Specializarea: Tehnologia construcților de mașini [308355]

UNIVERSITATEA “PETRU MAIOR” DIN TÂRGU MUREȘ

Facultatea de Inginerie

Specializarea: Tehnologia construcților de mașini

Lucrare de licență

Coordonator

Șef. Lucr. Dr. Ing. Paul Răzvan CAZACU

Absolvent: [anonimizat] 2018-

[anonimizat], se dorește să se trateze și să se îmbunătățească principalele etape în dezvoltarea și proiectarea unei cabine de vopsit cu perdea de apă.

Cabinele de vopsit cu perdea de apă sunt echipamente ce se folosesc în foarte multe aplicatii cum sunt: [anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat].

Avantajele acestor cabine sunt multiple:

Absorție frontală cu debit puternic al aerului încărcat cu particule solide

Filtrare multipla conform normelor ecologice

Spălare a [anonimizat]-[anonimizat] a 5 capitole după cum urmează:

În capitolul 1, se tratează ”Considerente teoretice” , și sunt redate anumite aspecte privind modelarea 3D a tablelor, [anonimizat]: debitarea, roluirea și sudarea tablelor.

Capitolul 2,”Proiectarea cabinei de vopsit cu perdea de apă” [anonimizat], și descrierea soluției complecte de proiectare.

Capitolul 3, ”Aspecte tehnologice specifice cabinelor de vopsit cu perdea de apă”, unde sunt redate materiale privind partea de execuție a cabinei, și descrierea utilajului de roluit.

În capitolul 4, ”Concluzii”, se incheie prezenta lucrare și este dedicată concluziilor

Capitolul 1. Considerente teoretice

Modelarea 3D a tablelor[1]

Proiectarea și modelarea tablelor 3D se poate realiza într-o multitudine de programe(Inventor, AutoCad, SolidWorks, etc). Pașii pentru a ajunge pâna la desfășurata piesei sunt următorii:

[anonimizat] a unor caracteristici 3D specifice tablelor

pe langă aceste caracteristici se mai poate folosi și comenzile uzuale cum ar fii: Revolve sau Extrude

pentru roluirea tablelor în Sheet Metal se folosește comanda Contour Roll.

această comandă preia profilul dintr-o schiță și-l poate roti în jurul unei axe

pentru alegerea grosimii se alege comanda Sheet Metal Defaults

pentru desfașurată se alege unghiul de rotire de 359.99, după care se alege comanda Create Flat Pattern

pentru îndoirea tablelor se alege comanda Fold

1.2. Debitarea tablelor

Debitarea este operația tehnologică care se caracterizează prin desprinderea totală sau partială a [anonimizat], în scopul prelucrării acestuia.

Există trei procedee de debitare și anume:

[anonimizat]:

forfecare (foarfece, clești, ștanțe)

așchiere (fierăstaie, piese abrazive)

dăltuire (dălți)

[anonimizat] :

flacără cu gaz în curent de oxigen

cu arc electric și jet de oxigen

cu jet de plasma

cu laser

Tăierea cu oxigen

Este procedeul cel mai raspândit.  Metalul se încalzește cu ajutorul unei flăcări de gaze, după care se proiectează asupra lui un jet de O2. Pentru ca un aliaj să se poată tăia prin acest procedeu, el trebuie să îndeplinească urmatoarele condiții :

temperatura de ardere să fie mai mică decât temperatura de topire

oxizii formați să fie ușor înlaturați

conductibilitatea termică a materialului să fie mică

Tăierea cu jet de plasmă

Pentru taiere se folosește un arc sau jet de plasmă care încălzește, arde si îndepartează metalul din zona tăierii. Jetul de plasmă se folosește pentru tăierea aliajelor metalice cu grosimi până la 8-10 mm, iar la grosimi mai mari se folosește arcul de plasmă. Vitezele de tăiere sunt de 250-1250 mm/min.Conducerea jetului de plasmă se poate face manual sau automatizat.

