Proiectarea Si Calculul Costului de Prelucrare al Pistonului de Compresor 1v

CUPRINS

Capitolul I

INTRODUCERE …………………………………………………………………..5

1.1 Compresoare de aer industrial

fabricate la U.C.M. Reșița ………………………………………………………….5

1.2 Părțile componente ale mecanismului bielă – manivelă –

– piston de la compresorul 1V……………………………………………………….7

1.2.1 Pistonul ………………………………………………………………………..7

1.2.2 Segmenții ……………………………………………………………………..10

1.2.3 Bolțul ………………………………………………………………………….15

1.2.4 Biela …………………………………………………………………………..15

1.2.5 Arborele cotit …………………………………………………………………16

1.2.6 Volantul ………………………………………………………………………17

Capitolul II

PROIECTAREA MECANISMULUI BIELĂ

MANIVELĂ – PISTON DE LA COMPRESORUL 1V…………………………18

2.1 Considerații teoretice referitoare la

mecanismul bielă – manivelă – piston ……………………………………………..18

2.1.1 Cinematica mecanismului

bielă – manivelă – piston ……………………………………………………………20

2.1.2 Forțele din mecanismul

bielă-manivela-piston ………………………………………………………………………….22

2.2 Calculul mecanismului

bielă – manivelă – piston …………………………………………………………….25

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE MECANICĂ PRIN

AȘCHIERE A PIESEI „PISTON” COMPONENTĂ A

COMPRESORULUI 1V……………………………………………………….35

3.1 Analiza constructiv – tehnologică a

piesei de prelucrat ………………………………………………………….35

3.2 Stabilirea tipului de semifabricat ………………………………………….37

3.3 Stabilirea schemei tehnologice de prelucrare și

întocmirea schițelor fazelor de lucru ………………………………………….38

3.4 Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața

cilindrică exterioară Φ400 …………………………………………………….46

3.5 Calculul regimurilor raționale de așchiere ……………………………….48

3.6 Normarea tehnică a operațiilor de așchiere ……………………………….58

3.7 Alegerea mașinilor unelte și a S.D.V.- urilor ………………………………61

Capitolul IV

CALCULUL COSTULUI DE

PRELUCRARE AL „PISTONULUI” COMPONENTĂ

A COMPRESORULUI 1V ……………………………………………………63

Capitolul V

NORME SPECIFICE DE SECURITATEA MUNCII

PENTRU PRELUCRAREA METALELOR

PRIN AȘCHIERE ……………………………………………………………..70

BIBLIOGRAFIE ………………………………………………………………73

=== PD TCM – piston compresor ===

CUPRINS

Capitolul I

INTRODUCERE …………………………………………………………………..5

1.1 Compresoare de aer industrial

fabricate la U.C.M. Reșița ………………………………………………………….5

1.2 Părțile componente ale mecanismului bielă – manivelă –

– piston de la compresorul 1V……………………………………………………….7

1.2.1 Pistonul ………………………………………………………………………..7

1.2.2 Segmenții ……………………………………………………………………..10

1.2.3 Bolțul ………………………………………………………………………….15

1.2.4 Biela …………………………………………………………………………..15

1.2.5 Arborele cotit …………………………………………………………………16

1.2.6 Volantul ………………………………………………………………………17

Capitolul II

PROIECTAREA MECANISMULUI BIELĂ

MANIVELĂ – PISTON DE LA COMPRESORUL 1V…………………………18

2.1 Considerații teoretice referitoare la

mecanismul bielă – manivelă – piston ……………………………………………..18

2.1.1 Cinematica mecanismului

bielă – manivelă – piston ……………………………………………………………20

2.1.2 Forțele din mecanismul

bielă-manivela-piston ………………………………………………………………………….22

2.2 Calculul mecanismului

bielă – manivelă – piston …………………………………………………………….25

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE MECANICĂ PRIN

AȘCHIERE A PIESEI „PISTON” COMPONENTĂ A

COMPRESORULUI 1V……………………………………………………….35

3.1 Analiza constructiv – tehnologică a

piesei de prelucrat ………………………………………………………….35

3.2 Stabilirea tipului de semifabricat ………………………………………….37

3.3 Stabilirea schemei tehnologice de prelucrare și

întocmirea schițelor fazelor de lucru ………………………………………….38

3.4 Calculul adaosurilor de prelucrare pentru suprafața

cilindrică exterioară Φ400 …………………………………………………….46

3.5 Calculul regimurilor raționale de așchiere ……………………………….48

3.6 Normarea tehnică a operațiilor de așchiere ……………………………….58

3.7 Alegerea mașinilor unelte și a S.D.V.- urilor ………………………………61

Capitolul IV

CALCULUL COSTULUI DE

PRELUCRARE AL „PISTONULUI” COMPONENTĂ

A COMPRESORULUI 1V ……………………………………………………63

Capitolul V

NORME SPECIFICE DE SECURITATEA MUNCII

PENTRU PRELUCRAREA METALELOR

PRIN AȘCHIERE ……………………………………………………………..70

BIBLIOGRAFIE ………………………………………………………………73

Capitolul I

INTRODUCERE

1.1 COMPRESOARE DE AER INDUSTRIAL FABRICATE LA U. C. M. REȘIȚA

Compresoarele de aer 1V 15/7, 2V 30/7, 3V 45/7 sunt compresoare stabile de construcție verticală cu 1, 2 sau 3 cilindrii respectiv în două etaje de compresie, cu simplu efect realizate într-un singur cilindru cu piston diferențial, având mecanismul motor fără cap de cruce.

Aspirația se face prin intermediul unui filtru montat direct pe țeava de aspirație și prin supapele de tipul, cu două inele concentrice având acționare automată.

Între cele două etaje de compresie se montează unul , respectiv două, sau trei răcitoare intermediare de construcție sudată cu țevi în care apa circulă contra curent cu aerul.

Compresoarele posedă un sistem automat de reglare care la depășirea presiunii de regim acționează direct pe supapele de aspirație.

Compresoarele au două sisteme de ungere:

mecanismul motor are ungere centrală cu presiune creată de o pompă cu roți dințate;

cilindrii se ung separat cu ajutorul unui lubrificator.

Pentru controlul ungerii mecanismului motor este prevăzut un manometru, iar pentru controlul ungerii cilindrilor pe fiecare conductă se montează o sticlă vizoare, compresoarele sunt răcite cu apă.

Datorită formei constructive tipul de compresor adoptat prezintă următoarele avantaje:

construcție simplă;

greutate mică;

gabarit redus;

antrenarea directă de la motorul electric;

construcție complet închisă prevăzută cu capace laterale dimensionate pentru acces ușor la piese importante;

mers silențios.

În figura 1.1 se prezintă secțiunea și construcția unui compresor 1V – 15/7.

Fig. 1.1 Compresor 1V – 15/7

Compresoarele 1V 15/7 și 2V 30/7 sunt prevăzute cu volant.

Compresoarele 1V, 2V și 3V se pot folosi în stații de compresoare în întreprinderi mecanice, siderurgice, mine, fabrici de ciment, etc.

Complexul se livrează cu motor electric de antrenare, inclusiv aparataj de pornire, se pot livra și în construcție tropicalizată.

Caracteristicile tehnice ale compresoarelor de aer industrial fabricate la UCM Reșița se prezintă în tabelul 1.1:

Tabelul 1.1

1.2 PĂRȚILE COMPONENTE ALE MECANISMULUI BIELĂ – MANIVELĂ – PISTON DE LA COMPRESORUL 1V

1.2.1 Pistonul

Pistonul are rolul de a asigura evoluția fluidului motor in cilindru. Este singurul perete mobil al camerei de ardere. El executa o mișcare liniara in timpul căruia comprima amestecul carburant. Pistonul lucrează in condiții deosebit de grele – temperaturi si presiuni ridicate – fiind supus unor importante solicitări mecanice si termice. După rolul funcțional, pistonul se compune din următoarele părți, fig. 1.2:

Capul pistonului;

Corpul (regiunea portsegmenti sau de etanșare);

Mantaua (fusta pistonului – partea de ghidare);

Umerii pistonului.

În procesul de lucru, pistonul îndeplinește următoarele funcții:

preia forța de presiune a gazelor si lucrul mecanic prestat de acestea si le transmite arborelui motor prin intermediul boitului si al bielei;

preia reacțiunile determinate de biela si le transmite suprafeței cilindrului;

asigura cu ajutorul segmenților etanșarea camerei de ardere;

servește ca mijloc de transmitere a căldurii la pereții cilindrului si chiar la aerul din carter;

împreuna cu segmentii asigura reglarea cantității de ulei pe oglinda cilindrilor;

la motoarele in doi timpi are si rolul mecanismului de distribuție, înlocuind supapele.

Pistonul trebuie să îndeplinească o serie de cerințe, si anume:

etanșeitate bună pe toată cursa sa;

ghidaj bine asigurat fără înțepeniri atât la rece cât si la cald;

rezistentă suficientă pentru a putea prelua eforturile date si presiunea gazelor;

dilatare mică;

greutate mică pentru a reduce la minimum forțele de inerție în punctele moarte;

ungere suficientă pentru a reduce la minimum rezistentele datorită frecărilor.

Toate aceste cerințe le satisfac in condiții bune aliajele de aluminiu. în construcția de automobile se utilizează, uneori, si pistoane din fontă; spre deosebire de acestea, pistoanele din aliaje de aluminiu au o masă de aproape 2,5 ori mai mică, si o conductibilitate termica mult mai mare (de 3 – 4 ori).

Fig. 1.2 Părțile componente ale pistonului

a) Capul pistonului

Capul pistonului, fig.1.3, poate avea diferite forme – plană, concavă sau bombată – în funcție de rolul pe care îl are în construcția camerei de ardere a compresorului. Cea mai mare răspândire o au pistoanele cu capul cu suprafața plană, ele încălzindu-se cel mai puțin în timpul funcționării compresorului si fiind ușor de executat.

Fig. 1.3 Forme constructive ale capului pistonului la motoarele

cu aprindere prin compresie

Capul pistoanelor la unele compresoare au prevăzută o proeminentă (deflector) pentru ghidarea amestecului carburant în procesul de admisie si de evacuare a gazelor arse. Capul pistonului, în general, prezintă diferite forme. La acestea, pentru a le spori rezistenta, partea inferioară a pistoanelor este prevăzută cu nervuri de rigidizare. Capul pistonului lucrează la temperaturi mai ridicate decât mantaua, rezultă că si dilatarea în aceste regiuni va fi diferită, de aceea, corpul pistonului se strunjește conic cu diametrul capului mai mic cu 0,5 – 0,6 mm la pistoanele cilindrice din aluminiu cu tăietura în manta, iar pentru pistoanele eliptice, diferența este de 0,2 mm în dreptul axei mici si de 0,4 – 0,5 mm în dreptul axei mari.

b) Corpul pistonului

Corpul pistonului are pereții laterali îngroșați pentru dispunerea canalelor pentru segmenți. Canalele superioare servesc pentru montarea segmenților de compresiune, care au rolul de a asigura etanșeitatea si de a transmite căldura pereților cilindrilor. Canalele inferioare sunt pentru segmenții de ungere. În zona canalelor pentru segmentii de ungere, sunt practicate o serie de orificii, care servesc la scurgerea uleiului adunat de segmenti de pe pereții cilindrului. Numărul segmentilor depinde de presiunea gazelor in cilindrul compresorului si de frecventa de rotație a arborelui cotit.

c) Umerii pistonului

Umerii (bosajele) se executa sub forma unor adaosuri orientate spre interiorul pistonului în ale căror orificii se montează bolțul pistonului care realizează legătura acestuia cu biela.

