ……………………………………………………… 94
3.1.3. Cleaning and washing of the pieces …………………… 98
3.2. Control and classification of the pieces………………………… 102
3.3. Wearing limits of the typified pieces ……………………………. 108
4873.4. Conditions for the rejection of the pieces……………………… 114
Chapter 4 RECONDITIONING TECHNOL OGICAL PROCESSES OF THE
WEARED PIECES …………………………………………………………. 117
4.1. Reconditioning through welding………………………………….. 117
4.1.1. General considerations ……………………………………… 117
4.1.2. Oxiacetylenic welding………………………………………… 118 4.1.3. Loading of the pieces through electric welding………. 123
4.1.4. Reconditioning through welding under flux coat…….. 131
4.1.5. electric welding with vibrator arc (covering through
vibrocontact)……………………………………………………. 133
4.1.6. Loading with alloy resistent to wear …………………….. 135
4.1.7. Loading of the pieces through plasma welding ……… 140
4.1.8. The equipment for the arc welding, under cinder layer
through contact……………………………………………….. 150
4.2. Reconditioning of the pieces through metal coating ………. 150
4.2.1. Metal coating with metal powders ………………………. 152
4.2.2. Metal coating with wire………………………………………. 154
4.3. Reconditioning of the pieces through galvanizing………….. 155
4.3.1. The galvanizing phenomenon …………………………….. 156
4.3.2. Chrome plating…………………………………………………. 160 4.3.3. Copperplating, (copperizing) ………………………………. 161
4.3.4. Nickel plating……………………………………………………. 161
4.3.5. Iron plating (steeling)…………………………………………. 163
4.3.6. Galvanizing equipments and installations …………….. 164
4.4. Reconditioning of the pieces through mechanical working.164
4.4.1.The calculation of the working additions and of the
intermediate dimensions…………………………………… 169
4.4.2. The chip removal manufacturing process …………….. 179 4.4.3. Reconditioning processesof the pieces through de chip
removal…………………………………………………………… 186
4.5. Reconditioning of the pieces through
compensation
(additional pieces) ………………………………………………….. 186
4.5.1. Generalities……………………………………………………… 186 4.5.2. Reconditioning of the pieces through
bush …………… 187
4884.5.3. Reconditioning of the pieces through the replacement of
the weared parts…………………………………………………………….. 192
4.5.4. Reconditioning of the pieces through the mounting of
some additional packings …………………………………. 194
4.5.5. Reconditioning of the pieces through the application of
patches and straps …………………………………………… 195
4.6. Reconditioning of the pieces through plastic deformation 198
4.6.1. Generalities……………………………………………………… 198
4.6.2. Reconditioning of the pieces through upset forging… 199
4.6.3. Reconditioning of the pi eces through expanding of tubes
……………………………………………………………………… 201
4.6.4. Reconditioning of the pieces through straightening… 203
4.6.5. Reconditioning of the pieces through pulley………….. 204 4.6.6. Reconditioning through hot formings……………………. 206
4.7. Conditioning of the pieces through the change of position 208
4.8. Reconditioning of the pieces through soldering …………….. 210
4.8.1. Generalities. The importance of soldering ……………. 210
4.8.2. Reconditioning of the pieces through alloy soldering 211
4.8.3. Types of soldered joints …………………………………….. 214
4.8.4. Technology of alloy soldering …………………………….. 219
4.8.5. Soldering of the ferrous metals …………………………… 222
4.8.6. Soldering of the non-ferrous heavy metals……………. 225
4.8.7. Soldering of the aluminum………………………………….. 227
4.8.8. Soldering of the heavy tips…………………………………. 229
4.8.9. Soldering with plastic materials …………………………… 232
4.8.10. Technology of soldering with plastic compositions.. 237 4.8.11. Technology of soldering with carbon based glue …. 238
4.8.12. Technology of soldering with epoxidic resins ………. 239
4.8.13. Plastic compositions used as ca adhesives and as
cementing materials……………………………………….. 240
Chapter 5
SETTING OF PROPER OUTPUT RATES OF THE
RECONDITIONING WORKS …………………………………………… 245 5.1. General considerations……………………………………………… 245
5.2. Structure and determining of the time setting of output rate.. 246
4895.3. Setting of output rates for mechanical processing ………… 250
5.4. Setting of output rates for welding ………………………………. 251
5.5. Setting of output rates for chrome plating…………………….. 252 5.6. Setting of output rates for autogenous welding……………… 252
5.7. Setting of output rates for manual processing ………………. 253
Chapter 6
RECONDITIONING OF THE MACHINE ELEMENTS …………. 255
6.1.