Se utilizează tot mai des datorită avantajelor ce le are:

productivitate ridicată

posibilitatea taierii aliajelor de grosimi mari

tăieturi înguste și fără bavuri

Tăierea cu laser

Este un procedeu modern pentru tăierea sau prelucrarea foarte fină a oricăror materiale metalice sau nemetalice în scopul îndepărtării unor cantitați foarte mici de material .

Se utilizează un fascicul laser care dezvoltă pe un spațiu foarte mic temperaturi până la 18000 C. Lațimea tăieturii este de ordinul sutimilor sau zecimilor de milimetru, iar piesele ce se taie sunt de obicei subțiri. Viteza de tăiere scade cu grosimea semifabricatului. Se folosește în industria electronică si optică (debitari de elemente semiconductoare sau lentile).

Scule și echipamente utilizate la debitarea materialelor

Pentru debitarea materialelor se utilizează următoarele echipamente:

Foarfecă de mână (Fig.1.)

Foarfecă de masă (Fig 2.)

Foarfecă ghilotină (Fig. 3)

Mașină de debitat cu discuri abrazive (flex) (Fig. 4)

Foarfeca de mână are tăișurile durificate prin tratament termic. Constructiv poate avea tăișurile drepte sau curbate (dreapta sau stânga)

Fig 1. Foarfeca de mână

Foarfeca de masă permite tăierea de table cu grosimea maxima de 1,5mm

Fig. 2. Foarfecă de masă

Foarfeca ghilotină după modelul de acționare pot fi: manuale și mecanice

Fig.3. Foarfecă ghilotină

Mașină de debitat cu disc abraziv au la bază liant de cauciuc pentru o anumită elasticitate

Fig. 4. Masină de debitat cu disc abraziv

1.3. Roluirea tablelor

Roluirea tablei presupune prelucrarea la rece a acesteia cu ajutorul unor mașini pentru roluit table și obținerea unor forme curbe.

Principiul de funcționare este relative simplu, și anume tabla este trecută printre rolele utilajului. După fiecare trecere se coboară cilindrul presor până când obținem forma dorită.( fig.5.)

Fig.5. Trecerea tablei printre cilindri

Utilajele de roluit table (fig.6) sunt mașini dotate cu 3 sau 4 cilindri, care sunt acționate manual sau motorizat, și care realizează îndoirea tablei în formă de cilindru sau de con.

Fig.6. Echipament de roluit tablă

1.4. Sudarea tablelor

Sudarea este operația de realizare a unei îmbinări nedemontabile a pieselor metalice utilizând încalzirea locală, presiune sau ambele, cu sau fără folosirea unui metal de adaos, similar cu metalul pieselor de îmbinat.

Pentru realizarea de suduri pentru table, se pot folosi procedee de sudare prin presiune sau prin topire.

Procedeele de sudare prin topire sunt:

procedeul de sudare MIG/MAG

procedeul de sudare WIG

procedeul de sudare manual cu electrod învelit

Procedeele de sudare prin presiune sunt :

procedee de sudare în puncte

procedeul de sudare în linie

procedeul de sudare în relief

Pentru sudarea tablelor subtiri cel mai des procedeu de sudare folosit este MIG/MAG, putându-se realiza cu viteze mari fără a strapunge tabla.

Pentru a elimina tensiunile și deformațiile care apar în urma procesului de sudare trebuie să ținem cont de câteva aspecte și anume :

încalzirea cât mai redusă a materialului

curent de sudare cât mai mic

realizarea sudurilor cu viteze cât mai mari

sudarea intemitentă (hafturi)

preâncalzirea pieselor înainte de sudare

poziționarea corectă a pieselor , astfel încât după sudare ele să fie aduse în poziția corectă.

Măsuri pentru înlăturarea deformațiilor :

tratamentul termic al pieselor după sudare – urmărește îndepărtarea tensiunilor interne apărute în timpul sudurii.

îndreptarea pieselor la cald – se aplică pieselor cu conținut scăzut de carbon

ciocănirea usoară a cusăturii și a zonelor învecinate pentru detensionarea sudurii

1.5. Croirea tablelor la decupare-perforare

Prin croire înțelegem dispunerea pieselor pe tablă, în scopul unei economii maxime de material.

