Sistem de Transfer de Tip Transportor cu Lanturi Pentru Industria Lemnului

Sistem de Transfer de Tip Transportor cu Lanturi Pentru Industria Lemnului

Byadmin ianuarie 1, 2024

PROIECT DE DIPLOMĂ

Sistem de transfer de tip transportor cu lanturi pentru industria lemnului

REZUMAT

Lucrarea are ca temă proiectarea unui transportor cu lanț, precum și parcurgerea pas cu pas a elementelor de proiectare in vederea realizării acestui conveior. Proiectul este structurat în capitole și subcapitole reușind să cuprindă pe lângă proiectare, și elemente de tehnologie, cît și descrierea și utilizarea dispozitivelor pentru prelucrare unor componente din ansamblu.

Se începe cu analiza datelor de intrare, a cerințelor și a altor parametrii ce se cunosc, precum spațiul de lucru, încărcarea, viteza periferică, și se continuă cu calculul elementelor principale, respectiv adoptarea lor din STAS.

Fiind o temă practică, realizată la firma de proiectare SC. ISROM IMPEX SRL, va ajuta la înțelegerea clară a obiectivului, și anume, transportarea buștenilor din lemn aduși în zona de colectare de către un alt sistem transportor, și deplasarea acestora spre utilajul de prelucrat. Conveiorul este înclinat iar buștenii au o formă cilindrică, determinînd construirea în plus a unor racleți pe care se vor monta traverse de colectare special pentru împiedicarea acestora să se rostogolească.

Corpul sau scheletul este construit din profile de oțel laminat, de tip C și L, și asamblat nedemontabil prin sudare. Alte elemente sunt îmbinate prin șuruburi și alte metode de asamblări demontabile.

Conveiorul este destinat transportării unor corpuri de dimensiuni destul de mari și considerabil de grele, ceea ce îl face limitat când vine vorba de viteză. De asemenea nici tactul de transport nu este mare, fiind capabil să ducă maxim doi bușteni o dată pe toată lungimea sa.

Lipsa vitezei nu constituie un dezavantaj, datorită faptului că utilajul de prelucrat bușteni, de la capătul conveiorului are capacitatea de producție doar de un singur buștean, întru-cât conveiorul este oprit un timp anume, prin senzori, până la reluarea procesului. Sistemul de lanțuri este pus în mișcare prin intermediul unui moto-reductor electric, cuplat la arborele de antrenare.

Se va ține cont și de calculul forțelor și momentelelor ce solicită organele de mașini, și se vor lua măsuri de siguranță privind rezistența acestora la eforturi compuse.

Cuprins

1.1. Aspecte generale privind lanțurile transportoare

2. Proiectarea conveiorului

2.1. Alcătuire și funcționare

2.2. Calcule de proiectare

2.2.1. Date de intrare

2.2.2. Alegerea lanțului transportor

2.2.3.Stabilirea constructivă a diametrului de divizare al roții de lanț

2.2.4. Determinarea vitezei liniare a lanțului

2.2.5.Determinarea turației motorului de acționare a roților de lanț

2.3. Alegerea din catalog a elementelor componente ale conveiorului

3. Proiectarea tehnologiei de execuție pentru reperul indicat

3.1.Alegerea semifabricatului

3.2.Stabilirea itinerarului tehnologic

3.3.Stabilirea schemelor de orientare și fixare

3.4.Stabilirea echipamentului necesar efectuării fiecărei operații

3.5.Determinarea dimensiunilor intermediare și adaosurilor de prelucrare

3.6. Determinarea regimurilor de așchiere

3.7. Efectuarea normării tehnice

3.8.Program CNC

4. Proiectarea dispozitivului

Bibliografie

1. Introducere

În prezent, în orice domeniu sau specializare tehnică și nu numai, se pune problema de automatizare, de eficientizare a producției, siguranța locului de muncă și desigur, ușurarea condițiilor de muncă.

Sistemele transportoare se pot definii ca și un echipament mecanic, având la bază organele de mașini puse în mișcare de către un element motor, obiectivul fiind transportarea unor materiale dintr-un loc în altul.

Sistemele transportoare, sau denumite și conveioare, sunt utilizate într-un câmp larg de industrii datorită avantajelor ce le prezintă : conveioarele sunt capabile să transporte în siguranță, materiale de la un nivel la altul, ceea ce prin forțe manuale este destul de dificil, și costisitor; pot să transporte marfă de diferite dimensiuni, forme și greutăți, având și măsuri de siguranță mai ridicate pentru a prevenii accidentele; pot fi instalate aproape ori unde, și sunt mai sigure decît folosirea altor metode de transport. [10]

Conveioarele cu lanț fac parte din sistemele transportoare, și sunt folosite în transportarea materialelor în diferite industrii. Ansamblul lanț, roată de lanț, este pus în mișcare de către un moto-reductor, de obicei având materialul de transportat direct pe lanț. Acest tip de transportor, este destinat deplasării materialelor grele, de tip paleți, cutii de dimensiuni mari, și alte încărcături. Ele pot fi construite cu un singur rînd de lanț, cu două rînduri sau mai multe, în funcție de caz și necesitate. De asemenea sunt ușor de instalat și necesită o întreținere scăzută, avînd un ciclu de viață ridicat. Un exemplu de conveior cu lanț este prezentat în figura 1.1.

Fig.1.1.Exemplu conveior cu lanț orizontal

1.1. Aspecte generale privind lanțurile transportoare

Lanțurile sunt organe de mașini fiabile, folosite fie în transmiterea mișcării, fie în aplicații de transportare, de abicei antrenate de un motor electric împreună cu un reductor de turație. Sunt asememenea curelelor, cu diferența faptului că lanțurile pot transmite forțe de mișcare mai mari, și o menține constant pe tot parcursul funcționării.

Există diverse tipuri de lanț, în funcție de material, de compoziție, de formă, de metoda constructivă. În funcție de utilizare, lanțurile de clasifică astfel:

Lanțuri de transmiterea puterii ;

Lanțuri de conveior cu pas mic ;

Lanțuri de conveior de precizie ;

Lanțuri de suprafață ;

Lanțuri cu mișcare continuă liberă ;

Lanțuri de conveior cu pas mare ;

[9]

În cazul de față, se folosesc lanțuri de conveior cu pas mare. Acestea sunt formate din eclise interioare "2" , eclise exterioare, role "1" sau role cu guler și bolțuri care pot fi pline sau tubulare "3".În figura 1.2. se prezintă forma constructivă a elementelor componente al unui lanț cu rolă și bolț tubular.