În scopul reducerii jocului, la pistoanele din aliaj de aluminiu se introduc unele inserții compensatoare confecționate din metal cu coeficient mic de dilatare liniară.

d) Fusta pistonului

Fusta ghidează pistonul în mișcarea sa în cilindru si contribuie la uniformizarea presiunii pe pereții cilindrului. Lungimea părții de ghidare a pistonului depinde de mărimea eforturilor de apăsare laterală și se alege astfel încât să se obțină valori admisibile ale presiunii specifice. Ca urmare a încălzirii neuniforme a pistonului pe toata lungimea lui, și dilatarea sa este neuniforma. Astfel, deformațiile mari apar în regiunea capului pistonului. Din această cauză, diametrul capului pistonului este prin construcție mai mic decât al fustei, astfel încât jocul dintre piston si cilindru în zona superioară este de 0,3 – 0,8 mm, iar în zona inferioară 0,05 – 0,8 mm.

Pentru a se preîntâmpina eventuala înțepenire a pistonului prin încălzire, precum si apariția bătăilor în cazul unor jocuri mărite între piston si cilindru, fusta este prevăzută cu o tăietura în forma de T sau U, orientată oblic sau după generatoarea corpului pistonului. Tăietura are rolul de a spori elasticitatea fustei pistonului în deplasarea sa si de a compensa diferențele de dilatare de-a lungul cilindrului. În același scop, fusta unor pistoane se executa ovală (eliptică) cu axa mare a elipsei perpendiculară pe axa bolțului. Dimensiunea pistonului măsurată în lungul axei bolțului se executa cu 0,15 – 0,30 mm mai mică decât cea măsurată în direcția perpendiculară.

1.2.2 Segmenții

Segmenții sunt componente ale motoarelor cu ardere internă, mașinilor cu abur, pompelor și compresoarelor, având rol de etanșare (segmenții de compresie) sau de raclare a uleiului (segmenții de ungere).

Segmenții au rolul de a asigura etanșeitatea între piston și cilindru, de a colecta prin reducerea uleiului aflat în exces pe pereții cilindrului și de a transmite căldura de la piston la cilindru. Segmenții care au rol de etanșare și sunt montați la partea superioară a pistonului se numesc segmenți de etanșare compresiune, iar segmenții care se opun pătrunderii uleiului în camera de ardere se numesc segmenți de ungere sau raclori. Etanșarea se realizează prin deplasarea segmentului în jos de către presiunea gazelor de ardere (fig. 1.4), care pătrund și în canal, apăsând partea interioară a segmentului, în sensul lipirii mai pronunțate de cămașa cilindrului, mărindu-i astfel gradul de etanșare. Pe suprafața exterioară, segmenții de ungere sunt prevăzuți cu un canal cu pătrunderi din loc în loc până la partea inferioară. Prin acest canal, surplusul de ulei de pe suprafața cilindrului este curățat și trimis prin orificiile din canalul său și din peretele pistonului spre partea interioară a pistonului, de unde cade în carter (fig. 1.4, b). Segmenții de compresie se prezintă în figura 1.5, cei mai simpli sunt cei cu secțiunea dreptunghiulară, (fig.1.5, a), această soluție este avantajoasă și din punctul de vedere al fabricației, dar muchiile sale raclează puternic pelicula de ulei și perioada de rodaj este lungă.

Primul dezavantaj se înlătură prin racordarea muchiilor segmentului, al doilea prin tensionarea lui puternică astfel încât prin dezvoltarea unei presiuni mari să realizeze un rodaj rapid și o etanșare eficientă. Soluția din (fig.1.5, b), micșorează uzura cilindrului, gazele care pătrund în fața segmentului reducând presiunea de apăsare a segmentului. Pentru accelerarea și îmbunătățirea rodajului se folosesc segmenții torsionabili, (fig.1.5, d și e), care datorită asimetriei secțiunii se răsucesc și se sprijină cu muchia inferioară pe cilindru.

a) – de compresiune;

b) – de ungere.

Fig. 1.4 Schema de funcționare a segmenților:

Segmenții de ungere se pot grupa în două categorii:

segmenți neperforați (fig.1.6, a și b);

segmenți cu secțiune radială perforată (fig.1.6, c și d).

Segmenții perforați se folosesc când este necesară evacuarea unei mari cantități de ulei. În acest scop pe suprafața laterală există o degajare care permite raclarea uleiului de către cele două muchii și evacuarea lui prin canalele din centrul segmentului și prin jocul lui axial. Pentru a permite raclarea uleiului, segmentul dezvoltă o mare presiune, având suprafața de reazem, pe oglinda cilindrului, redusă.

Fig. 1.5 Segmenți de compresie

Fig. 1.6 Segmenți de ungere

În figura 1.7 se prezintă forme ale capetelor segmenților, cea mai simplă fiind cea din (fig.1.7, a). Tăieturile oblice (fig.1.7, b) micșorează scăpările de gaze și reduc presiunea capetelor asupra cilindrului, evitându-se apariția rizurilor.

Ultima formă (fig.1.7, c) realizează o bună etanșare, dar este scumpă.

Fig. 1.7 Forme ale capetelor segmenților

La unele motoare cu ardere internă și compresoare se folosesc segmenții de ungere cu expandori (arcuri), expandorul apasă segmentul cu o presiune uniformă însă prezența acestuia mărește frecare și uzura.

Există două tipuri de expandori:

expandori axiali;

expandori radiali.

După modul de distribuție a presiunii pe periferia cilindrului, se deosebesc:

segmenți de presiune constantă (termofixați sau rotunzi);

segmenți de presiune variabilă.

Primul tip este mai ușor de executat, dar se uzează și își modifică presiunea de apăsare neuniform. A doua soluție este mai scumpă, necesitând o prelucrare prin copiere, dar oferă o eficiență și o durabilitate sporită. Segmenții se execută din fontă și în cazuri speciale din oțel, dintre diferitele sorturi de fontă, fonta cenușie perlitică cu grafit lamelar satisface calitățile de alunecare și uzură necesare. Pentru compensarea deformațiilor care apar datorită dilatării, segmentul are o tăietură transversală, numită fantă. În stare liberă, fanta are o valoare de 0,1 – 0,14·D, iar în timpul funcționării de 0,004 – 0,05·D (D fiind diametrul cilindrului). Fanta poate fi dreaptă, înclinată sau în formă de Z. Numărul segmenților care se montează pe un piston este în funcție de ciclul de funcționare al compresorului, de diametrul cilindrului și de tipul aprinderii. La montare, pentru îmbunătățirea etanșeității, fantele segmenților sunt deplasate una față de alta cu un anumit unghi (90 – 1800). În stare liberă, diametrul segmentului este mai mare decât diametrul interior al cilindrului. La montaj, datorită fantei, segmentul, comprimându-se, este aplicat etanș pe suprafața cilindrului. Segmenții, lucrând în condiții deosebite de presiune și temperatură, pe lângă calitățile de rezistență mecanică, trebuie să uzeze cât mai puțin suprafața de lucru a cilindrului. Materialul folosit la executarea segmenților este fonta cenușie cu sau fără elemente de aliere. Pentru mărirea rezistenței la uzură, unii segmenți de compresiune sunt acoperiți cu un strat de crom poros.

Fig. 1.8 Schema efectului de pompare a uleiului de către segmenți

Întrucât pistonul este introdus în cilindru cu un anumit joc, în timpul funcționării compresorului canalele pentru segmenți se umplu cu ulei. În timpul deplasării în cilindru, pistonul este apăsat alternativ pe suprafața interioară a cilindrului de către forța normală a gazelor, segmenții fiind astfel deplasați radial într-o anumită măsură. Ca urmare a acestor mici deplasări laterale alternative, între segmenți și canalele lor pătrunde ulei, care, la mișcarea pistonului în jos și în sus, va trece din canal în canal, fiind împins într-un curent ascendent până ajunge la camera de ardere. Acest proces poartă numele de efect de pompare al segmenților (fig. 1.8 ). Deoarece efectul de pompare poate să conducă la un consum ridicat de ulei este necesară diminuarea sa prin măsuri constructive. Acest lucru este posibil prin utilizarea unor segmenți având practicată o degajare pe suprafața activă la marginea inferioară. Pătrunderea gazelor în carter și a uleiului in camera de ardere se mai poate produce și atunci când fantele segmenților sunt situate una sub alta pe aceeași linie.

1.2.3 Bolțul

Bolțul sau axul pistonului este organul care stabilește legătura cinematică dintre piston si bielă, axul pistonului face posibila mișcarea relativă dintre cele două organe ale mecanismului compresorului și transmite forța de presiune de la piston la bielă. În timpul funcționării, bolțul execută o mișcare alternativa de translație în direcția axei cilindrului. Totodată, ca urmare a acțiunii forțelor de frecare, bolțul execută și o mișcare de rotație parțială sau totală, exceptând cazul când este fixat în umerii pistonului. Datorită forței de presiune a gazelor și forței de inerție, valabile ca mărime și direcție, bolțul este supus unor solicitări mecanice, In anumite perioade (arderea violentă, schimbarea sensului forțelor), bolțul este supus unor solicitări prin șoc. Datorită dificultăților de ungere, care determină un regim termic ridicat (80 – 1000), bolțul este supus uzării intense. În scopul asigurării unor condiții normale de funcționare, fața de construcția bolțului se impun anumite cerințe, și anume:

masă mică, deoarece participă la forțele de inerție;

rezistență înaltă la încovoiere și la șoc;

rezistență ridicată la uzare pentru suprafața de lucru;

rezistență la oboseală;

deformare minimă.

Suprafața exterioară a bolțului trebuie să aibă o duritate cât mai mare pentru a rezista la uzare, iar miezul trebuie să fie tenace și rezistent. Forma bolțului este cilindrică tabulară (cu diametrul interior constant sau variabil), iar materialul utilizat este oțelul aliat sau oțelul carbon de calitate. Pentru a deveni mai tare (pentru a mări rezistența la uzare), bolțurile se cementează, apoi se călesc până la o adâncime de 1,0 – 1,5 mm, cu ajutorul curenților de înaltă frecvență (la oțelurile de cementare) sau se călesc superficial (la otelurile de îmbunătățire).

1.2.4 Biela

Biela este organul care realizează legătura cinematică între bolțul pistonului și fusul manetonului arborelui cotit. prin intermediul bielei, mișcarea de translație a pistonului se transformă în mișcarea de rotație a arborelui cotit, iar forța de presiune a gazelor se transmite de la piston la arborele cotit. Prin funcția pe care o are în compresor, biela este supusă acțiunii forței presiunii gazelor, a cărei valoare și direcție sunt variabile, precum și forțele de inerție. De aceea, biela trebuie să posede o mare rezistență și rigiditate, având, în același timp, o masă relativ redusă. Biela execută o mișcare completă. Astfel, capul mic împreună cu pistonul execută o mișcare rectilinie-alternativă, rotindu-se cu un anumit unghi față de bolț, sau împreună cu bolțul, față de umerii pistonului, capul mare se rotește împreună cu fusul de bielă al arborelui cotit, iar corpul bielei execută o mișcare pendulară, combinată cu o mișcare de translație. Bielele se execută prin matrițare la cald din oțel carbon de calitate, oțel aliat și acestora li se aplică un tratament de îmbunătățire (o călire urmată de o revenire), configurația finală se obține prin prelucrări mecanice.