Din punct de vedere al preiziei de prelucrare, croirea se poate realiza în trei feluri:

cu puntiță totală, când exista distanță între piese, și distanță între piesă și marginea lateral.(fig.7). Aceasta se aplică pieselor cu o precizie ridicată.

Fig.7.Croire cu puntiță totală(a,b,c)

Dezavantajul lor este că ștanțele sunt scumpe, iar consumul de material este ridicat.

Croirea cu puntiță partial(fig.8). Se utilizează la piesele care nu necesită o precizie ridicată.

Fig.8. Croire cu puntiță parțială

Croire fară puntiță(fig.9.). Consumul de material este scăzut, iar precizia este scăzută.

Fig.9.Croire fără puntiță

1.6. Îndoirea tablelor

Îndoirea este procedeul de deformare plastic la rece, caracterizată prin rotirea unei părți a semifabricatului în jurul unei axe, numită axa de îndoire.( Liv si Soc)

Straturile situate în interiorul razelor de curbură a tablelor se comprimă în direcție transversală, producând lățirea piesei. Straturile din exteriorul razei de curbură se întind în direcție longitudinală, astfel încât piesa se îngustează. Între cele două straturi se află un strat neutru, strat a carui lungime nu î-și modifică lungimea.

În urma încetării acțiunii forțelor exterioare care produc îndoirea, deformațiile elastice dispar, producând o revenire elastică, care se mai numește și arcuire elastică.

Precizia și calitatea tablelor îndoite depinde de:

forma și dimensiunea tablelor

proprietațile materialului (plasticitatea)

numarul de îndoiri din care se execută piesa

construcția cuțitelor de îndoit

presa utilizată și gradul de uzură a acesteia

structura materialului îndoit

precizia de așezare a tablelor

calitatea suprafețelor tablelor

Utilajele folosite pentru îndoirea tablelor se numesc abcant-uri.(fig.10,11.)

Fig.10. Abcant

Fig.11.Abcant automat

Capitolul 2. Proiectarea cabinei de vopsit cu perdea de apă

În capitolul 2 ”Proiectarea cabinei de vopsit cu perdea de apă”, se face referire la specificațile cabinei, geometria generală și descrierea soluției complete de proiectare a cabinei în Inventor.

Astfel , din nevoia și din pretențile oamenilor s-a căutat o soluție ca particulele de vopsea ce provin de la pistoalele de vopsit și sunt răspandite în aer, să fie atrase de perdeaua de apă a cabinei, astfel încât partea vopsită să rămână perfectă.

Cabina de vopsit este alcătuită dintr-o serie de component și subansamble:

cuvă frontală

bazin

structura cabinei (panourile laterale, spatele și tavanul cabinei)

șicane

cuvă alimentare perdea

filtre

panou perdea apă

pompe

ventilator

tubulatură pentru ventilație

furtune și robineți

grătar

ramă filtre

2.1.Cuva frontal

Se află în fața cabinei și sunt în număr de două

Se construiește din tablă neagră de 3 mm

Este alcatuită din 4 componente:

două laterale

partea frontală

interiorul

gratarul

După sudarea cuvei ea se trimite la zincare, deoarece interiorul ei este plin cu apă și particule de vopsea și este predispusă la oxidare.

Astfel, cuva frontal (fig.12.) are rolul de a susține piesele pentru vopsit. În interiorul ei se află o perdea de apă continuă care preia surplusul de vopsea și o transportă în bazinul cabinei. Perdeaua de apă este transmisă de către pompă aflată în interiorul bazinului.

Fig.12.Cuva frontală

2.2.Bazin

Se află în partea inferioară a cabinei

Se construiește din tablă neagră de 3mm

Este alcătuit din 2 componente:

două laterale

partea interioară

După sudarea bazinului el se trimite la zincare, deoarece în el se află mereu apă și particule de vopsea și este predispus la oxidare.

Astfel, bazinul cabinei(fig.13.), are rolul de a depozita apa. În interiorul lui se află o pompă, care împinge apa la cuva frontală și la cuva de alimentare a perdelei de apă verticale. El mai este și suport pentru pereți cabinei, panourile fixându-se cu șuruburi pe el.