Fig.1.2. Lanț cu role și bolțuri tubulare

2. Proiectarea conveiorului

2.1. Alcătuire și funcționare

Transportorul cu lanț este alcătuit din scheletul propriu-zis ”3” sudate între ele precum și din alte subansamble cu rol de ghidare montate prin șuruburi. Pe schelet sunt montați cu ajutorul lagărelor ,arborii conveiorului ”2”, unul fiind conducător iar celălalt condus, pe arbori sunt asamblate roțile de lanț, iar lanțul vine în contact cu roțile, având posibilitatea de pretensionare, prin itermediul sistemului de întindere al arborelui condus. Conveiorul este acționat de motorul ”4” ce antrenează arborele conducător, punând în mișcare traversele ”1” atasate de lanț . Pe toată lungimea lanțului, există doar 3 traverse împărțite la distanțe egale. Cele 3 traverse împreună cu viteza periferică a lanțului reprezintă defapt tactul liniei de transport. figura nr. 2.1.

Fig.2.1. Alcătuirea conveiorului

2.2. Calcule de proiectare

2.2.1. Date de intrare

Datele de intrare sunt parametrii ce se cunosc și sunt bine definiți de către beneficiar, sau proiectant. De asemenea, cerințele și obiectivele sunt date de intrare ce necesită a fi rezolvate.

Pentru acest proiect, datele de intrare sunt figura 2.2. :

1.Date dimensionale :

Lungimea de început L1=340 mm; lungimea de sfârșit L2=1190 mm; lungimea între roți L3=2245 mm; Diametrul maxim al buștenilor Dmax=300 mm; Lungime maximă

Lbuștean = 910 mm; greutate maximă a buștenilor gmax=70 Kg ;

2. Date impuse :

Tactul liniei, 7 buc/min; distanța dintre 2 sarcini L=2000 mm ;

3. Date necunoscute :

Viteza periferică (viteza lanțului) în m/s în funcție de roată și lanț.

Momentul de torsiune, puterea necesară.

Fig.2.2. Parametrii de intrare

2.2.2. Schemă bloc pentru alegerea lanțului

În figura2.3. se prezintă schema bloc pentru alegerea lanțului :

Fig.2.3. Schemă bloc pentru alegerea lanțului

După parcurgerea acestor etape în alegerea lanțului, se poate trece la calcularea elementelor geometrice ale roții de lanț, cît și alegerea lor și a altor componente din cataloage.

2.2.3. Alegerea lanțului

Având în vedere schema bloc din subcapitolul trecut, se vor urma pașii descriși :

Analizarea datelor de intrare :

După cele precizate, se ia în considerare mediul de lucru, greutatea obiectului de transportat, dimensiunile obiectului de transportat. În funcție de acestea, se observă necesitatea construirii unui conveior de dimensiuni mari, capabil să transporte buștenii pe un plan înclinat.

Selectarea tipului de conveior :

După analiza datelor de intrare, se întrevede folosirea unui lanț rezistent, având posibilitarea de a împinge încărcătura, pe planul înclinat. În concluzie, se alege un conveior înclinat, format dintr-un schelet de profile de oțel laminate, sudate între ele.

Specificațiile lanțului :

Lanțul nu este supus mediului coroziv, și nici altor medii ostile. Se dorește un lanț gros, și rezistent pentru aplicația la care este solicitat. Din cataloagele cu lanțuri transportoare, se aleg lanțurile cu rolă. De asemenea, luând în considerare și necesitatea montării unor traverse speciale, se alege un tip de lanț cu bolțuri tubulare, permițând introducerea șuruburilor.

Algerea tipului de rolă :

Știind tipul de lanț ce se folosește, mai ramâne să alegem tipul de rolă. Conveiorul va fi prevăzut cu ghidaje și traverse ceea ce elimină necesitatea unor role cu flanșă pentru ghidare. Lanțul trebuie să alunece pe o suprafață plană, însemnănd ca se va folosii role cu diamentrul mai mare decât eclisa lanțului. În figura 2.4. se află 3 tipuri de role :

a. b. c.

Fig.2.4. Tipuri de role [9]

Alegerea pasului de lanț :

Din analiza datelor anterioare, reiese folosirea unui lanț cu pas mare. Având în vedere că lungimea totală a lanțului trebuie sa se îmaprtă egal în 3, pentru montarea traverselor, se va elege un pas care este divizibil cu 3. Astfel, se alege, lanț cu rolă, cu pas de 75 mm. Se recomandă folosirea pasului mai mare în cazul de față datorită atașărilor ce se va monta pe lanț.

Alegerea numărului de dinți al roții de lanț :

Numărul de dinți al roții de lanț este limitat de pasul lanțului și viteza periferică a acestuia. În figura 2.5. este reprezentată o diagramă pentru alegerea numărului de dinți în funcție de pas și de viteză . Viteza conveiorului se calculează astfel :

(2.1)

unde :

Q-cantitatea transportată în [buc/h] ;

a-distanța dintre 2 sarcini în [m] ;

După diagramă, reiese un număr de dinți de z=6 . Datorită factorilor extremi, mediul în care funționează și pentru eliminarea vibrațiilor din sistem, se va alege z=8 .

Fig.2.5. Diagrama viteză-pas [9]

Calculul la tracțiune al lanțului :

Acest calcul reprezintă etapa de bază în alegerea lanțului, pentru că de aici rezultă mărimea lanțului. Se va calcula forța maximă ce acționează în ramura activă, forță datorată momentului de torsiune, acționat de către moto-reductor, pentru învingerea forțelor de frecare.

Lungimea conveirului este de 2,4 m, iar încărcarea pe metru liniar, este de 1 buc/m. Astfel se poate calcula greutatea preluată de conveior pe toată lungimea de acționare.

(2.2)

unde :

Astfel, calculul forței în ramura principală se face cu relația :

(2.3)

Se folosesc 2 seturi de lanț pentru echilibru.