General considerations …………………………………………… 255
6.2. Reconditioning of the pieces in the axle-shaft class ………. 255
Chapter 7 REPARING OF THE ELECTRIC INSTALLATIONS …………… 270
7.1. Necessities and requirements for reparing of the electric
installations…………………………………………………………….. 270
Chapter 8 BASIS OF THE TECHNOLOGICAL ASSEMBLY DESIGN….. 281
8.1. Assemblies functions and their classification………………… 281
8.1.1. Basic functions of the assembly systems……………… 281
8.1.2. Classification and representation of the assembly
functions…………………………………………………………. 281
8.2. Technological conditions in the assemblies and pieces
design……………………………………………………………………. 284
8.2.1. General notions………………………………………………… 284
8.2.2. Conditions regarding the pieces construction……….. 285
8.2.3. Conditions regarding the assembly diagram …………. 289
8.2.4. Solution for the dimension chains……………………….. 291 8.2.5. Conditions regarding the pieces quality……………….. 305
8.2.5.1. Capability of the manufacture……………………… 305
8.2.5.2. Measures for the im provement of the capability of
the manufacture…………………………………….. 310
8.2.6. Conditions regarding the organization of the material
assembly supply, pieces and building blocks ……….. 311
8.3. Types of technological organization of the assembly. The
choice of the optimum form ………………………………………. 318
4908.3.1. Division and concentration of the assembly
operations……………………………………………………….. 318
8.3.2. Basic parameters of the assembly ………………………. 319 8.3.3. Morphological case characteristic for the forms of
technological organization of the assembly………….. 321
8.3.4. Design of the assembly technology……………………… 326
8.3.4.1. Logical diagram of the design process………….. 326
8.3.4.2. Workmanship design …………………………………. 329
8.3.4.3. Exploitation conditions ……………………………….. 330 8.3.4.4. Practical examples…………………………………….. 330
8.3.5. Ergonomy of assembly………………………………………. 335
8.3.5.1. Mans positions and movements………………….. 335
8.3.5.2. Control organs of the hand………………………….. 335
8.3.5.3. The environment where the work displays…….. 337 8.3.5.4. Organization of the rest time ……………………….. 338
8.3.6. Psychological elements in the organization of the
assembly ………………………………………………………… 338
8.3.6.1. Influence methods of the psychological
elements………………………………………………….. 338
8.3.6.2. Practical applications …………………………………. 340
8.3.6.3. Recomendations regarding the increase in the
work complexity in t he assembly systems…….. 342
8.3.7. Calculation of the assembly working rates …………. 342
8.3.7.1. Generalities………………………………………………. 342
8.3.7.2. Efficacious time (T
op) ………………………………….. 343
8.3.7.3. Examples for assembly working rates …………. 349
8.4. Calculation of the economic efficiency…………………………. 358
8.4.1 Economic comparison of the technological variants… 358 8.4.2. Method of the cost per working hour …………………… 359
8.5. Calculation of the production capacity of the assembly
systems …………………………………………………………………. 362
8.6. Reliability of the assembly systems …………………………….. 363
Chapter 9
THE BALANCE OF BODIES IN ROTATING MOVEMENT ….. 369
9.1. General considerations……………………………………………… 369
4919.2. Static lack of balance and dynamic lack of balance……….. 370
9.3. The static balance. Method of making up the balance……. 375
9.3.1. The static balance of the bodies with visible static lack of
balance…………………………………………………………… 376
9.3.2. The static balance of a body whichs lack of balance
doesnt manifest ………………………………………………. 378
9.4. The dynamic making up of balance. Methods of making up
the balance…………………………………………………………….. 379
9.4.1. The crucial speed. The resonance speed …………….. 379 9.4.2. Methods of making up the balance………………………. 381
Chapter 10
EXPLOITATION AND USE OF THE EQUIPMENTS …………… 390
10.1. General notions ……………………………………………………… 390
10.2. Lubrication of the machines and equipments ……………… 392
10.2.1. Lubrication of the technological machines and
equipments …………………………………………………… 392
10.2.2. Classification of the lubricants………………………….. 392