Fig.13. Bazin

2.3.Structura cabinei

Aceasta constituie parțile laterale, spatele și tavanul cabinei

Se construiește din tablă zincată de 1.5mm

Este alcatuit din :

patru panouri laterale (fig.14.)

două panouri în spate

tavan (fig.15.)

Înainte de a fi montate aceste panouri ele trec printr-o succesiune de faze și operați

Ele alcătuiesc structura cabinei și etanșietatea acesteia.

Se fixeaza între ele cu șuruburi (Mx8)

Fig.14. Panouri laterale

Fig.15.Tavan

2.4. Șicanele

Sunt componente din interiorul cabinei

Ele sunt de două tipuri: simple și cu lamele (fig.15.)

Se construiesc din tablă zincată de 1.5mm

Sunt fixate de pereții laterali ai cabinei

Aceste șicane sunt poziționate în partea in partea de mijloc a cabinei, iar ele au datoria de a ”sparge” particulele de apă și de vopsea care sunt atrase de ventilator, acestea căzând în bazinul cabinei.

Fig.15. Șicane

2.5. Cuvă alimentare perdea

Este tot o componentă din interiorul cabinei (fig.16.)

Se construiește din tablă neagră de 3 mm

Este alcatuită din două componente:

interiorul cuvei

lateralele (elemente de fixare)

După sudarea cuvei ea se trimite la zincare, deoarece în ea se află mereu apă și particule de vopsea și este predispusă la oxidare.

Ea are rolul de a distribuii uniform o perdea de apă pe panourile din fața ei , iar cu ajutorul unui profil ”L” fixat cu șuruburi de toată lungimea cuvei se reglează fanta de apă necesară.

Alimentarea ei se face de către pompa din bazin prin trei ”guri” de alimentare dispuse în partea de jos a cuvei.

Fig.16. Cuva alimentare perdea

2.6.Filtre

Componentă din interiorul cabinei (fig.17.)

Rama este de tablă zincata de 1mm, iar filtrul este din cocos

Se află în partea superioară a cabinei și au un rol foarte important în ventilația cabinei , și anume filtrează aerul de particulele de apă și vopsea.

Fig.17. Filtru apă-aer

2.7. Panou perdea apă

Se află în partea frontală a cabinei (fig.18.)

Este din tablă zincată de 1.5mm

Sunt în numar de două și sunt detașabile astfel încât să se poată avea acces la componentele din interiorul cabinei

Se fixează pe cuva de alimentare apă, și are o înclinație mică pentru ca apa să curgă lin pe ele.

Are rolul de a absorbi particulele de vopsea din aer

Fanta de apă ce se scurge pe el se regleaza de la cuva de deasupra lui( cuva de alimentare)

Partea inferioară a panoului este roluită pentru ca apa să curgă în bazinul cabinei și să nu stropească.

Fig.18. Panou perdea apă

2.8.Pompa

Pompa se află pe partea inferioară a bazinului

Este o pompă sumersibilă deoarece este scufundată în totalitate în apă (fig.19.)

Ea împinge apa la cuva de alimentare și la bazinul frontal

În unele cazuri în bazin se pun două pompe când la cabina de vopsit avem și un sistem de reciclare.

Fig.19. Pompă sumersibilă

2.9.Ventilatorul

se află în partea superioară a cabinei (prins de tavan) (fig.20.)

are rolul de a absorbii aerul din incintă și a-l trimite afară

cu ajutorul lui fantele de apă ale cabinei absorb vaporii de vopsea (surplusul degajat de pistoalele de vopsit)

este necesar ca ventilatorul să fie bine fixat, în caz contrar apar vibrațiile.

este foarte important ca el să fie legat la pământ deoarece se lucrează într-un mediu umed și exista posibilitatea electrocutării.