În figura 2.6. se află schița aplicării forței asupra lanțului de conveior :

Fig.2.6. Schița aplicării forței asupra lanțului

unde:

-fr=coeficient de frecare

-Fs=coeficient de corecție ce ține cont de mediul de lucru

-Fv=coeficient de corecție ce ține cont de raportul dintre viteză și numărul de dinți;

Puterea necesară la arborele conducător :

(2.4)

(2.5)

unde :

n-turația în rot/min

(2.6)

unde :

dp- diametrul de pas al roții dințate în mm

v- pe metru liniar, este de 1 buc/m. Astfel se poate calcula greutatea preluată de conveior pe toată lungimea de acționare.

(2.2)

unde :

Astfel, calculul forței în ramura principală se face cu relația :

(2.3)

Se folosesc 2 seturi de lanț pentru echilibru.

În figura 2.6. se află schița aplicării forței asupra lanțului de conveior :

Fig.2.6. Schița aplicării forței asupra lanțului

unde:

-fr=coeficient de frecare

-Fs=coeficient de corecție ce ține cont de mediul de lucru

-Fv=coeficient de corecție ce ține cont de raportul dintre viteză și numărul de dinți;

Puterea necesară la arborele conducător :

(2.4)

(2.5)

unde :

n-turația în rot/min

(2.6)

unde :

dp- diametrul de pas al roții dințate în mm

v- viteza periferică m/min

(2.7)

unde :

p-pasul (80mm)

z-nr. de dinți (z=8)

Din STAS SR ISO 1977-2012, se poate alege lanțul transportor în funcție de rezistența la tracțiune dorită, după care reies și pasul și restul elementelor geometrice ale lanțului.

Din tabelul 2 din SR ISO 1977-2012, se pot găsii dimensiuni și caracteristici ale lanțurilor cu bolțuri tubulare. Se va alege lanțul cu denumirea ISO , MC56,cu rezistența la tracțiune de 56 kN și pas de 80 mm figura 2.7.

Fig.2.7. Lanț cu role

2.2.4. Alegerea roții de lanț

În practică roata de lanț este executată sau aleasă după mărimea și parametrii lanțului. Roata de lanț influneanțează direct viața lanțului, și buna funcționare a întregului sistem.

Elementele de bază ale roții de lanț fiind :

Diametrul de pas

Diametrul de cap

(2.8)

unde :

d-diametrul rolei

Diametrul de fund

(2.9)

În funcție de pasul lanțului și restul elementelor calculate, se poate alege roata de lanț, figura 2.8.

Fig.2.8. Roată de lanț

2.2.5. Calculul și dimensionarea arborilor

Sistemul lanț-roți de lanț figura nr. 2.9. este pus în mișcare prin intermediul arborilor. Arborele conducător, denumit astfel deoarece este elementul ce antrenează lanțul, este conectat la un moto-reductor. Arborele condus este asemănător cu arborele conducător, diferențiindu-se prin lipsa treptei de conectare la reductor.

Fig.2.9. Sistem lanț-roți de lanț

Arborii, sunt organe de mașini ce transmit momente de torsiune. Ei sunt solicitați la momente de încovoiere și torsiune, ceea ce necesită un calcul de verificare pentru diametrul ales. Arborelui conducător i se aplică un moment de torsiune, iar roțile de lanț vor opune rezistență acestui moment, astfel ele devenind consumatori.

Predimensionarea arborilor se face ținând seama de solicitarea lor la răsucire :

(2.10)

unde :

-tensiunea admisibilă la răsucire MPa pentru oțeluri carbon. [7] [pag.313]

Calculul forțelor și reacțiunilor la arborele conducător figura 2.10.:

Fig.2.10. Arborele conducător

(2.11)

(2.12)

2.2.6. Calculul lagărelor

Din calculele de la arbori reies forțele statice în lagăre. Forța la care trebuie să reziste este de

În figura 2.11. este prezentat lagurul ales.

Fig.2.11. Lagăr

2.3. Alegerea din catalog a elementelor componente ale conveiorului

Lanț de conveior figura nr. 2.12.

Fig.2.12. Catalog Lanț

Moto-reductor figura nr. 2.13.

Fig.2.13. Catalog Moto-reductor

Profile de oțel laminat pentru schelet figura nr.2.14.

Fig.2.14. Catalog Profile oțel laminat

Lagăre figura nr. 2.15.

Fig.2.15. Catalog lagăre

2.4. Calculul costului conveiorului

3. Proiectarea tehnologiei de execuție pentru reperul indicat

3.1.Alegerea semifabricatului

Semifabricatul se va aproviziona de la un furnizor de produse din oțel, König FRANKSTAHL. tabelul nr.3.1.

Tabelul 3.1.

Material: C45E EN 10083-2, C45 DIN 17 200 (OLC 45) tabelul 3.2

Tabelul 3.2.

König FRANKSTAHL, oferă servicii și de debitare la diferite lungimi.

Toleranțe

Dimensiunile semifabricatului vor fi : figura nr. 3.1.

Figura 3.1. Semifabricat

3.2.Stabilirea itinerarului tehnologic

Poziția I Figura nr. 3.2

strunjire frontală de degroșare

strunjire frontală de degroșare și finisare

centruire

găurire pe strung

strunjire interioară de degroșare

strunjire interioară de degroșare și finisare

a) b) c)

Fig.3.2. Poziția I

d) e) f)

Fig.3.2. Poziția I (continuare)

Poziția II Figura nr. 3.3

strunjire exterioară de degroșare

strunjire frontală de degroșare și finisare

strunjire frontală de degroșare

a) b) c)

Fig.3.3. Poziția II

Poziția III Figura nr. 3.4

Găurire găuri interioare

Găurire găuri exterioare

a) Fig.3.4. Poziția III b)

Tratament termic de călire + revenire Figura nr. 3.5

Fig. 3.5. Tratament termic

Poziția IV Figura nr. 3.6

Strunjire de finisare interioară

Strunjire de finisare exterioară

a) b)

Fig.3.6. Poziția IV

3.3.Stabilirea schemelor de orientare și fixare

Poziția I figura nr. 3.7.

fixare pe suprafață exterioară în universal de strung

Fig.3.7. Poziția I

Poziția II figura nr. 3.8.

fixare pe suprafață interioară în universal de strung

Fig.3.8. Poziția II

Poziția III figura nr. 3.9.

fixare în menghină cu prisme pe o masă rotativă

Fig.3.9. Poziția III

Poziția IV figura nr. 3.10.

fixare pe suprafață exterioară în universal

Fig.3.10. Poziția IV

3.4.Stabilirea echipamentului necesar efectuării fiecărei operații

Mașini unelte :

Strung normal SN 400 x 1500 7.5 kW figura nr.3.11.