Biela este compusă din trei părți:

partea bielei articulate cu bolțul numită piciorul bielei sau capul mic;

partea bielei articulate cu manetonul arborelui cotit, numit capul bielei;

partea centrală, numită corpul bielei.

Deoarece piesa cea mai scumpă a compresorului este arborele cotit, acesta trebuie să fie protejat împotriva uzării. Având în vedere acest fapt, legătura dintre bielă și manetonul arborelui cotit se face prin intermediul cuzineților de bielă. Aceștia sunt din tablă de oțel cu grosimea de 1 – 2 mm, căptușiți pe suprafața interioară cu aliaje de antifricțiune cu grosimea 0,3 – 0,4 mm.

1.2.5 Arborele cotit

Arborele cotit, numit și arbore motor, are rolul de a transforma, împreună cu biela, mișcarea de translație a grupului în mișcare de rotație. Arborele cotit transmite această mișcare de rotație (respectiv cuplul motor), prin intermediul organelor de transmisie. De asemenea, pune in mișcare diferite mecanisme și agregate ale compresorului (mecanismul de distribuție, pompa de apă, ventilatorul etc.).

Arborele cotit este supus următoarelor eforturi:

forța rezultantă transmisă prin bielă;

forțele de inerție ale maselor excentrice proprii;

forțele de frecare și reacțiunile din lagăre.

Având în vedere condițiile de lucru, arborele cotit trebuie să satisfacă următoarele cerințe:

să asigure rezistență și rigiditate mare;

suprafețele de frecare să prezinte o bună rezistență la uzare;

să evite rezonanța oscilațiilor de răsucire;

să fie echilibrate static și dinamic.

Arborele cotit se compune din următoarele părți:

fusurile paliere;

fusurile manetoane;

brațele manetoanelor;

flanșa de fixare a volantului;

contragreutățile.

1.2.6 Volantul

Volantul are rolul de a înmagazina energia dezvoltată în timpul cursei active a pistoanelor, să rotească arborele cotit în perioada celorlalți timpi ai ciclului de funcționare, să reducă mersul neuniform al arborelui cotit, să atenueze șocurile care se produc la trecerea pieselor mecanismului bielă-manivelă prin punctele moarte și să ușureze pornirea compresorului.

Pe volant se marchează, de obicei, și semnele ajutătoare pentru punerea la punct a aprinderii și a distribuției. De asemenea, volantul este prevăzut și cu o coroană dințată, montată prin presare la cald sau prinsă în șuruburi, pentru pornirea compresorului cu ajutorul demarorului electric. Volantul se execută prin turnare din fontă cenușie, iar coroana dințată din oțel carbon. În scopul realizării unor condiții bune de funcționare, se recomandă să se execute echilibrarea statică și dinamică a volantului, atunci când este montat pe arborele.

Capitolul II

PROIECTAREA MECANISMULUI BIELĂ – MANIVELĂ – PISTON DE LA COMPRESORUL 1V

2.1 CONSIDERAȚII TEORETICE REFERITOARE LA MECANISMUL BIELĂ –MANIVELĂ – PISTON

În figura 2.1 se prezintă principalele elemente ale mecanismului bielă – manivelă – piston.

Fig. 2.1 Mecanismul bielă – manivelă – piston

S-au notat următoarele părți componente:

a – accelerația pistonului;

F – forța care acționează asupra pistonului;

Fp – forța produsă de gazele din cilindru;

Fi – forța de inerție;

l – lungimea bielei;

L – forța care acționează în lungul bielei;

M – momentul instantaneu;

Mm – momentul mediu;

N – forța normală;

r – raza manivelei;

s – cursa pistonului;

T – forța tangențială;

v – viteza de deplasare a pistonului;

x – deplasarea pistonului față de p.m.i. (punctul mort interior);

Z – forța normală pe maneton;

φ – unghiul manivelei față de poziția pe care o are în p.m.i.;

ψ – unghiul pe care-1 face axa bielei cu axa cilindrului ;

εb – accelerația unghiulară a bielei;

λ = r/l – raportul dintre raza manivelei și lungimea bielei;

ω1 – viteza unghiulară de rotație a arborelui motor, ω1 = [rad/s];

ω2 – viteza unghiulară de rotație a bielei în jurul punctului de articulație a piciorului bielei.

Mecanismul cu bielă și manivelă poate fi axat (axa cilindrului întâlnește axa de rotație a arborelui cotit) sau dezaxat.

În practică se întâlnesc trei tipuri de mecanisme cu bielă și manivelă (fig. 2.2):

cu biele decalate (fig. 2.2, a), articulate una lângă alta pe același maneton;

cu ambielaj în furcă (fig. 2.2, b), una dintre biele fiind articulată pe maneton, iar a doua pe un lagăr aflat pe exteriorul capului primei biele;

cu ambielaj articulat (fig. 2.2, c), în care una dintre biele (biela principală, mamă) este articulată pe maneton, iar cealaltă (biela secundară, bieleta) este articulată pe prima, prin intermediul unui bolț.

Studiul cinematic și dinamic al mecanismului cu bielă și manivelă se face în următoarele ipoteze: se consideră că este compus din elemente nedeformabile, mecanismele diverșilor cilindri (la mașinile policilindrice) sunt identice între ele, viteza unghiulară a arborelui cotit este constantă.

Fig. 2.2 Tipuri constructive de mecanisme cu bielă și manivelă

2.1.1 Cinematica mecanismului bielă – manivelă – piston

Mecanismul bielă – manivelă – piston axat

Deplasarea pistonului x, pentru un unghi φ al manetonului față de poziția corespunzătoare în p.m.i. și pentru un raport λ = r/l, se calculează cu relația:

x = r(1 – cosφ) + l(1 – cosψ) = r (13.1)[4]

În tabelul (13.1)[4] se dau valorile termenilor a0, a1, a2, a4, a6, a8 pentru diverse valori ale lui λ.

Neglijând termenii de la a4 în sus (care sunt foarte mici) și termenii din a1 și a2 care cuprind pe λ de la puterea a treia în sus, se obține relația aproximativă:

x = r (13.2)[4]

Pentru l = (λ = 0), x = r (1 — cos φ).

Grafic deplasarea pistonului (aproximativă) se poate determina cu metoda Briks (fig. 2.3). Se trasează la scară un semicerc cu o rază egală cu r. Fie OM o poziție oarecare a manivelei, corespunzătoare lui φ (măsurat față de dreapta OMi).

Fig. 2.3 Determinarea deplasării pistonului – metoda grafică

Pe dreapta OMi în sensul opus lui Mi, se ia un segment OO' = .

Din punctul O' găsit se duce o paralelă cu OM până intersectează arcul de cerc în punctul M'. Fie P proiecția punctului M' pe dreapta OMi.

Segmentul de dreaptă MiP reprezintă, cu o anumită aproximație, deplasarea pistonului, corespunzătoare unghiului descris de manivelă.

Viteza pistonului V se obține prin derivarea expresiilor deplasării pistonului în raport cu timpul:

V = r · ω1 (13.3)[4]

În tabelul (13.3) se prezintă valoarea raportului V/r pentru calculul vitezei pistonului. Pentru φ = 0 … 1800, viteza este pozitivă, iar pentru φ = 180 … 3600, viteza este negativă.

2.1.2 Forțele din mecanismul bielă – manivela – piston

Asupra mecanismului bielă, manivelă și piston, acționează forța Fp produsă de presiunea gazelor din cilindru, forțele de inerție Fi a maselor aflate în mișcare, forța de greutate Fg și forța de frecare Ff.

În general, ultimele două nu se iau în considerare deoarece au valori reduse în comparație cu primele două și Ff este greu de apreciat.

Forța datorată presiunii gazelor din cilindru, Fp, se calculează cu relația:

Fp = (13.20)[4]

unde:

D – diametrul pistonului;

p1 – presiunea gazelor din cilindru;

p2 – presiunea gazelor din spatele pistonului.

La mașinile cu două fețe active ale pistonului Fp se calculează:

Fp = (13.21)[4]

Unde: d este diametrul tijei pistonului.

Pentru un piston diferențial, forța Fp este rezultanta forțelor de pe fiecare față activă a pistonului Fp = ∑ Ai ·pi, unde Ai este suprafața activă a feței i a pistonului, iar pi presiunea gazului din spațiul de deasupra feței active considerate.

Forțele de inerție Fi sunt de două feluri:

ale pieselor care au o mișcare de translație Fit și ale pieselor care au o mișcare de rotație Fir.

Ansamblul piston (piston, bolț, segmenți) având masa mp are o mișcare de translație.

Considerând expresia simplificată a accelerației, forța de inerție a ansamblului piston

FitP = – mp · r · ω21 (cos φ + λ cos 2φ) (13.22)[4]

Manivelele, manetoanele, brațele arborelui cotit, având o mișcare de rotație uniformă, dezvoltă o forță de inerție FirM:

FirM = – r · ω21· (13.23)[4]

Unde:

mM – masa manetonului;

– masa redusă a brațelor.

Masa redusă se obține împărțind piesa în elemente geometrice simple pentru care se cunoaște distanța dintre centrul de greutate a masei și axa de rotație:

mRi = mi

Biela are o mișcare plan-complexă, rezultanta unei mișcări de translație a unui punct oarecare și a unei mișcări de rotație în jurul acelui punct. În calcule se împarte biela în două mase punctiforme, fictive:

mbP, plasată în centrul de articulație P a bielei cu pistonul, având o mișcare de translație identică cu a pistonului;

mbM, plasată în centrul de oscilație M a bielei pe maneton, având o mișcare de rotație identică cu a manetonului:

mbP = (0,2 … 0,3) mb;

mbM = (0,7 … 0,8) mb.

Forțele

FitB = — mbP ·r · ω21 (cos φ + λ cos 2φ); (13.24)[4]

Firb = — mbM · r · ω21.

Asupra pistonului lucrează forța F:

F = FP + FitP + FitB (13.25)[4]

Forța F (fig. 2.4) se descompune în două componente: L — după axa bielei și N — normală pe axa cilindrului:

L = ;

N = F · tgψ. (13.26)[4]

Fig.2.4 Descompunerea forței F în două componente

Forța N apasă pistonul pe cilindru și produce forța de frecare.

Când există cap de cruce se aplică pe glisiera capului de cruce.

Forța L acționează în lungul bielei și deci și în punctul de articulație M. Se descompune în forța tangențială T și în forța normală pe maneton Z:

T = F · ;

Z = F · . (13.27)[4]

2.2 CALCULUL MECANISMULUI BIELĂ – MANIVELĂ – PISTON

Se va proiecta pistonul unui compresor vertical (fig. 2.5) utilizând relațiile de calcul din [4], cunoscând următoarele date:

puterea efectivă Ne = 190 CP;

turația n = 250 rot/min;

raportul cursă/diametru =1,45;

presiunea maxima în cilindru pmax = 44 atm;

presiunea medie în cilindru pm = 6 atm;

presiunea medie din diagrama desfășurată a ciclului însumând toate suprafețele p'm0 = 8atm;

randamentul mecanic ηmax = 0,85.