10.2.3. Devices and installations of lubrication……………….. 395
10.3. Exploitation and maintenance of the pumps……………….. 408
10.3.1. Exploitation and maintenance of the pumping devices
without mobile elements……………………………………. 408
10.3.2. Exploitation and maintenance of the pumps with
alternating movements. Starting ………………………. 408
10.3.3. Exploitation and maintenance of the rotating pumps.. 411
10.3.4. Exploitation and maintenance of the centrifugal pumps.
Starting ………………………………………………………… 413
10.3.5. Exploitation and maintenance of the ducts………….. 415
Chapter 11 TECHNICAL ORGANIZATION OF THE REPAIRS AND
ASSEMBLIES ……………………………………………………………….. 418
11.1. General c onsiderations……………………………………………. 418
11.2. Methods of organizing the repairs …………………………….. 419
11.2.1. Method of repairs reparãrii on teams………………….. 419 11.2.2. Method of repairs on specialized working positions 419
49211.2.3. Method of repairs on range or on flux…………………. 421
11.2.4. Method of repairs using exchange aggregates ……. 423
Chapter 12
TECHNOLOGICAL DESIGN OF THE FACTORIES FOR
EQUIPMENTS REPAIR ………………………………………………….. 424
12.1. General c onsiderations……………………………………………. 424
12.2. Technological design considerations…………………………. 424
12.2.1. General priciples and the design stages …………….. 424
12.2.2. Planning of the the unity tasks of production ………. 425
12.2.3. Set of the unities load………………………………………. 426 12.2.4. Determining of the working organizing regime …….. 428
12.2.5. Calculation of the equipments …………………………… 435
12.2.6. Calculation of the areas……………………………………. 439
12.3. Auxiliary elements for design……………………………………. 441
12.3.1. Technological steam and hot water……………………. 441 12.3.2. Heating of the factories …………………………………… 442
12.3.3. Electric energy (force and illumination) ………………. 444
12.3.4. Compressed air………………………………………………. 447 12.3.5. Ventilator in the factories………………………………….. 448
12.3.6. Fuels and lubricantsi ……………………………………….. 451
12.3.7. Careful management of the tools, devices and
checkers…………………………………………………………. 452
12.3.8. Careful management of the materials and of the spare
parts ………………………………………………………………. 452
12.3.9. Internal transportation ……………………………………… 454
Chapter 13
ORGANIZATION OF THE TECHNICAL CONTROL ………….. 454
Chapter 14
TECHNICO-ECONOMIC ASPECTS OF THE REPAIR WORKS………………………………………………………………………… 455
14.1. General c onsiderations……………………………………………. 455
14.2. Calculation of the price of the repairs ……………………….. 455
14.3. ways of reducing the price of the repairs …………………… 456
49314.4. Technico-economical signs of the repairs units…………… 457
14.5. Organization of the technico-material basis in the repairs
units …………………………………………………………………… 457
14.6. Economic efficiency of the repairs …………………………….. 458
Chapter 15 TECHNIQUE OF THE WORK SECURITY DURING THE REPAIR
WORKS………………………………………………………………………… 460
15.1. General c onsiderations……………………………………………. 461
15.2. Works for capital repairs………………………………………….. 464
15.2.1. Under heat works ……………………………………………. 464 15.2.2. Welding and metal coating works………………………. 465
15.2.3. Metal coating works…………………………………………. 465
15.2.4. Processings on tool- machineries………………………. 466
15.2.5. Locksmith`s works…………………………………………… 466
15.2.6. Cabinet-making works……………………………………… 466 15.2.7. Painting works………………………………………………… 467
15.2.8. works of dismounting, repair and mounting…………. 467
15.2.9. Fire prevetion principles when repairing pieces …… 468 15.2.10. Instructing the personnel in the repair units of the
equipments and machines………………………………. 468
Annexe 1. Logical diagram of the double hunting………….. 470
Annexe 2. Logical work diagra m for the testing of the
testarea circuit……………………………………………………………… 471
Annexe 3. Electric diagram of a lathe …………………………….. 472
BIBLIOGRAPHY ……………………………………………………………. 473 CONTENTS…………………………………………………………………… 485
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: Prof. Dr. Ing. DRAGOă PARASCHIV [601811] (ID: 601811)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.