Fig.3.11. SN400x1500

[2] vol.1, Tab. 10.1 pag.263

Mașină de frezat cu comandă numerică EMCOMILL E1200 13 kW,

masă cu canale T 5 x 18 x100 mm, Rotații pe minut 50-1200 rpm. figura nr.3.12.

Fig.3.12. EMCOMILL E1200

Mașină de găurit vertical , Înfrățirea Oradea 640

P=7.5 kW,D=64 mm, S=400 mm, L=350 mm

Mașină de rectificat interior-exterior W.M.W 700

Piatră exterior 3,2 kW, piatră interior 0,8 kW.

Scule așchietoare :

Poziția I: figura nr.3.13.

Cuțit Rp frontal secțiune 40×40

Burghiu de centruire Ø10

Cuțit interior colț 32×32 l=120 DIN 4954

Cuțit interior 32×32 l=120 DIN 4953

Cuțit de finisat interior

Fig.3.13.Scule pentru operația I

Poziția II : figura nr.3.14.

Cuțit Rp 40×40 DIN 4960

Cuțit Rp frontal secțiune 40×40

Cuțit de finisat frontal

Fig.3.14.Scule pentru operația II

Poziția III: figura nr.3.15.

Burghiu Ø12 l=235

Burghiu Ø14 l=235

Fig.3.15.Scule pentru operația III

Poziția IV : figura nr.3.26.

Piatră de rectificat interior

Piatră de rectificat exterior

Fig.3.16.Scule pentru operația IV

Verificatoare : figura nr.3.17. și figura nr.3.18.

Fig.3.17. Șubler și micrometru manual

Fig.3.18. Șubler exterior și șubler interior electric

3.5.Determinarea dimensiunilor intermediare și adaosurilor de prelucrare

Semifrabricat

Poziția I:

Strunjirea frontală (degroșare)

[2] vol.1, Tab. 8.69 pag.147

Strunjire frontală (degroșare + finisare)

[mm] (3.1)

unde :

D-diametrul final

as-abaterea inferioară a piesei

Ti-toleranță în funcție treapta de precizie

[mm] (3.2)

[mm] (3.3)

Centruirea :

Găurire pe strung :

Strunjire interioară (degroșare) :

Strunjire interioară (degroșare+finisare+rectificare) :

(3.4)

[2] vol.1, Tab. 8.8 pag.147

-Strunjire de degroșare până la

-Strunjire de finisare până la

-Rectificare la

Poziția II:

Strunjirea cilindrică (degroșare+finisare)

[2] vol.1, Tab. 8.69 pag.147

Strunjirea frontală (degroșare+finisare)

Poziția III :

Găurire la Ø 12 mm :

Găurire la Ø 14 mm :

3.6. Determinarea regimurilor de așchiere

Poziția I:

Strunjirea frontală (degroșare )

DEGROȘARE:

Avansul în funcție de materialul piesei, diametru,adâncime de așchiere , sculă :

[2] vol.1, Tab. 9.2 pag.156

Viteza de așchiere și turația piesei :

(3.5)

Verificarea puterii :

(3.6)

unde :

–

– daN

[2], vol.1, Tab. 9.23 pag.153

Strunjire frontală (degroșare + finisare)

DEGROȘARE:

Avansul în funcție de materialul piesei, diametru,adâncime de așchiere , sculă :

[2] vol.1, Tab. 9.2 pag.156

-Avansul transversal

Viteza de așchiere și turația piesei :

(3.7)

FINISARE :

Avansul în funcție de materialul piesei, diametru,adâncime de așchiere , sculă :

[2] vol.1, Tab. 9.2 pag.156

-Avansul transversal

Viteza de așchiere și turația piesei :

[2] vol.1, Tab. 10.1 pag.264

Poziția II:

Strunjire cilindrică (degroșare) :

(3.8)

unde :

-Ap= adaos de prelucrare

-t= adâncimea de așchiere

-i= numărul de treceri

Avansul în funcție de materialul piesei, diametru,adâncime de așchiere , sculă :

[2] vol.1, Tab. 9.2 pag.156

[2] vol.1, Tab. 10.1

[2] vol.1, Tab. 9.10

Viteza de așchiere și turația piesei :

Verificarea puterii :

Poziția III:

Găurire în plin Ø 12

[2] vol.1, Tab. 9.2 pag.156

Găurire în plin Ø 14

[2] vol.1, Tab. 9.2 pag.156

3.7. Efectuarea normării tehnice

(3.9)

unde :

timp de pregatire incheiere

n-numarul de piese din lot ce se prelucreaza

timp de baza

timp auxiliar

timp de odihna si necesitati firesti

timp de deservire tehnica si organizatorica

Poziția I:

Strunjirea frontală (degroșare )

timp de pregatire incheiere=5 min

n-numarul de piese din lot ce se prelucreaza=1 min

(3.10)

timp de baza=5,8 min

timp auxiliar

(prinderea în dispozitiv)= 1 min

(timp alocat obținerii cotei)= 2 min

(timp alocat mânuirilor)= 2 min

(timp alocat masuratorilor)= 1 min

timp de odihna si necesitati firesti=5 min

timp de deservire tehnica si organizatorica=3 min

[2], vol.1, Tab. 11

Strunjire frontală (degroșare + finisare)

DEGROȘARE :

timp de pregatire incheiere=5 min

n-numarul de piese din lot ce se prelucreaza=1 min

timp de baza=2,09

timp auxiliar

(prinderea în dispozitiv)= 1 min

(timp alocat obținerii cotei)= 2 min

(timp alocat mânuirilor)= 2 min

(timp alocat masuratorilor)= 1 min

timp de odihna si necesitati firesti=5 min

timp de deservire tehnica si organizatorica=3 min

[2], vol.1, Tab. 11

FINISARE :

timp de pregatire incheiere=1

n-numarul de piese din lot ce se prelucreaza=1 min

timp de baza=5,5 min

timp auxiliar

(prinderea în dispozitiv)= 1 min

(timp alocat obținerii cotei)= 2 min

(timp alocat mânuirilor)= 2 min

(timp alocat masuratorilor)= 1 min

timp de odihna si necesitati firesti=5 min

timp de deservire tehnica si organizatorica=3 min

Poziția II:

Strunjire cilindrică (degroșare) :

timp de pregatire incheiere=7 min

n-numarul de piese din lot ce se prelucreaza=1 min

timp de baza=2,41 min

timp auxiliar

(prinderea în dispozitiv)= 2 min

(timp alocat obținerii cotei)= 2 min

(timp alocat mânuirilor)= 2 min

(timp alocat masuratorilor)= 2 min

timp de odihna si necesitati firesti=5 min

timp de deservire tehnica si organizatorica=3 min

[2], vol.1, Tab. 11

Strunjire frontală

timp de pregatire incheiere=5 min

n-numarul de piese din lot ce se prelucreaza=1 min

timp de baza=5,8 min

timp auxiliar

(prinderea în dispozitiv)= 1 min

(timp alocat obținerii cotei)= 2 min

(timp alocat mânuirilor)= 2 min

(timp alocat masuratorilor)= 1 min

timp de odihna si necesitati firesti=5 min

timp de deservire tehnica si organizatorica=3 min

Poziția III:

Găurire în plin Ø 12

timp de pregatire incheiere=10 min

n-numarul de piese din lot ce se prelucreaza=1 min

timp de baza

timp auxiliar

(prinderea în dispozitiv)= 1 min

(timp alocat obținerii cotei)= 2 min

(timp alocat mânuirilor)= 2 min

(timp alocat masuratorilor)= 1 min

timp de odihna si necesitati firesti=5 min

timp de deservire tehnica si organizatorica=3 min

[2], vol.1, Tab. 11

Găurire în plin Ø 14

timp de pregatire incheiere=1 min

n-numarul de piese din lot ce se prelucreaza=1 min

timp de baza=0,2 min

timp auxiliar

(prinderea în dispozitiv)= 1 min

(timp alocat obținerii cotei)= 2 min

(timp alocat mânuirilor)= 2 min

(timp alocat masuratorilor)= 1 min

timp de odihna si necesitati firesti=5 min

timp de deservire tehnica si organizatorica=3 min

3.8.Program CNC

Automatizarea este un proces indispensabil în ziua de azi, dar trebuie precizat că procedeele cu comandă numerică (Computer Numerical Control CNC) nu sunt aici să înlocuiască definitiv prelucrarea manuală, ci să o completeze.

Piesa este pusă pe mașina de frezat cu comandă numerică după operațiile de strunjire exterioară, din semifabricatul cilindric. Piesa semifintă figura nr.3.24. este fixată in menghina cu prisme, proiectată în capitolul următor.

Fig.3.19. Piesa finită

Mașina de frezat cu comandă numerică pe care se rulează programul CNC, este EMCO Sinumerik E1200. Dimensiunile mașinii sunt 1200x900x500 mm.

Unele scule vor fi diferite față de procedeele de prelucrare cu mașini clasice. De asemenea, datorită faptului folosirii mașinii cu comandă numerică este posibilă creearea unor nervuri, pentru rezistență sporită, și elimină necesitatea încă unui dispozitiv pentru indexare.

În continuare se va prezenta etapele de prelucrare cu comandă numerică, a tuturor operațiilor , precum, frezare cu freză frontală, frezare de contur folosind freză deget, găurire folosind burghie și așa mai departe. Piesa finită este prezentată tot în figura nr.3.19.

Primul pas, în a obține un cod CNC generat automat, este convertirea desenului piesei într-un format 2D neutru, obținut anterior dintr-un solid 3D. Acest format neutru 2D are extensia de DXF. Formatul respectiv se importă de către un program precum EMCO CAM Concept. În figura 3.20. este prezentată fereastra principală a programului CAM.

Fig. 3.20. Piesa importată

O altă etapă esențială în folosirea programelor CAM, este alegerea sculelor așchietoare, precum și regimurile de așchiere figura 3.21.

Fig. 3.21. Alegerea sculelor

Pasul următor este, alegerea traseelor pentru frezare, găurire, alezare etc. Acestea se aleg de pe contururile piesei, în funcție de operație. După care se alege tipul de operație, fie de frezare, de găurire, de bosaj și așa mai departe. În figura 3.22 se prezintă modul de alegere a traseelor.

Fig. 3.22. Alegerea contururilor

Frezare contur exterior cu freză cilindro-frontală figura nr. 3.23.

Fig. 3.23Frezare contur exterior

Frezare frontală laterală cu freză cilindro-frontală figura nr. 3.24.

Fig. 3.24 Frezare contur exterior

Frezare frontală central cu freză cilindro-frontală figura nr. 3.25.

Fig. 3.25 Frezare contur exterior

Frezare cilindrică interioară figura nr. 3.26.

Fig. 3.26 Frezare cilindrică

Frezare profilată interioară figura nr. 3.27.

Fig. 3.27. Frezare profilată interioară

Găurire 7 găuri la Ø12 figura nr. 3.28.

Fig. 3.28. Găurire

Programul CNC:

N1 G54

N2 G94

N10 ; 1: stud milling

N11 D0

N12 G53 G0 X99998.900 Y99998.900 Z99998.900

N13 T1 D1 M6

N14 M8

N15 S1200

N16 M3

N17 G0 X297 Y125 Z36

N18 G1 X297 Y125 Z31 F70

N19 G1 X297 Y125 Z31 F400

N20 G2 X-47 Y125 Z31 I-172

N21 G2 X297 Y125 Z31 I172

N22 G1 X292.333 Y125 Z31

N23 G2 X-42.333 Y125 Z31 I-167.333

N24 G2 X292.333 Y125 Z31 I167.333

N25 G1 X287.667 Y125 Z31

N26 G2 X-37.667 Y125 Z31 I-162.667

N27 G2 X287.667 Y125 Z31 I162.667

N28 G41

N29 G1 X275 Y125 Z31

N30 G2 X-25 Y125 Z31 I-150

N31 G2 X275 Y125 Z31 I150

N32 G40

N33 G1 X297 Y125 Z31

N34 G1 X297 Y125 Z26 F70

N35 G1 X297 Y125 Z26 F400

N36 G2 X-47 Y125 Z26 I-172

N37 G2 X297 Y125 Z26 I172

N38 G1 X292.333 Y125 Z26

N39 G2 X-42.333 Y125 Z26 I-167.333

N40 G2 X292.333 Y125 Z26 I167.333

N41 G1 X287.667 Y125 Z26

N42 G2 X-37.667 Y125 Z26 I-162.667

N43 G2 X287.667 Y125 Z26 I162.667

N44 G41

N45 G1 X275 Y125 Z26

N46 G2 X-25 Y125 Z26 I-150

N47 G2 X275 Y125 Z26 I150

N48 G40

N49 G1 X297 Y125 Z26

N50 G1 X297 Y125 Z21 F70

N51 G1 X297 Y125 Z21 F400

N52 G2 X-47 Y125 Z21 I-172

N53 G2 X297 Y125 Z21 I172

N54 G1 X292.333 Y125 Z21

N55 G2 X-42.333 Y125 Z21 I-167.333

N56 G2 X292.333 Y125 Z21 I167.333

N57 G1 X287.667 Y125 Z21

N58 G2 X-37.667 Y125 Z21 I-162.667

N59 G2 X287.667 Y125 Z21 I162.667

N60 G41

N61 G1 X275 Y125 Z21

N62 G2 X-25 Y125 Z21 I-150

N63 G2 X275 Y125 Z21 I150

N64 G40

N65 G1 X297 Y125 Z21

N66 G1 X297 Y125 Z17 F70

N67 G1 X297 Y125 Z17 F400

N68 G2 X-47 Y125 Z17 I-172

N69 G2 X297 Y125 Z17 I172

N70 G1 X292.333 Y125 Z17

N71 G2 X-42.333 Y125 Z17 I-167.333

N72 G2 X292.333 Y125 Z17 I167.333

N73 G1 X287.667 Y125 Z17

N74 G2 X-37.667 Y125 Z17 I-162.667

N75 G2 X287.667 Y125 Z17 I162.667

N76 G41

N77 G1 X275 Y125 Z17

N78 G2 X-25 Y125 Z17 I-150

N79 G2 X275 Y125 Z17 I150

N80 G40

N81 G1 X297 Y125 Z17

N82 G0 X297 Y125 Z36

N83 G0 X125 Y125 Z36

N84 ; 2: stud milling

N85 D0

N86 G53 G0 X99998.900 Y99998.900 Z99998.900

N87 T2 D1 M6

N88 M8

N89 S900

N90 M3

N91 G0 X272 Y125 Z36

N92 G1 X272 Y125 Z34 F70

N93 G1 X272 Y125 Z34 F500

N94 G2 X-22 Y125 Z34 I-147

N95 G2 X272 Y125 Z34 I147

N96 G1 X270 Y125 Z34

N97 G2 X-20 Y125 Z34 I-145

N98 G2 X270 Y125 Z34 I145

N99 G1 X268 Y125 Z34

N100 G2 X-18 Y125 Z34 I-143

N101 G2 X268 Y125 Z34 I143

N102 G1 X266 Y125 Z34

N103 G2 X-16 Y125 Z34 I-141

N104 G2 X266 Y125 Z34 I141

N105 G1 X264 Y125 Z34

N106 G2 X-14 Y125 Z34 I-139

N107 G2 X264 Y125 Z34 I139

N108 G1 X262 Y125 Z34

N109 G2 X-12 Y125 Z34 I-137

N110 G2 X262 Y125 Z34 I137

N111 G1 X260 Y125 Z34

N112 G2 X-10 Y125 Z34 I-135

N113 G2 X260 Y125 Z34 I135

N114 G1 X258 Y125 Z34

N115 G2 X-8 Y125 Z34 I-133

N116 G2 X258 Y125 Z34 I133

N117 G1 X256 Y125 Z34

N118 G2 X-6 Y125 Z34 I-131

N119 G2 X256 Y125 Z34 I131

N120 G1 X254 Y125 Z34

N121 G2 X-4 Y125 Z34 I-129

N122 G2 X254 Y125 Z34 I129

N123 G1 X252 Y125 Z34

N124 G2 X-2 Y125 Z34 I-127

N125 G2 X252 Y125 Z34 I127

N126 G1 X250 Y125 Z34

N127 G2 X0 Y125 Z34 I-125

N128 G2 X250 Y125 Z34 I125

N129 G41

N130 G1 X240 Y125 Z34

N131 G2 X10 Y125 Z34 I-115

N132 G2 X240 Y125 Z34 I115

N133 G40

N134 G1 X272 Y125 Z34

N135 G1 X272 Y125 Z32 F70

N136 G1 X272 Y125 Z32 F500

N137 G2 X-22 Y125 Z32 I-147

N138 G2 X272 Y125 Z32 I147

N139 G1 X270 Y125 Z32

N140 G2 X-20 Y125 Z32 I-145

N141 G2 X270 Y125 Z32 I145

N142 G1 X268 Y125 Z32

N143 G2 X-18 Y125 Z32 I-143

N144 G2 X268 Y125 Z32 I143

N145 G1 X266 Y125 Z32

N146 G2 X-16 Y125 Z32 I-141

N147 G2 X266 Y125 Z32 I141

N148 G1 X264 Y125 Z32

N149 G2 X-14 Y125 Z32 I-139

N150 G2 X264 Y125 Z32 I139

N151 G1 X262 Y125 Z32

N152 G2 X-12 Y125 Z32 I-137

N153 G2 X262 Y125 Z32 I137

N154 G1 X260 Y125 Z32

N155 G2 X-10 Y125 Z32 I-135

N156 G2 X260 Y125 Z32 I135

N157 G1 X258 Y125 Z32

N158 G2 X-8 Y125 Z32 I-133

N159 G2 X258 Y125 Z32 I133

N160 G1 X256 Y125 Z32

N161 G2 X-6 Y125 Z32 I-131

N162 G2 X256 Y125 Z32 I131

N163 G1 X254 Y125 Z32

N164 G2 X-4 Y125 Z32 I-129

N165 G2 X254 Y125 Z32 I129

N166 G1 X252 Y125 Z32

N167 G2 X-2 Y125 Z32 I-127

N168 G2 X252 Y125 Z32 I127

N169 G1 X250 Y125 Z32

N170 G2 X0 Y125 Z32 I-125

N171 G2 X250 Y125 Z32 I125

N172 G41

N173 G1 X240 Y125 Z32

N174 G2 X10 Y125 Z32 I-115

N175 G2 X240 Y125 Z32 I115

N176 G40

N177 G1 X272 Y125 Z32

N178 G0 X272 Y125 Z36

N179 G0 X125 Y125 Z36

N180 ; 3: pocket milling

…………………………………….