Fig.2.5 Predimensionarea bielei

a) Puterea indicată:

Ni = = 223 CP

b) Diametrul pistonului se deduce din formula generală a puterii indicate:

Ni =

în care:

A = – aria de lucru a pistonului, cm2;

s, – cursa pistonului = x D, cm;

z – numărul de fețe active ale pistoanelor z = 2;

m – numărul de timpi ai ciclului motorului = 4.

Ni =

Dacă s este exprimat în metri și D în centimetri, rezultă:

de unde:

s =

Din formula puterii Ni rezultă diametrul:

D = cm

Se rotunjește la D = 390 mm.

Rezultă cursa:

s = l,45 · D = 1,45 · 390 = 562 mm

Se adoptă s = 560 mm.

Raza manivelei se calculează cu relația:

r = mm

c) Aria suprafeței active a pistonului

Se calculează:

A = cm2

Forța maximă pe piston:

Pmax = pmax · A = 44 · 1180 = 52000 kgf = 52000 daN = 520000 N

Lungimea bielei se calculează:

L = 4,4 · r = 4,4 · 280 = 1220 mm

d) Secțiunea bielei

Se dimensionează preliminar la compresiune cu σa = 400 kgf/cm2 = 40 N/mm2 și se verifică apoi la flambaj:

A = cm2

Se adoptă secțiunea rotundă cu diametrul:

db = 130 mm.

Momentul de inerție:

I = cm4

Raza de girație:

i = cm

Coeficientul de zveltețe:

λ =

Sa aplicat formula Tetmayer.

Efortul unitar critic la flambaj este dat de relația:

σf = K · (1 – a · λ + b · λ2)

Pentru oțeluri cu rezistență de rupere până la σr = 50 kgf/mm2, s-a considerat:

K = 3100;

a = 0,00368;

b = 0.

σf = 3100 · (1 – 0,00368 · 34,3) = 2740 kgf/cm2

Se calculează coeficientul de siguranță:

c = (admisibil)

e) Calculul manetonului

Pentru determinarea diametrului d (fig. 2.6) se consideră raportul =1.

l = D

Constructiv se apreciază distanța L între cele două lagăre palier ale motorului astfel L = 2D (D = diametrul cilindrului).

Rezultă:

L = 2 · 39 = 7,8 cm

Fig. 2.6 Calculul manetonului

Momentul încovoietor dat de forța maximă Pmax dezvoltată în cilindru, considerată ca și lucrând concentrat, este:

M = daN·cm = 101500000 N·mm

Wnecesar = cm3

Rezultă diametrul d = 22 cm = 220 mm și lungimea manetonului care se determină l = d = 22 cm = 220 mm. Verificarea la presiune:

pm = daN/cm2 = 10,6 N/mm2

Verificarea la încălzire:

În acest scop trebuie să se determine presiunea medie p’m, echivalentă cu presiunea variabilă care se exercită asupra manetonului în timpul unui ciclu (pm determinat mai sus corespunde lui Pmax):

p’m =

în care p'mo = 8 atm se determină din diagrama desfășurată a ciclului:

p’m = daN/cm2

Viteza periferică a manetonului se calculează:

v = m/s

Se calculează produsul p'm· v = 19,7 · 2,88 = 57 daNm/cm2s, valoare admisibilă.

Grosimea cuzineților (fig. 2.7) se calculează cu formulele empirice:

s = 0,08·d + 8 = 0,08 · 220 + 8 = 25,6 mm

Se adoptă:

s = 25 mm;

s1 = 8 mm;

s2 = mm.

Fig. 2.7 Determinarea grosimii cuzineților

f) Dimensionarea șuruburilor pentru fixarea capacului bielei

Forțele de inerție, se pot consideră egale cu Pi = (0,3 … 0,4) Pmax

Se adoptă:

Pi = 0,3 · Pmax = 0,3 · 52 000 = 15 600 daN

Fig. 2.8 Calculul înălțimii capacului

Forța de prestrângere P' se calculează:

P' = 0,3 · Pi = 0,3 · 15600 = 4600 daN

Dacă prinderea capacului se face cu două șuruburi din oțel aliat având rezistența la tracțiune σat = 730 daN/cm2, rezultă secțiunea șurubului:

As = cm2

Se adoptă șuruburi M45X2 (cu filet metric fin).

Calculul înălțimii h a capacului (fig. 2.8) se face la încovoiere, considerând sarcina concentrată. Lățimea capacului este b = 200 mm.

Se calculează:

W =

Unde: σai = 700 daN/cm2.

h = cm

h = 75 mm

g) Calculul bolțului pistonului (fig. 2.9)

Se desenează pistonul la scară și se determină constructiv lungimea l = 17 cm, apoi se calculează diametrul d din relația:

d =

Unde: p = 200 daN/cm2.

d = cm

Presiunea între bolț și piston se calculează după ce s-a determinat constructiv cota li = 9,5 cm:

p’ = daN/cm2

h) Verificarea piciorului bielei

Forța de calcul Pc se ia 0,5 din forța de inerție Pi, cu care s-a calculat capul bielei:

Pc = 0,5 · Pi = 0,5 · 15600 = 7750 daN

Constructiv s-au determinat:

r = 75 mm;

b = 160 mm — lățimea piciorului bielei;

s = 10 mm — grosimea cuzinetului;

h = 30 mm — grosimea piciorului bielei.

Fig. 2.9 Calculul bolțului pistonului

Fig. 2.10 Verificarea piciorului bielei

Pentru α1 = 700, în secțiunea B – B (fig. 2.10) acționează momentul încovoietor:

MB =

MB = 0,164 · 7750 · 7,5 = 9550 daN·cm

σi = daN/cm2

Secțiunea B – B este solicitată și la întindere:

σi = daN/cm2

σ = daN/cm2

Solicitarea este admisibilă.

În secțiunea C – C acționează momentul:

Me = – 0,165 · Pc · r = — 0,165 · 7 750 · 7,5 = — 9 800 daN·cm

și forță axială Ne:

Ne = 0

Această solicitare este de același ordin de mărime cu cea din secțiunea B – B.

i) Verificarea secțiunii din zona de racordare a capului bielei cu corpul bielei (fig. 2.11)

În desen se determină h = 50 mm, unghiul α = 400 și distanța a = 30 mm, dintre axa șurubului bielei și centrul de greutate al secțiunii D – D.

Lățimea capului bielei b = 200 mm. Secțiunea este solicitată la încovoiere și întindere datorită forței de inerție Pi. Valoarea momentului de încovoiere este:

Mi = daN·cm

Efortul unitar se calculează:

daN/cm2

Întinderea este produsă de forța:

P’c = daN

σt = daN/cm2

Însumând cele două eforturi unitare, rezultă:

σ = σi + σt = 280 + 50 = 330 daN/cm2

Celelalte dimensiuni nu se calculează; ele se determină constructiv prin întocmirea desenului bielei.

Fig. 2.11 Verificarea secțiunii din zona de

racordare a capului bielei

Capitolul III

TEHNOLOGIA DE PRELUCRARE MECANICĂ PRIN

AȘCHIERE A PIESEI „PISTON” COMPONENTĂ A COMPRESORULUI 1V

3.1 ANALIZA CONSTRUCTIV – TEHNOLOGICĂ A PIESEI DE PRELUCRAT

Piesa de prelucrat (figura 3.1) este un piston, piesă componentă a mecanismului bielă – manivelă – piston a unui compresor 1V.

Probleme deosebite privind precizia de prelucrare și rugozitatea suprafețelor, prezintă porțiunile cilindrice Φ400 (-0,55-0,65) mm, Φ500 (-0,65-0,75) mm, Φ368 (+0,50) mm, Φ470 (+0,100) mm, filetele M20, respectiv M12.

Numărul de piese fabricate: 120 buc/an.

Reperul se execută în clasa mijlocie de execuție STAS 2300-98, iar rugozitatea suprafeței este Ra = 6,3 μm.

Piesa se execută din Fc 200, fontă cenușie cu grafit lamelar turnată în piese, STAS 568 – 82, cu o rezistență la tracțiune de 200 N/mm2.

Caracteristicile mecanice ale fontei Fc 200, se prezintă în tabelul 3.1:

Tabelul 3.1

Alte caracteristici mecanice ale epruvetelor obținute din probe turnate separat, cu diametrul brut de turnare de 30 mm, se prezintă în tabelul 3.2, pentru Fc 200 :

Fig. 3.1 Piston

Tabelul 3.2

3.2 STABILIREA TIPULUI DE SEMIFABRICAT

În construcția de mașini se folosesc ca și semifabricate materiale turnate, laminate, forjate liber sau în matriță.

Semifabricatele laminate se utilizează de regulă pentru obținerea unor piese cu diferențe mici între trepte (tronsoane). Adaosul de prelucrare pote avea, în cazul acestor semifabricate mărimi apreciabile. Metodele de determinare a adaosurilor de prelucrare totale, cât și a adaosurilor intermediare pot fi:

a) metoda experimiental-statistică, caz în care, adaosurile de prelucrare sunt acoperitoare, în scopul evitării rebuturilor de prelucrare, provocate de adaosurile prea mici;

b) metoda analitică, în care se ține seama de condițiile concrete de prelucrare și tipul semifabricatului, de traseul (intinerariul) tehnologic stabilit pentru prelucrarea piesei respective, de modul de centrare și fixare a semifabricatului, de tipul deferitelor operații și faze de prelucrare și de erorile prelucrării anterioare.

Cea mai mare parte a adaosului de prelucrare se îndepărtează la degroșare, urmând ca pentru prelucrările de finisare să se îndepărteze adaosul strict necesar scopului urmărit. Calculul analitic al adaosului de prelucrare poate conduce la economi de 6 … 15% din greutatea piesei finite, însă datorită volumului mare de calcule, metode se utilizează la producția de serie mare, precum și la piesele de dimensiuni mari sau de materiale dificitare. În cazul pieselor de serie mijlocie, serie mică și individuală, care reprezintă o pondere de 70%, când se necesită o durată scurtă a pregătirii tehnice a fabricației, se recomandă determinarea adaosurilor de prelucrare, prin metode experimental-statistică în baza standardelor în vigoare. Ținând cont de avantajele și dezavantajele fiecărui procedeu de obținere a semifabricatului precum și de natura materialului utilizat ca și de condițiile concrete existente la intreprinderea producătoare s-a ales un semifabricat turnat. Ținând seama de forma piesei (simplă, complexă), de dimensiunile relative (mici, mari), și de materialul din care se execută piesa, se alege un semifabricat laminat, forjat, matrițat, turnat sau prelucrat mecanic.

Într-un prim calcul preliminar dimensiunile semifabricatului s-au luat cu 2-5 mm/rază mai mari decât ale piesei.

Coeficientul de utilizare al materialului reprezintă procentul de material ce rămâne în piesă după prelucrare. S-a calculat în valoare absolută cu relația:

KU = (3.12)[14]

Calculul volumului semifabricatului:

VSEMIFABRICAT = π · 262 · 65 = 138041,58 cm3

Stabilirea densității materialului de prelucrat:

ρMATERIAL = 4,85 g / cm3

Calculul masei semifabricatului:

MSEMIFABRICAT = ρMAT. · VSEMIFABRICAT = 4,85 · 138041,58 = 669501,6 g = 669,5 kg

Calculul coeficientului absolut de utilizare:

KU =·100 % = ·100 % = 25,765 %

Unde m = 172,5 kg, masa piesei finite.