Fig.20. Ventilatorul

2.10.Tubulatura pentru ventilație

face legătura dintre ventilator și exteriorul incintei (fig.21.)

ea poate să cuprinda un numar variat de elemente (clapete de reglaj, tubulatură dreaptă, coturi, pălarie anti-ploaie, reducții, etc.)

se confecționeaza din tablă zincată de 1 mm

pe ventiloator se prinde cu ajutorul unei flanșe

Fig.21. Tubulatură industrială

2.11.Furtunele și robineții

sunt componentele răspunzatoare cu reglajul și transportul apei

furtunele se află în interiorul cabinei, în timp ce robineți se află în exteriorul ei (pereții laterali), pentru a avea acces cu usurință la reglajul cabinei

alegerea furtunelor se face în așa fel în cat ele să fie rezistente la solvenți

Schema de recirculare apă

Schema de functionare

2.12.Ramă filtre.

o găsim în partea superioară din interiorul cabinei (fig.22.)

are rolul de a fixa filtrele

este construită din tablă zincată de 1 mm

îmbinarea ei se face prin sudură (sudură în puncte)

Fig.22.Ramă filtru

Capitolul 3. Aspecte thenologice specifice tablelor.

3.1.Cuva frontală

3.1.1.Lateral stânga

Fig.23. Debitare

Fig.24. Îndoire1 90°

Fig.25.Îndoire2 90°

Fig.26.Îndoirea3 90°

3.1.2.Lateral dreapta

Fig.27. Debitare

Fig.28.Îndoirea1 90°

Fig.29.Îndoirea2 90°

Fig.30. Îndoirea3 90°

3.1.3.Componenta 1

Fig.31. Desfășurata

Fig.32. Îndoirea1 90°

Fig.33. Îndoirea2 90°

Fig.34.Îndoirea3 90°

3.1.4. Componenta 2 interior

Fig.35. Desfașurata

Fig.36.Îndoire 78°

Fig.37.Îndoire33°

Fig.38.Debitare rectangular

Fig.39.Sudare

Fig.40. Sudare

Fig.41.Sudare

Fig.42.Sudare rectangular

Cuvă finală

3.2. Tavan

Fig.43. Debitare semifabricat

Fig.44. Desfășurata tavan

Fig.45. Îndoirea1 90°

Fig.46.Îndoirea2 90°

Fig.47.Îndoirea3 90°

Fig.48.Îndoirea4 90°

Fig.49.Îndoirea5 90°

Fig.50.Îndoirea6 90°

Fig.51.Îndoirea8 90°

3.3. Cuvă alimentare perdea apă

3.3.1. Componenta 1

Fig.52.Desfășurata cuvă alimentare

Componenta 1

3.3.2. Componenta 2

Fig.53. Debitare capac cuva

3.3.3 Componenta 3

Fig.54. Desfășurată peliculă

Fig.55. Îndoirea 1 și 2

Cuvă alimentare perdea de apă

Cuvă producție

3.4.Ramă filtru

3.4.1.Profil 900-50-30-30

Fig.56. Debitare semifabricat

Fig.57. Îndoirea1 90°

Fig.58. Îndoirea2 90°

Fig.59.Găurire profil

3.4.2.Profil 2300-55-30-30

Fig.60.

3.4.3.Profil 2300-160-50-50

Fig.61.

3.4.4.Profil 2300-20-15-15

Fig.62.

3.4.5.Profil 900-20-10-10

Fig.63.

3.4.6.Sudure profile

Fig.64. Sudură profile

3.5.Șicanele

3.5.1.Șicană simplă

Fig.65. Debitare semifabricat

Fig.66. Îndoirea 1 și 2 la 90°

Fig.67. Găurire șicană

3.5.2.Șicană mijloc

Fig.68.Debitare semifabricat

Fig.69.Îndoirile 1 și 2 la 90°

Fig.70.Îndoirile 3 și 4 la 45°

Fig.71.Găurire șicană

3.6.Bazin cabină

3.6.1.Față-spate bazin

Fig.72.Debitare semifabricat

Fig.73.Îndoirea1 90°

Fig.74.Îndoirea2 90°

Fig.75.Îndoirea3 90°

Fig.76.Îndoirea4 90°

3.6.2.Laterale

Fig.77.Debitare semifabricat

3.6.3.Sudare bazin cabină

Fig.78.Sudare bazin