(Programul complet în anexă)

4. Proiectarea dispozitivului

4.1 Descrierea semifabricatului și al dispozitivului :

Semifabricatul, înainte de operația pentru care se va executa dispozitivul este prezentat in fig.4.1.

Fig.4.1.Piesa semifinită 3D

Rolul dispozitivului este să orienteze, și fixeze piesa semifinită pentru operațiile de găurire. După cum se vede, piesa este cilindrică , ceea ce constitue un avantaj datorită posibilității de auto-centrare.

Orientarea semifabricatelor pe suprafețe cilindrice scurte :

În construcția de mașini se întâlnesc foarte multe tipuri de semifabricate cu suprafețe cilindrice exterioare scurte, de forma inelelor, segmenților, flanșe, la care se necesită prelucrarea diferitelor suprafețe exterioare sau interioare. [1]

Suprafața cilindrică scurtă orientată pe două plane care se intersectează reprezintă o bază dublă de sprijin, figura 4.2.

Elementele dispozitivului care materializează cele două plane sunt prismele înguste, figura 4.3.

[1]

Fig.4.2.Planele de intersecție Fig.4.3.Prisme scurte

Sistemul de bazare este reprezentat în figura 4.5.

Fig.4.3 .Sistem de bazare

Tipul de orientare pe acest dipozitiv nu este completă, adică nu elimină toate cele 6 grade de libertate, 3 translații și 3 rotații, ci este simplificată, astfel având un grad de libertate.

Semifabricatul se poate rotii pe axa Z, figura 4.4. ceea ce nu permite indexarea corectă a găurilor. Această rotire, se poate elimina prin forța de strângere pe care dispozitivul o asigură. Forța de strângere trebuie să fie mai mare decât forța de așchiere cauzată de găurire.

Fig.4.4 .Grade de libertate

Mașina unealtă pe care se prelucrează găurile și pe care va fi montat dispozitivul este o mașină de frezat cu comandă numerică.Se i-a în considerare specificațiile mașinii, în vederea proiectării dispozitivului, precum lungimea și lățimea mesei, și canalele T pentru prinderea dispozitivului pe masa mașinii de frezat. tabelul 4.1.

Fig.4.5. Masa mașinii de frezat

4.2. Calcule de proiectare

Calculul și controlul prismei :

Prismele de orientare figura 4.6. sunt elemente folosite pentru orientarea semifa-bricatelor pe suprafețe cilindrice exterioare. Suprafețele active ale prismelor sunt formate din două plane înclinate sub un unghi , care are valorile cele mai utilizate de 600, 900, 1200. Prismele elimină două sau patru grade de libertate. Deci înlocuiește două baze de sprijin sau două baze de ghidare.

Dacă lungimea fețelor de lucru ale prismelor este mică, prisma se numește îngustă.

(4.1)

unde :

b-suprafața utilă

(4.2)

Fig4.6. Controlul prismei

3.2 Stabilirea fortelor de fixare in 3 variante (cu pene , cu excentric , cu filet).

Schema caracteristică de fixare este prezentată in figura 2.8 :

Fig.2.8 Forța de fixare

Fig.2.9 Controlul prismei

a) Stabilirea fortelor de fixare cu pene :

Q = Stg(1+1)+tg(2+2)

S =

b) Stabilirea fortelor de fixare cu excentric :

S =

c) Stabilirea fortelor de fixare cu filet :

S=`

3.3 Determinarea varinatei economice de fixare corespunzator productiei .

Se va alege fixarea cu șurub datorită avantajelor pe care le prezintă. Piesa este supusă unor regimuri de așchiere intense, deci e nevoie de o forță de strangere mare.

CAP V: Mecanizare dispozitivului

In multe aplicații industriale se poate opta pentru un motor pneumatic liniar tipizat, care se alege din cataloagele firmelor producătoare, astfel încât principalele caracteristici tehnico-funcționale să corespundă scopului urmărit. De altfel există mai multe firme producătoare de echipamente de actionare pneumatica (FESTO, SMC, MARTONAIR, BOSCH, ETC..) care pun la dispoziția utilizatorilor cataloage complete cu echipamentele fabricate, unde sunt precizate pentru construcțiile promovate, dimensiuni construtive principale, parametrii tehnico-funcționali, recomandări privind utilizarea produselor respective.

Pentru alegerea cilindrului trebuie mai întâi precizate:

-forța ce trebuie dezvoltată de motor;

-viteza de deplasare;

-cursa;

-modul de montare a motorului în structura mecanică și restrictiile privind gabaritul și greutatea motorului.

In cele ce urmeaza se prezintă o modalitate de alegere a cilindrilor pneumatici.

Metoda presupune ca pornind de la valoarea forței ce trebuie dezvoltate de motor, sa se determine mai întâi diametrul pistonului. Trebuie ținut seama de faptul că o parte din forța de presiune este pierduta pentru a învinge forțele de frecare existente. La cilindri cu simplă acțiune este necesar să se țina seama și de forța consumată prin comprimarea arcului. În cazul unui astfel de cilindru, notând cu P1 presiunea din camera activă, cu S1 secțiunea pistonului, cu Ff forța de frecare și cu F forța datorată arcului (forța proporțională cu deplasarea ansamblului mobil) se poate scrie expresia forței utile :

(4.2)

În cazul nostru, când vom folosi un cilindru cu dublă acțiune, dacă se notează cu presiunea din camera de descărcare și cu S secțiunea pe care acționează această presiune, se poate scrie expresia forței utile :

(4.3)

Se face precizarea că in relațiile (4.2) și (4.3) presiunile și sunt presiuni relative; totodată aceste expresii sunt valabile numai în regim de mișcare stabilizat. În fazele de accelerare și frânare a mișcării trebuie ținut seama și de forțele inerțiale.