Având în vedere calculele și ținând cont de calitatea materialului utilizat se alege un semifabricat turnat.

3.3 STABILIREA SCHEMEI TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE ȘI ÎNTOCMIREA SCHIȚELOR FAZELOR DE LUCRU

Metodologia generală recomandă dezvoltarea simultană a mai multor variante posibile de traseu tehnologic urmând ca în etapa finală (dintre cele care nu se elimină pe parcurs) să se selecteze varianta de productivitate maximă (timp de ciclu minim). În cazul pieselor simple, pe baza experienței de programare a tehnologilor proiectanți, se pot elimina de la început soluțiile dezavantajoase, reținându-se soluția optimă care va fi proiectată și apoi aplicată în producție. Varianta optimă astfel concepută, trebuie să permită introducerea pe parcurs de noi îmbunătățiri care să conducă la micșorarea timpului pe ciclu, la creșterea durabilității sculelor etc. Traseul tehnologic va cuprinde; numărul fazei, denumirea fazei, poziția sculei, schița fazei de lucru, regimul de lucru și SDV- urile. La amplasarea sculelor și portsculelor trebuie avut în vedere ca, în timpul prelucrării, acestea să nu se deranjeze reciproc și să nu lovească dispozitivul de fixare al piesei sau alt dispozitiv aflat în zona de lucru. Schița fiecărei faze de lucru se întocmește cu linia subțire cu excepția suprafeței ce se prelucrează la faza respectivă, care se reprezintă cu linie groasa. Schița unei faze oarecare, de lucru va reprezenta piesa cu forma ei corespunzătoare dobândită până în acel moment al prelucrării. Cotarea se va face numai pentru suprafețele care se prelucrează la acea fază de lucru. Metodologia generală recomandă dezvoltarea simultană a tuturor variantelor considerate ca fiind optime până în etapa finală, când se selectează varianta cu productivitate maximă. Prelucrarea reperului piston este posibilă în mai multe feluri, prin parcurgerea succesivă a mai multor operații. Succesiunea optimă a operațiilor este aceea care asigură realizarea condițiilor tehnice prevăzute în desenul de execuție în condiții de maximă eficiență economică.

În succesiunea aleasă trebuie să se regăsească etapele tehnologice normale de prelucrare: degroșare, finisare, netezire.

Varianta aleasă trebuie să fie adaptabilă condițiilor existente în uzină:

dotarea cu mașini-unelte;

forță de muncă existentă.

Deoarece pistonul nu constituie un unicat se va alege un itinerariu tehnologic bazat pe mașini-unelte universale existente în dotarea uzuală a atelierelor de prelucrare mecanică.

Pentru piesa din figura 3.1 fișa tehnologică de prelucrare este prezentată în continuare:

010 – Recepție semifabricat.

020 – Strunjire eboșare.

030 – Centruire.

040 – Strunjire degroșare.

050 – Strunjire finisare.

060 – Găurire 16 x Φ8 echidistante.

070 – Rectificare rotundă exterioară Φ400, respectiv Φ500 – formular.

080 – Rectificare rotundă interioară Φ90.

090 – Ajustare.

100 – Control final.

3.4 CALCULUL ADAOSURILOR DE PRELUCRARE PENTRU SUPRAFAȚA CILINDRICĂ EXTERIOARĂ Φ400

Se determină cunoscând mărimea adaosului de prelucrare, pentru operația sau faza considerată, ținând cont de relațiile de calcul din [13].

a) pentru suprafețe de revoluție exterioare, cu adaos de prelucrare simetric

2ACmin =amin – bmin (5.18)

2ACmax =amax -bmax (5.19)

Ținând seama de relațiile:

amax =amin + Ta (5.20)

bmax =bmin +Tb (5.21)

2ACmax =amin +Ta – bmin -Tb (5.22)

b) pentru suprafețe de revoluție interioare, cu adaos de prelucrare simetric:

2ACmin = bmax -amax (5.25)

2ACmax =bmin -amin (5.26)

La calculul dimensiunilor intermediare ale semifabricatului, se începe de la operația sau faza precedentă.

Pentru determinarea dimensiunilor semifabricatului brut, se pleacă de la dimensiunea piesei, la cere se adaugă adaosurile de prelucrare intermediare, considerate în ordine inversă a prelucrării.

Calculul adaosurilor de prelucrare, pentru suprafața cilindrică Φ400, se face considerând operațiile și fazele necesare prelucrării în ordinea inversă.

Pentru că adaosul de prelucrare este simetric, se utilizează relațiile din [13].

a) Rectificarea de finisare

TP =54 μm, (STAS 8101-98)

HP =5 μm, tab.(5.2)

SP=0, (deoarece în cazul prelucrării semifabricatelor care au fost supuse la tratamente termochimice, din expresia adaosului de prelucrare se elimină valoarea lui SP, în scopul păstrării stratului tratat termochimic)

ρP =ΔC lC +ЄCentr.

ΔC =0,05 μm/mm, tab.(5.5), curbura specifică

lC =613 mm

ЄCentr=0, eroarea de bazare în direcția radială, la instalarea semifabricatelor între vărfuri

ρP =0.05 613 +0 =30,65 μm, unde ЄC =0

Înlocuind datele în relația de calcul a adaosului de prelucrare:

2AC1 =54 + 2(5 + 0) +2(30,65 + 0)=125,3 μm

Se calculează diametrul intermediar, înaintea rectificării de finisare:

d1max = bmax + 2ACmax =400 + 0,125 = 400,125 mm

d1min = d1max – Ta = 400,125 – 0,054 = 400,071 mm

b)Rectificarea de degroșare

TP = 100 μm

HP = 20 μm

SP = 10

ΔC = 0,5 μm/mm

ρP =ΔC lC +ЄCentr = 0,5680 + 0 = 340 μm

Adaosul de prelucrare, se calculează cu relația:

2AC2 = 100+2(20+ 10) + 2(340+0) = 840 μm

Adaosul intermediar înaintea rectificării de degroșare va fi :

d2max = 400,125 + 0,840 = 400,965 mm

d2min = 400,965 – 0,100 = 400,865 mm

c) Strunjire de finisare

TP =340 μm

HP =25 μm

SP =25 μm

ρP + ЄC =0,96 ЄCentr + 0,4 ρP (5.11)

ρP =0,96 ЄCentr + 0,4 ΔC lC

ЄCentr = 25 μm tab. (5.7)

ΔC = 0,1 μm/mm tab. (5.5)

ρP =0,96 25 + 0,40,1 680 = 51,2 μm

ЄC =0

Adaosul de prelucrare, se calculează cu relația:

2AC3 = 340 + 2(25 + 25) + 2(51,2 + 0) = 542,4 μm

Se calculează diametrul intermediar înaintea strunjirii de finisare:

d3max = 400,965 + 0,542 = 401,507 mm

d3min = 401,507 – 0,340 = 401,167 mm

d)Strunjire de degroșare

Adaosul de prelucrare se calculează folosind următoarele date:

TP = 680 μm tab. (5.6)

HP = SP= 50 μm (semifabricat neprelucrat prin așchiere, laminat la cald)

ρP =0,96 ЄCentr + 0,4 ΔC lC

ЄCentr = 400 μm tab. (5.6)

ΔC = 1,5 μm/mm tab. (5.4)

lC = 680 mm

ρP =0,96 400 + 0,4 1,5 680 = 792 μm, unde ЄC =0

Adaosul de prelucrare, va fi :

2AC4 = 680 + 2(50 + 50) + 2(792 + 0) = 2464 μm

Diametrul semifabricatului laminat, înaintea strunjirii de degroșare va fi:

d4 = 401,507 + 2,464 = 404 mm

Se va alege din STAS 333/91, un semifabricat turnat cu diametrul Φ420 mm.

Adaosul real la degroșare va fi:

2AC4 = d4 – d3max = 420 – 404 = 16 mm

e) Pentru suprafața frontală, L = 613 mm

Din tabelul (5.3), se obțin :

TP = 3500 μm

HP = SP = 150 μm

ρP = 550 μm

Є0 =Єf=100 μm, tab.(5.9),eroarea de fixare la instalarea semifabricatului în universal cu trei bacuri

Pentru prelucrarea suprafețelor frontale, adaosul de prelucrare se calculează cu relația:

2AC =TP+2(Hp+Sp) + 2(ρP +Єf) =3500 + 2(150 +150) +2(550+100)=

= 5400 μm = 5,4 mm

Dimensiunile înainte de strunjire, vor fi:

Lmax =L +2AC = 613 + 5,4 = 618,4 mm

Lmin =Lmax –TP = 618,4 – 3,5 = 614,9 mm

3.5 CALCULUL REGIMURILOR RAȚIONALE DE AȘCHIERE

Se vor calcula regimurile de așchiere pentru 3 operații:

strunjire cilindrică exterioară degroșare;

strunjire cilindrică exterioară finisare;

găurire;

Calculul regimurilor raționale de așchiere se va face utilizând relațiile de calcul din [13].

a) Strunjire – degroșare

Materialul de prelucrat Fc 200.

D1= 415 mm, diametrul piesei înainte de prelucrare

Dp= 407 mm, diametrul piesei prelucrate

adâncimea de așchiere la strunjirea longitudinală, t(mm):

tL = = 4 mm

numărul de treceri nt:

nt = 2

adaosul de prelucrare, ap(mm):

ap = 2 mm = t

Se impune obținerea unei rugozități de 6,3 μm, strunjirea se execută pe un strung SN 400×1500, cu un cuțit armat cu plăcuță din carburi metalice, P10 (grupa de utilizare), având ж=600; жs=150; rε=1 mm, fața de degajare plană cu γ=00 și secțiune transversală a corpului cuțitului ς=20×20 mm2.

avansul pentru strunjirea de degroșare, se ia din tabelul (2.30):

fL = fT = 1,3 mm/rot,

avans ce se poate realiza la strungul SN 400×1500, tabelul (1.30).

viteza economică de așchiere, se calculează cu formula:

[m/min] (1.3)

unde:

Cv – coeficient funcție de caracteristica materialului de prelucrat și materialul sculei așchietoare cu răcire

Cv = 285; xv = 0,18; yv = 0,45; n=1,75;

tab.(2.4)[13] pentru fontă cu HB = 163

xv, yv, n – exponenții adâncimii de așchiere, avansului și durității, tab.(2.4)[13]

T = 90 min – duritatea sculei așchietoare

m = 0,125 – exponentul durabilității, tab.(2.3)[13]

t = 2 mm – adâncimea de așchiere

f = 1,3 mm/rot – avansul de așchiere

kv = k1. k2. k3. k4. k5. k6. k7. k8. k9

k1…k9.- coeficienți cu valori prezentate în continuare

Cuțit 20 x 20 mm2 : ASecțiune transversală = 400 mm2 =0,08 – pentru fontă

k1 – coeficient funcție de influența secțiunii transversale

tab.(2.4)[13]

k2 – coeficient funcție de unghiul de atac principal

tab.(2.6)[13]

unde: φ= 0,3 – exponent funcție de materialul cuțitului P10

k3 – coeficient funcție de unghiul de atac secundar

tab.(2.7)[13]

unde: a = 10

k4 – coeficient funcție de influența razei de racordare a vârfului cuțitului

tab.(2.9)[13]

unde: μ= 0,1 – pentru degroșare

k5 = 0.85; tab.(2.11)[13]

k6 = 1; tab.(2.12)[13]

k7 = 1; fontă

k8 = 1 ; pentru forma plană a suprafeței de degajare

kv = 0,968 0,9173 0.9641 0,933 1 1 1 1 1 = 0.6789

Viteza de așchiere va fi :

Se calculează turația piesei:

Se recomandă n 800, pentru degroșare.

Se alege imediat turația inferioară sau superioară din gama de turații ale M.U.

n = 96 rot/min, turație aleasă din gama M.U.

Recalcularea vitezei reale:

viteza de avans vf = n f = 96 1.3 = 124.8 mm/min

Se calculează forțele de așchiere tangențială, respectiv radială cu formulele:

Fz= [daN] (1.6)

Fy= [daN] (1.7)

CFz, CFy, coeficienți dați în tabelul (1.18), funcție de materialul de prelucrat:

CFz= 27.9; CFy=0,0027;

xFz, xFy, yFz, yFy, exponenți funcție de materialul de prelucrat, dați în tabelul (2.19):

xFz=1; xFy=0,9; yFz=0,75; yFy=0,75;

nz, ny, exponenți funcție de materialul de prelucrat, tabelul (2.20):

nz= 0,35; ny= 2;

Coeficienții globali de corectare a forțelor de așchiere KFz, KFy, se determină cu relațiile:

KFz= KnzKҗzKrzKhzKγz (1.8)

KFy= KnyKҗyKryKhyKγy (1.9)

unde:

Knz, Kny, coeficienți de corecție funcție de materialul de prelucrat, tabelul (2.21)

Knz= Kny=1;

Kҗz, Kҗy, coeficienți de corecție funcție de unghiul de atac principal, tabelul (2.22)

Kҗz=0,98; Kҗy=0,71;

Krz, Kry, coeficienți funcție de raza de rotunjire de la vârf, tabelul (2.23)

Krz=

Krz=

Kγz, Kγy, coeficienți funcție de unghiul de degajare, tabelul (2.24)

Kγz=1; Kγy=1;

Khz, Khy, coeficienți funcție de uzura pe fața de așezare, tabelul (2.25)

Khz=0,98; Khy=0,82;

KFz=1 0,98 0,933 1 0,98 = 0,896

KFy=1 0,71 0,8122 1 0,82 = 0,4728

Se obțin componentele forței de așchiere:

Fz = 27.9 21 1,30,75 1630,35 0,896 = 362.96 daN

Fy = 0,0027 20,9 1,30,75 1632 0,4728 = 77.055 daN

Puterea de așchiere se calculează cu:

Pa= [kw] (2.10)

Pa=kw

Se consideră mașina unealtă are randamentul η=0,7, astfel se verifică puterea motorului:

PMu η = 11 0,7 = 7.7 kw

Pa ≤ PMu η

Momentul de torsiune rezultant, se calculează cu:

Mt = [daNm]

Mt = daN m

b) Strunjire – finisare

Materialul de prelucrat Fc 200.

D1= 407 mm, diametrul piesei înainte de prelucrare

Dp= 406 mm, diametrul piesei prelucrate

adâncimea de așchiere la strunjirea longitudinală, t(mm):

tL = = 0.5 mm

numărul de treceri nt:

nt = 1

adaosul de prelucrare, ap(mm):

ap = 0.5 mm = t

Se impune obținerea unei rugozități de 3.2 μm, strunjirea se execută pe un strung SN 400×1500, cu un cuțit armat cu plăcuță din carburi metalice, P30 (grupa de utilizare), având ж=600; жs=150; rε=1 mm, fața de degajare plană cu γ=00 și secțiune transversală a corpului cuțitului ς=20×20 mm2.

avansul pentru strunjirea de degroșare, se ia din tabelul (2.30):

fL = fT = 0.375 mm/rot,

avans ce se poate realiza la strungul SN 400×1500, tabelul (1.30).

viteza economică de așchiere, se calculează cu formula:

[m/min] (1.3)

unde:

Cv – coeficient funcție de caracteristica materialului de prelucrat și materialul sculei așchietoare fără răcire

Cv = 267; xv = 0,18; yv = 0,35; n=1,75;

tab.(2.4)[13] pentru fontă cu HB = 163

xv, yv, n – exponenții adâncimii de așchiere, avansului și durității, tab.(2.4)[13]

T = 90 min – duritatea sculei așchietoare

m = 0,125 – exponentul durabilității, tab.(2.3)[13]

t = 2 mm – adâncimea de așchiere

f = 1,3 mm/rot – avansul de așchiere

kv = k1. k2. k3. k4. k5. k6. k7. k8. k9

k1…k9.- coeficienți cu valori prezentate în continuare

Cuțit 20 x 20 mm2 : ASecțiune transversală = 400 mm2 =0,08 – pentru fontă

k1 – coeficient funcție de influența secțiunii transversale

tab.(2.4)[13]

k2 – coeficient funcție de unghiul de atac principal

tab.(2.6)[13]

unde: φ= 0,3 – exponent funcție de materialul cuțitului P10

k3 – coeficient funcție de unghiul de atac secundar

tab.(2.7)[13]

unde: a = 10

k4 – coeficient funcție de influența razei de racordare a vârfului cuțitului

tab.(2.9)[13]

unde: μ= 0,2 – pentru finisare

k5 = 0.85; tab.(2.11)[13]

k6 = 1; tab.(2.12)[13]

k7 = 1; fontă

k8 = 1 ; pentru forma plană a suprafeței de degajare

kv = 0,968 0,9173 0.9641 0,8705 1 1 1 1 1 = 0.6334

Viteza de așchiere va fi :

Se calculează turația piesei

Se alege imediat turația inferioară sau superioară din gama de turații ale M.U.

n = 150 rot/min, turație aleasă din gama M.U.

Recalcularea vitezei reale:

viteza de avans vf = n f = 150 0,375 = 53,25 mm/min

Se calculează forțele de așchiere tangențială, respectiv radială cu formulele:

Fz= [daN] (1.6)

Fy= [daN] (1.7)

CFz, CFy, coeficienți dați în tabelul (1.18), funcție de materialul de prelucrat:

CFz= 27.9; CFy=0,0027;

xFz, xFy, yFz, yFy, exponenți funcție de materialul de prelucrat, dați în tabelul (2.19):

xFz=1; xFy=0,9; yFz=0,75; yFy=0,75;

nz, ny, exponenți funcție de materialul de prelucrat, tabelul (2.20):

nz= 0,35; ny= 2;

Coeficienții globali de corectare a forțelor de așchiere KFz, KFy, se determină cu relațiile:

KFz= KnzKҗzKrzKhzKγz (1.8)

KFy= KnyKҗyKryKhyKγy (1.9)

unde:

Knz, Kny, coeficienți de corecție funcție de materialul de prelucrat, tabelul (2.21)

Knz= Kny=1;

Kҗz, Kҗy, coeficienți de corecție funcție de unghiul de atac principal, tabelul (2.22)

Kҗz=0,98; Kҗy=0,71;

Krz, Kry, coeficienți funcție de raza de rotunjire de la vârf, tabelul (2.23)

Krz=

Krz=

Kγz, Kγy, coeficienți funcție de unghiul de degajare, tabelul (2.24)

Kγz=1; Kγy=1;

Khz, Khy, coeficienți funcție de uzura pe fața de așezare, tabelul (2.25)

Khz=0,98; Khy=0,82;

KFz=1 0,98 0,933 1 0,98 = 0,896

KFy=1 0,71 0,8122 1 0,82 = 0,4728

Se obțin componentele forței de așchiere:

Fz = 27.9 0,51 0,3750,75 1630,35 0,896 = 35,62 daN

Fy = 0,0027 0,50,9 0,3750,75 1632 0,4728 = 8,7098 daN

Puterea de așchiere se calculează cu:

Pa= [kw] (2.10)

Pa=kw

Se consideră mașina unealtă are randamentul η=0,7, astfel se verifică puterea motorului:

PMu η = 11 0,7 = 7.7 kw

Pa ≤ PMu η

Momentul de torsiune rezultant, se calculează cu:

Mt = [daNm]

Mt = daN m

c) Găurire

Date inițiale de calcul:

Ds =8 mm, diametrul burghiului;

l=30 mm, adâncimea alezajului.

Se alege un burghiu din fontă rapid, pentru prelucrarea materialului: Fc 200.

unghiul la vârf 2ж=1200;

avansul la găurire fa, tabelul (1.34)[13], fa=0,25 mm/rot.

Avansul astfel ales se corectează cu un coeficient Kls, astfel:

Kls=0,9 pentru l ≤ 5ds

Kls=0,8 pentru 5ds< l ≤ 7ds

Kls=0,75 pentru 7ds< l ≤ 10ds

Se mai înmulțește cu un coeficient K=0,75, pentru un sistem cu rigiditate medie.

f = fa · Kls · K=0,25 · 0,75 · 0,9 = 0,1687 mm/rot

Se alege avansul f = 0,16 mm/rot, existent la mașina de găurit G 25.

Viteza economică de așchiere, se determină cu relația:

ve= [m/min] (3.3)[13]

Valorile coeficientului Cv și ale exponenților yv, zv, mv, se dau în tabelul (1.35)[13], astfel:

Cv=7; zv=0,4; yv=0,5; mv=0,2

T=12 min, durabilitatea economică, tabelul (1.33)[13]

Kv, coeficient de corecție din tabelul (1.33), se calculează cu relația:

Kv=Km · KT · KL · Ksm (1.33)[13]

unde:

Km, coeficient funcție de materialul de prelucrat, tabelul (1.36)[13];

Km=

KT, coeficient funcție de raportul durabilităților reală (Tr) și recomandată (T), tabelul (1.36)[13];

KT=1

KL, coeficient funcție de lungimea găurii și diametrul acesteia, tabelul (1.36)[13];

KL=1

Ksm, coeficient funcție de starea materialului, tabelul (1.36)[13].

Ksm=0,95

Kv=0,909 ·1 · 1 · 0,95=0,8635

Viteza economică de așchiere, va fi:

ve= m/min

Se calculează turația sculei așchietoare, n [rot/min]:

ns===840,35 rot/min

Se alege n=850 rot/min, turație existentă la mașina de găurit G 25.

Se recalculează viteza de așchiere reală:

ve==21,36 m/min

Forța axială și momentul de așchiere la găurire, se calculează cu relațiile:

F= [daN] (1.35)[13]

· M= [daNmm] (1.34)[13]

Valorile coeficienților CF, CM și ale exponenților xF, yF, xM, yM, se extrag din tabelul (1.36)[13]:

CF=63; CM=6,7; xF=1,07

yF=0,72; xM=1,71; yM=0,84; HB=207

KF, coeficient de corecție obținut ca produs al coeficienților:

KF=KӨF · KҗF · KaF (1.36)[13]

Pentru Ө=0,18; grosimea relativă, tabelul (1.41)[13], se aleg:

Date inițiale: KӨF=0,19; KM=1,11

KaF=1; tabelul (1.38)[13]

KҗF=1; tabelul (1.39)[13]

KF=1 ·1 · 1,19=1,19

F=63 · 81,07 · 0,160,72 · 1,19 = 190,38 daN

M=6,7 · 81,71 · 0,160,84 · 1,11 = 58,27 daNmm

Puterea de așchiere la găurire:

Pa=kw

Date inițiale: randamentul mașinii de găurit G 25, ηp=0,8

puterea nominală a mașinii unelte PME= 3 kw

Pa ≤ PE · ηp

0,508 ≤ 3 · 0,8 = 2,4 kw

3.6 NORMAREA TEHNICĂ A OPERAȚIILOR DE AȘCHIERE

Norma tehnică de timp este durata necesară pentru executarea unei operații în condiții tehnico-economice determinate și cu folosirea cea mai rațională a tuturor mijloacelor de producție.