Referitor la valorile orientative ale preiunilor din camerele active ale motorului, in calculele de predimensionare se pot considera :

-0,8* p, unde p este presiunea de alimentare; nu se lucreaza cu acestă preiune deoarece trebuie ținut seama de pierderile de sarcină existente pe circuitul de alimentare al motorului;

-=0,2…0,4 [bar]

Forțele de frecare sunt dependente de tipul de garnitură folosit pentru etanșarea pistonului și a tijei, respectiv de condițiile de utilizare. Condițiile de ungere și de gresare pot reduce considerabil valorile forțelor de frecare.

La inițializarea mișcării trebuie învinse și forțele de aderență care sunt mai mari chiar decât forțele de frecare, aceste forțe cresc semnificativ dacă pistonul rămâne oprit intr-o anumita poziție un timp mai indelungat.Pentru a ține cont de forțele de frecare se reduce procentual forța teoretica maxima de presiune cu 10….20 %.

În tabelul 4.7 sunt indicate in [N] forțele utile dezvoltate de un cilindru cu dubla actiune atât pentru faza de avans cât și pentru faza de revenire. Pentru determinarea valorilor din tabel s-a considerat că forțele de frecare reprezintă 10% din valoarea forței de presiune. Determinările s-au făcut pe baza relațiilor :

-pentru cursa de avans : [N]

-pentru cursa de revenire : [N] ;

unde d reprezinta diametrul alezajului cilindrului (egal cu diametrul pistonului), iar = diametrul tijei. Dimensiunile alezajelor corespund celor unificate de norma UNI ISO 3320.

Se presupune ca avem la dispoziție o sursa de aer comprimat cu presiunea stabila de 8[bar].

vom avea : [N]

Astfel obținem d:

mm

5.3 Descrierea dispozitivului , parti componente , functionare , intretinere si reparatii , norme de tehnica a securitatii muncii.

Întreținerea dispozitivului

Întreținerea dispozitivelor și supravegherea stării lor în timpul lucrului asigură exploatarea în bune condițiuni evitându-se oprirea mașinii-unelte. Supravegherea dispozitivelor impune cercetarea zilnică a lor în timpul lucrului și verifiarea câtorva piese prelucrate din punct de vedere al preciziei dimensionale de formă și de poziție a suprafețelor prelucrate.

În felul acesta se poate sesiza momentul atingerii unui grad de uzură înaintată a elementelor componente.

Dispozitivele corespund scopului pentru care au fost construite numai dacă sunt mereu în stare bună de funcționare. Un defect observat la timp se poate înlătura cu ușurința, în timp ce nesesizat și lăsat dispozitivul să funționeze în continuare poate produce o degradare, care numai prin reparație capitală se mai poate înlătura. În exploatarea dispozitivelor primele elemente care se uzează sunt cele de strângere, urmează elementele de ghidare a sculelor și apoi cele de orientare (reazemele).

După mărime și felul uzurii se stabilește reparația adecvată pentru reintroducerea dispozitivului în lucru. Cele mai frecvente care duc la repararea dispozitivului sunt: uzura sau deteriorarea elementelor de orientare: cepuri ,bolțuri, plăcuțe, dornuri, etc…; a bucșelor de ghidare la găurire, prin ovalizarea sau deteriorare la ruperea burghiului; uzura avansată sau ruperea șuruburilor de strângere; ruperea manetelor de manevrare.

Pentru elementele supuse procesului de uzură intensă se reomandă fabricarea lor din timp, pentru a putea fi inlocuite cele uzate. Piesele de rezervă trebuie depozitate corespunzător ca și dispozitivele pe perioada de neutilizare. Toate reparațiile sunt înregistrate pentru fiecare dispozitiv pe fișe de evidență. Pentru efetuarea reparației, dispozitivul se curăță, se examinează elementele defecte, după care se trece la remedierea defectelor constatate. După reparație, dispozitivul se supune probelor de verificare, în lucru, pe mașină și se controleaza piesele prelucrate. În general reparațiile curente se fac fără demontarea dispozitivului de pe mașina unealtă. Reparațiile capitale se execută când defectele constatate impun demontarea completă a dispozitivului de pe mașină. Reparația capitala a dispozitivului se va executa în atelierul de dispozitive din secția de sculărie sau din atelierul de reparații al secției.

Securitatea muncii

Trebuie respectate următoarele:

-organizarea raționala a locului de muncă, păstrarea ordinii și curățeniei la locul de muncă;

-se interzice depozitarea materialelor pe căile de acces;

-folosirea echipamentului de protectie și de lucru;

-folosirea apărătorilor și dispozitivelor de protecție;

-verificarea stării tehnice înainte de începerea lucrului;

Bibliografie

[1] Sanda Vasii Roșculeț, ș.a. Proiectarea Dispozitivelor, Editura didactică și pedagogică București , 1982;

[2] Dr. ing. Aurelian Vlase, ș.a. Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp 1 , Editura Tehnică București.

[3] Dr. ing. Aurelian Vlase, ș.a. Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp 2 , Editura Tehnică București.

[4] Mioara Hapenciuc, Echipamente de transport în industria alimentară, Editura fundației universitare ”Dunărea de Jos”, Galați

[5] Standard de stat, Lanțuri pentru transportoare, eclise speciale și roți de lanț, SR ISO 1977;

[6] Ing. Ioan Bucșa; Ing. Nicolae Cristofor, Îndrumătorul tehnicianului proiectant de mașini și utilaje; Ediția a II-a Editura tehnică București 1971.

[7] Prof. dr. ing. Mihai Gafițanu ș.a. Organe de mașini Volumul I; Editura tehnică București 1981;

[8] Prof. dr. ing. Mihai Gafițanu ș.a. Organe de mașini Volumul II; Editura tehnică București 1983;

[10] WikipediA, Enciclopedia liberă ; Chain Conveyor;Conveyor System;

[11] Ing. Mircea Mihail Popovici; Rezistența materialelor în rezumate, exerciții și probleme; Editura tehnică ;

[12] www.retezy-vam.com ; Selection of a conveyor chain;

[13] Vasile Palade ;Reductor de turație cu o treaptă, Îndrumar de proiectare;Galați 2008 ;

[14] EMCO