În norma tehnică de timp intră o sumă de timpi, astfel:

[min] (12.1)[13]

unde:

Tu – timpul normat pe operație;

tb – timpul de bază (tehnologic, de mașină);

ta – timpul auxiliar;

ton – timp de odihnă și necesități firești;

td – timp de deservire tehnico-organizatorică;

tpi – timp de pregătire-încheiere;

N – lotul de piese care se prelucrează la aceeași mașină în mod continuu.

Suma dintre timpul de bază și timpul auxiliar se numește timp efectiv sau timp operativ. Algoritmul pentru calculul normei de timp, se găsește în [13].

Timpul de bază se poate calcula analitic cu relația:

[min] (12.2)[13]

unde:

L – lungimea de prelucrare, [mm];

L1 – lungimea de angajare a sculei, [mm];

L2 – lungimea de ieșire a sculei, [mm];

i – numărul de treceri;

n – numărul de rotații pe minut;

f – avansul, [mm/rot].

a) Strunjire – degroșare

Timpul de bază tb, se determină cu relația (3.12)[13]:

tB= [min]

Date inițiale:

n = 96 rot/min, turația piesei;

f = 1,3 mm/rot, avansul;

vf = n x f = 124,8 mm/min, viteza de avans;

l = 145 mm, lungimea suprafeței prelucrate;

t = 2 mm, adâncimea de așchiere;

tb= min

Timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei, ta, tab.(3.68):

Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(3.79):

Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(3.79):

Timpul de odihnă și necesități firești, ton, tab.(3.80):

Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(3.65):

Tpi = 18 min

Lotul de piese: n = 10 buc.

Norma de timp la strunjire degroșare:

min

b) Strunjire – finisare

Timpul de bază tb, se determină cu relația (3.12)[10]:

tB= [min]

Date inițiale:

n = 150 rot/min, turația piesei;

f = 0,375 mm/rot, avansul;

vf = n x f = 56,25 mm/min, viteza de avans;

l = 150 mm, lungimea suprafeței prelucrate;

t= 0,5 mm, adâncimea de așchiere;

tb= min

Timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei, ta, tab.(3.68):

Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(3.79):

Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(3.79):

Timpul de odihnă și necesități firești, ton, tab.(3.80):

Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(3.65):

Tpi = 18 min

Lotul de piese: n =10 buc.

Norma de timp la strunjire finisare:

min

c) Găurire

Timpul de bază, tb, se calculează conform relației de calcul din tabelul (9.2)[13]:

0,257 min

Unde:

l =30 mm;

l1 = =1,5 mm;

l2 =(0,5……4) =3,5 mm.

Timpul ajutător pentru prinderea și desprinderea piesei, ta, tab.(9.50):

Timpul de deservire tehnică, tdt, tab.(9.54)

Timpul de deservire organizatorică, tdo, tab.(9.54):

Timpul de odihnă și necesități firești, ton, tab.(9.55):

Timpul de pregătire-încheiere, Tpi, tab.(9.1):

Tpi = 13 min

Lotul de piese: n = 10 buc.

Norma de timp la găurire I:

min

3.7 ALEGEREA MAȘINILOR UNELTE ȘI A S.D.V.- URILOR

Caracteristicile tehnice principale ale strungului universal SN 400×1500, se prezintă în tabelul 3.3:

Tabelul 3.3

Din tabelul (2.1) [13], se alege o mașină de găurit verticală și universală, G25, ale cărei caracteristici tehnice principale se prezintă în tabelul 3.5:

Tabelul 3.5

Din tabelul (10.10)[13], se alege mașina de rectificat interior ale cărei caracteristici principale sunt prezentate în tabelul 3.4:

Tabelul 3.4

Capitolul IV

CALCULUL COSTULUI DE PRELUCRARE AL „PISTONULUI” COMPONENTĂ A COMPRESORULUI 1V

Calculul costului de prelucrare al piesei „piston” se face utilizând relațiile de calcul din tabelul 10.5 [11].

Relația de calcul pentru costul total este:

CP = CMAT. + CMAN. [EURO/buc]

Unde:

CMAT., cheltuielile cu materialele [EURO/buc];

CMAN., cheltuielile cu manopera [EURO/buc].

Cheltuielile cu materialele s-au evaluat în funcție de prețul unui kilogram de material utilizat în baza relației:

CMAT. = Pkg · msf [EURO/buc]

Unde:

msf = 669,5 kg, masa semifabricatului – produs turnat;

P1kg = 1,5 E, prețul unui kilogram de fontă FC 200.

Rezultă, cheltuielile materiale:

CMAT. = 1,5 · 669,5 = 1004,25 [EURO]

În cele ce urmează se calculează cheltuielile cu salariile directe utilizând relația:

CSD = Nt · St [EURO/buc]

Unde:

Nt, norma tehnică de timp a operației de așchiere, [ore];

St, salariul tarifar pe oră al operatorului pentru operația de așchiere respectivă, [EURO/buc];

Se calculează cheltuielile cu manopera pentru cele 3 operații de așchiere, reprezentative ale „pistonului”:

strunjire degroșare;

strunjire finisare;

găurire.

Pentru calculul cheltuielilor cu manopera se consideră într-o primă etapă cele 5 norme tehnice de timp aferente operațiilor de așchiere, (normele tehnice de timp au fost calculate în capitolul 3) :

Nt1 = NtSdeg. = 4,786 min = 0,08 ore;

Nt2 = NtSfin. = 6,415 min = 0,106 ore;

Nt3 = NtGăurire = 9,53 min = 0,158 ore;

Nt4 = NtGăurire II. = 5,05 min = 0,084 ore;

Nt5 = NtFiletare = 15,966 min = 0,266 ore;

Salariile directe pentru cele 5 operații de așchiere, sunt următoarele:

St1 = 1,25 E/h, salariul tarifar pe oră la strunjire degroșare;

St2 = 2 E/h, salariul tarifar pe oră la strunjire finisare;

St3 = 1,75 E/h, salariul tarifar pe oră la găurire I;

St4 = 2 E/h, salariul tarifar pe oră la găurire II;

St5 = 2,5 E/h, salariul tarifar pe oră la filetare.

a) Strunjire degroșare

Se calculează cheltuielile cu salariile directe la strunjire degroșare utilizând relația:

CSD = Nt1 · St1 = 0,08 · 1,25 = 0,1 EURO/buc

Pentru o regie a secției de 250%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSisectie = CSD · [EURO/buc]

CSisectie = 0,1 · = 0,25 EURO/buc

Dacă firma are o regie de 140%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSifirma = CSD · [EURO/buc]

CSifirma = 0,1 · = 0,14 EURO/buc

Toate cheltuielile cu salariile indirecte se calculează cu relația următoare:

CSI = CSisectie + CSifirma [EURO/buc]

CSI = 0,25 + 0,14 = 0,39 EURO/buc

Cheltuielile cu salariile fără contribuția la stat se determină astfel:

CSA = CSD + CSI [EURO/buc]

CSA = 3,1 + 0,39 = 3,49 EURO/buc

Aplicând cotele de contribuție la stat se obțin următoarele valori:

pentru o cotă de asigurări sociale de 24,5%:

CCAS = CSA · [EURO/buc]

CCAS = 0,49 · = 0,12 EURO/buc

pentru o cotă de sănătate de 7%:

CCASS = CSA · [EURO/buc]

CCASS = 0,49 · = 0,034 EURO/buc

pentru o cotă de șomaj de 3,5%:

CȘOMAJ = CSA · [EURO/buc]

CȘOMAJ = 0,49 · = 0,017 EURO/buc

pentru o cotă de accidente de 0,5%:

CACCID. = CSA · [EURO/buc]

CACCID. = 0,49 · = 0,0024 EURO/buc

Rezultă, totalul contribuției la stat:

CCONTRIB STAT = CCAS + CCASS + CȘOMAJ + CACCID. [EURO/buc]

CCONTRIB STAT = 0,12 + 0,034 + 0,017 + 0,0024 = 0,1734 EURO/buc

Cheltuielile cu manopera la strunjire degroșare sunt:

CMANOP. = CSA + CCONTRIB STAT [EURO/buc]

CMANOP. = 3,49 + 0,1734 = 3,664 EURO/buc

b) Strunjire finisare

Se calculează cheltuielile cu salariile directe la strunjire finisare utilizând relația:

CSD = Nt2 · St2 = 0,106 · 2 = 0,212 EURO/buc

Pentru o regie a secției de 250%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSisectie = CSD · [EURO/buc]

CSisectie = 0,212 · = 0,53 EURO/buc

Dacă firma are o regie de 140%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSifirma = CSD · [EURO/buc]

CSifirma = 0,212 · = 0,297 EURO/buc

Toate cheltuielile cu salariile indirecte se calculează cu relația următoare:

CSI = CSisectie + CSifirma [EURO/buc]

CSI = 0,53 + 0,297 = 0,827 EURO/buc

Cheltuielile cu salariile fără contribuția la stat se determină astfel:

CSA = CSD + CSI [EURO/buc]

CSA = 4,212 + 0,827 = 4,039 EURO/buc

Aplicând cotele de contribuție la stat se obțin următoarele valori:

pentru o cotă de asigurări sociale de 24,5%:

CCAS = CSA · [EURO/buc]

CCAS = 1,039 · = 0,255 EURO/buc

pentru o cotă de sănătate de 7%:

CCASS = CSA · [EURO/buc]

CCASS = 1,039 · = 0,072 EURO/buc

pentru o cotă de șomaj de 3,5%:

CȘOMAJ = CSA · [EURO/buc]

CȘOMAJ = 1,039 · = 0,036 EURO/buc

pentru o cotă de accidente de 0,5%:

CACCID. = CSA · [EURO/buc]

CACCID. = 1,039 · = 0,0052 EURO/buc

Rezultă, totalul contribuției la stat:

CCONTRIB STAT = CCAS + CCASS + CȘOMAJ + CACCID. [EURO/buc]

CCONTRIB STAT = 0,255 + 0,072 + 0,036 + 0,0052 = 0,37 EURO/buc

Cheltuielile cu manopera la strunjire finisare sunt:

CMANOP. = CSA + CCONTRIB STAT [EURO/buc]

CMANOP. = 4,039 + 0,37 = 4,409 EURO/buc

c) Găurire

Se calculează cheltuielile cu salariile directe la găurire utilizând relația:

CSD = Nt3 · St3 = 0,158 · 1,75 = 0,2765 EURO/buc

Pentru o regie a secției de 250%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSisectie = CSD · [EURO/buc]

CSisectie = 0,2765 · = 0,69 EURO/buc

Dacă firma are o regie de 140%, cheltuielile cu salariile indirecte sunt:

CSifirma = CSD · [EURO/buc]

CSifirma = 0,2765 · = 0,387 EURO/buc

Toate cheltuielile cu salariile indirecte se calculează cu relația următoare:

CSI = CSisectie + CSifirma [EURO/buc]

CSI = 0,69 + 0,387 = 1,07 EURO/buc

Cheltuielile cu salariile fără contribuția la stat se determină astfel:

CSA = CSD + CSI [EURO/buc]

CSA = 5,2765 + 1,07 = 6,3465 EURO/buc

Aplicând cotele de contribuție la stat se obțin următoarele valori:

pentru o cotă de asigurări sociale de 24,5%:

CCAS = CSA · [EURO/buc]

CCAS = 1,3536 · = 0,33 EURO/buc

pentru o cotă de sănătate de 7%:

CCASS = CSA · [EURO/buc]

CCASS = 1,3536 · = 0,095 EURO/buc

pentru o cotă de șomaj de 3,5%:

CȘOMAJ = CSA · [EURO/buc]

CȘOMAJ = 1,3536 · = 0,05 EURO/buc

pentru o cotă de accidente de 0,5%:

CACCID. = CSA · [EURO/buc]

CACCID. = 1,3536 · = 0,006 EURO/buc

Rezultă, totalul contribuției la stat:

CCONTRIB STAT = CCAS + CCASS + CȘOMAJ + CACCID. [EURO/buc]

CCONTRIB STAT = 0,33 + 0,095 + 0,05 + 0,006 = 0,48 EURO/buc

Cheltuielile cu manopera la găurire I sunt:

CMANOP. = CSA + CCONTRIB STAT [EURO/buc]

CMANOP. = 6,3536 + 0,48 = 6,8265 EURO/buc

Se calculează cheltuielile cu manopera pentru piesa „piston”:

CMANOP. = = 3,6634 + 4,409 + 6,8265 = 14,899 EURO/buc

Ținând cont de cheltuielile materiale și de cheltuielile cu manopera se obține un cost de prelucrare estimativ:

CP = CMAT. + CMANOP. [EURO/buc]

CP = 1004,25 + 14,899 = 1019,15 EURO/buc

Pentru o marjă de profit m = 15% se obține prețul la producător fără TVA:

P = CP · [EURO/buc]

P = 1019,15 · = 1172 EURO/buc

Prețul la producător cu TVA al piesei „piston” va fi:

PTVA = P · [EURO/buc]

PTVA = 1172 · = 1394,7 EURO/buc

PTVA = 1394,7 EURO/buc = 5579 LEI

La cursul valutar de 1 EURO = 4 LEI.

Acest model este utilizat în antecalculul prețului.

După prelucrarea piesei „piston” se recomandă ajustarea prețului în funcție de costurile reale.

Capitolul V

NORME SPECIFICE DE SECURITATEA MUNCII PENTRU

PRELUCRAREA METALELOR PRIN AȘCHIERE

Înainte de începerea lucrului muncitorul va controla starea mașinii, a dispozitivelor de comandă (pornire, oprire și schimbare de sens a mașinii), existența și starea dispozitivelor de protecție și a grătarelor din lemn.

Lucrătorul ce deservește mașina-unealtă acționată electric va verifica zilnic:

integritatea sistemului de închidere a carcaselor de protecție;

starea de contact între bornele de legare la pământ și conductorul de protecție;

continuitatea legăturii la centura de pământare.

Lucrătorilor ce deservesc mașinile-unelte nu li se permite să execute lucrări de reparații la mașini sau la instalații electrice.

Obligatoriu agregatul sau mașina-unealtă vor fi oprite și scula îndepărtată în următoarele situații:

la fixarea sau scoaterea piesei de prelucrat din dispozitivele de prindere atunci când mașina nu are dispozitiv special care permite executarea acestor operații în timpul funcționării mașinii;

la măsurarea manuală a pieselor de prelucrat:

la schimbarea sculelor și dispozitivelor;

la oprirea motorului transmisiei;

se vor deconecta motoarele electrice de alimentare ale mașinii-unelte la părăsirea locului de muncă sau a zonei de deservire;

la orice întrerupere a curentului electric;

la curățirea și ungerea mașinii și la îndepărtarea așchiilor;

la constatarea oricăror defecțiuni de funcționare.

Așchiile și pulberile se îndepărtează cu ajutorul măturilor sau periilor speciale și a cârligelor. Se interzice înlăturarea așchiilor cu mâna. Evacuarea deșEUROilor de la mașină se face ori de câte ori prezența lor este stânjenitoare. Piesele prelucrate, materialele, deșEUROile se vor așeza în locuri stabilite pentru a nu împiedica mișcările lucrătorilor.

Petele de ulei de pe grătare sau paviment se înlătură prin acoperire cu rumeguș.

a) Norme de securitate la prelucrarea metalelor prin strunjire

Fixarea cuțitelor de strung în suport se va face astfel încât înălțimea cuțitului să corespundă procesului de așchiere.

Fixarea cuțitului în suport se face cu toate șuruburile din dispozitivul port-sculă.

Partea din cuțit ce iese din suport nu va depăși de 1,50 ori înălțimea corpului cuțitului pentru strunjirea normală. La montarea și demontarea mandrinelor universalelor și platourilor de strung se vor folosi dispozitive de susținere și deplasare.

La fixarea și scoaterea pieselor din universal se vor utiliza chei corespunzătoare fără prelungitoare din țeavă sau alte pârghii. La fixarea pieselor în universalul strungului se va respecta condiția L ≤ 3D, unde D și L sunt lungimea și diametrul piesei de prelucrat. Se vor folosi lunete, la prelucrarea pieselor lungi, pentru susținere.

La fixarea piesei între vârfuri se va fixa rigid păpușa mobilă, iar pinola se va bloca în poziție de strângere. Slăbirea piesei din pinola păpușii mobile se va face numai după oprirea strungului:

înaintea începerii lucrului strungarul va verifica starea fizică a fiecărui bac de strângere;

înainte de începerea lucrului strungarul va verifica dacă modul în care este ascuțit cuțitul de strung și dacă profilul acestuia corespund prelucrării pe care trebuie să o execute precum si materialului din care este confecționată piesa.

Cuțitele prevăzute cu plăcuțe din carburi metalice sau ceramice vor fi ferite de șocuri mecanice. Angajarea cuțitului în material se va face fin, după punerea în mișcare a piesei de prelucrat. La sfârșitul prelucrării se va îndepărta mai întâi cuțitul și apoi se va opri mașina. La prelucrarea între vârfuri se vor folosi numai antrenoare de tip protejat sau șaibe de antrenare protejate. Se interzice urcarea pe platoul strungului carusel în timp ce acesta este conectat la rețeaua de alimentare. Se interzice așezarea sculelor și pieselor pe platou, dacă utilajul este conectat la rețeaua electrică de alimentare. Pe strungurile automate se vor prelucra numai bare drepte, teșite la ambele capete.

b) Norme de securitate la prelucrarea materialelor prin găurire, alezare, honuire

Mandrinele pentru fixarea burghielor și alezoarelor se vor strânge și desface numai cu chei adecvate, care se scot înainte de pornirea mașinii. Burghiul sau alezorul din mandrina de prindere va fi centrat și fixat. Scoaterea burghiului sau alezorului din mandrină se va face numai cu ajutorul unei scule speciale. Se interzice folosirea burghielor, alezoarelor sau sculelor de honuit cu cozi uzate sau care prezintă crestături. urme de lovituri.

Este interzisă folosirea burghielor necorespunzătoare sau prost ascuțite.

Ascuțirea burghielor se va face numai cu burghiul fixat în dispozitive speciale.

Cursa sculei se va regla în așa fel, încât aceasta să se poată retrage cât mai mult la fixarea sau desprinderea piesei. Înaintea fixării piesei pe masa mașinii se vor curăța canalele de așchii. Prinderea și desprinderea piesei pe și de pe masa mașinii se vor face numai după ce scula s-a oprit complet. Înaintea pornirii mașinii se va alege regimul de lucru corespunzător operației care se execută, sculelor utilizate și materialului piesei de prelucrat.

În timpul funcționării mașinii se interzice frânarea cu mâna a axului port-mandrină. Mașinile de găurit portative se vor lăsa din mână numai după oprirea burghiului.

c) Norme de securitate la prelucrarea metalelor prin rectificare și polizare

Alegerea corpului abraziv se va face în funcție de felul materialului de prelucrat, de forma și dimensiunile piesei de prelucrat, de calitatea suprafeței ce trebuie obținută, de tipul și starea mașinii, de felul operației de prelucrat. Montarea corpurilor abrazive pe mașini se face de către persoane bine instruite si autorizate de conducerea unității să execute astfel de operații. La montarea corpului abraziv pe mașină se va verifica marcajul și aspectul suprafeței corpului abraziv și se va efectua controlul ultrasunet, conform standardelor în vigoare sau conform documentației tehnice ale produsului.

Fixarea corpului abraziv va asigura o centrare perfectă a acestuia în raport cu axa de rotație. Corpurile abrazive cu alezaj mic se fixează cu flanșe și butuc.

Flanșa fixă (de sprijin) va fi solidarizată cu arborele printr-un regim sigur de fixare; flanșa mobilă (de strângere) va intra cu joc pe butuc sau pe arbore, ajustajul fiind indicat în STAS 9092/1-93. Corpul abraziv va intra liber pe arbore, în cazul flanșelor fără butuc, respectiv pe flanșa fixă și pe cea mobilă în cazul flanșelor cu butuc, abaterile limită fiind indicate în STAS 9092/1-93. Este interzisă echilibrarea corpurilor abrazive prin practicarea unor scobituri pe suprafața acestora. Nu este permisă utilizarea pe mașini a corpurilor abrazive ale căror turații sau viteze periferice nu sunt inscripționate pe ele. Corpurile abrazive cu tijă vor fi astfel fixate încât lungimea liberă a cozii să nu depășească pentru turația respectivă pe cea indicată de producător.

BIBLIOGRAFIE

1. Aelenei, M., – Proiectarea mașinilor – unelte și așchierii,

Volumul 1 și 2,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 1999

2. Bagiu, L.ș.a., – Toleranțe și ajustaje,

Editura Helicon, TIMIȘOARA, 1999

3. Drăghici, G., – Principiile teoretice ale proiectării tehnologiilor

în construcția de mașini,

Editura didactică și pedagogică,

BUCUREȘTI, 2006

4. Dubbel, M., – Manualul inginerului mecanic,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2003

5. Gafițanu, M.ș.a., – Organe de mașini,

Editura didactică și pedagogică,

BUCUREȘTI, 2005, Volumul 1 și 2,

6. Ianici, S., – Organe de mașini,

Volumul 1 și 2, Editura Universității „Eftimie Murgu”,

REȘIȚA, 2002

7. Lungu, I., – Mașini unelte și agregate,

Volumul 1 și 2, Editura Universitatea

„Eftimie Murgu’’ REȘIȚA, 1998

8. Mănescu, T., – Rezistența materialelor,

Volumul 1 și 2, REȘIȚA, 1995

9. Popovici, Gh., – Proiectarea sculelor așchietoare,

Editura Timpul, REȘIȚA, 1999

10. Rădulescu, Gh.ș.a., – Îndrumar de proiectare în construcția de

mașini, Volumul 3,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2005

11. Popescu, I. ș.a., – Eficiența economică a sistemelor

de producție,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2007

12. Simion, I., – AutoCAD 2007 pentru ingineri,

Editura tehnică, BUCUREȘTI, 2007

13. Vlase, A.ș.a., – Regimuri de așchiere, adaosuri de

prelucrare și norme tehnice de timp,

Volumul 1 și 2, Editura tehnică,

BUCUREȘTI, 2003