duminică, 23 septembrie 2012

Asamblari demontabile


COLEGIUL “ALEXANDRU IOAN CUZA” BARLAD












PROIECT DE CERTIFICARE  A COMPETENTELOR PROFESIONALE










 COORDONATOR                                                         ABSOLVENT
Prof. Ing.                                                               Mocanu Cristi- Sorin
Mihaela  Pais                                                              cl. a XIII-a M


                                   

                                                        2011

         
     




    

TEMA PROIECTULUI







Asamblari demontabile


























Cuprins

Argument……………………………………………………………………4
Capitolul I. Asambari filetate
I.1 Caracterizare, domenii de folosire…………………......………………...5
I.2 Filete. Mod de generare, elemente geometrice,
clasificare, caracterizare……………………………….....………………….6
I.3 Parametrii geometrici ai filetului………………………....……………...7
I.4 Caracterizarea principalelor tipuri de filete……………………......…….9
I.5 Forte si momente în asamblarile filetate……………………….......…...11
I.6 Momentul de însurubare – desurubare………………………........…….12
I.7 Materiale si tehnologie……………………………………………....….13
I.8 Calculul asamblarilor filetate………………………………….......……14
I.9 Elemente constructive.Suruburi, piulite, saibe……….............................18
Capitolul II. Asamblari prin pene longitudinale
2.1 Caracterizare, clasificare, domenii de folosire…………………........…22
2.2 Asamblari prin pene paralele……………………………………......….23
2.3 Asamblari prin pene disc si cilindrice…………………………......…...24
Capitolul III. Asamblari prin caneluri
III.1Caracterizare, clasificare, domenii de folosire………………….......…26
III.2 Asamblari canelate cu profil dreptunghiular.
Caracterizare si clasificare……………………………………….....………27
Capitolul IV. Asamblari prin stifturi
IV.1 Caracterizare, clasificare, domenii de folosire………..........................28
Capitolul V. Asamblari prin bolturi
V.1 Caracterizare, clasificare……………………………….....………...…30
Capitolul VI.
Norme de tehnica securitatii si igiena a muncii
in tehnologia confectiilor metalice................................................................31
Anexe............................................................................................................32
Bibliografie…………………………………….………..........................….35





                                          





ARGUMENT

Pentru sustinerea examenului de certificare a competentelor nivelul 3 am ales tema „Ansamblari demontabile.
Asamblarile demontabile se caracterizeaza prin aceea ca folosesc organe care permit montarea si demontarea, respective deplasarea relativa (in repaus sau in  timpul functionarii) a pieselor asamblate. Sunt asamblari cu cea mai mare raspandire atat in constructia de masini,dispozitive si instalatii industriale cat si in constructii metalice.
 Imbinarile nu permit demontarea decat prin distrugerea partiala sau totala a pieselor componente si pot fi obtinute prin intermediul mijloacelor mecanice (îmbinari nituite, îmbinari prin coasere).
Asamblarile demontabile se pot realiza, fie folosind piese de forma data  (suruburi, pene, arbori si butuci canelati, bolturi, stifturi), fie pe baza deformatiei elastice a pieselor ce se imbina (asamblari cu strangere).
Îmbinarile sunt, în general, mai ieftine comparativ cu asamblarile demontabile si se folosesc, de regula, când divizarea constructiei este impusa de considerente tehnologice (posibilitatea, rationalitatea si economicitatea executiei).
          Asamblarile demontabile permit montarea si demontarea ulterioara, fara distrugerea organelor de asamblare si a pieselor asamblate, ori de câte ori este necesar.
          Desi, în general, sunt mai scumpe decât asamblarile nedemontabile, de multe ori, datorita conditiilor impuse de realizarea pieselor compuse, a subansamblelor si ansamblelor (de montare, de întretinere, de deservire etc.), sunt folosite asamblarile demontabile, care pot fi: filetate, prin pene longitudinale, prin caneluri, prin stifturi, prin bolturi, prin strângere proprie etc.








                                                
                                                   Capitolul I.

Asamblari filetate

I.1 Caracterizare, domenii de folosire

Asamblarile filetate sunt asamblari demontabile, realizate prin intermediul a doua piese filetate, conjugate, una filetata la exterior (surub), iar piesa conjugata, filetata la interior, poate fi o piulita sau o alta piesa cu rol functional de piulita.
          Aceste asamblari sunt folosite pe scara larga în constructia de masini, datorita avantajelor pe care le prezinta:
- realizeaza forte de strângere mari;
- sunt sigure în exploatare;
- sunt ieftine, deoarece se executa de firme specializate, în productie de masa;
- sunt interschimbabile;
- asigura conditia de autofixare.
Dezavantajele acestor tipuri de asamblari se refera, în principal, la:
- filetul, prin forma sa, este un puternic concentrator de tensiuni;
- nu se pot stabili cu precizie marimile fortelor de strângere realizate;
- necesita asigurari suplimentare împotriva autodesfacerii.
          Asamblarile filetate dintre doua sau mai multe piese se pot realiza în urmatoarele variante:
- cu surub, montat cu joc, si piulita (fig.2.1, a);
- cu surub, montat fara joc, si piulita (fig.2.1, b);
- cu surub însurubat în una din piese (fig.2.1, c);
- cu prezon si piulita (fig.2.1, d).
                                               
        
 Transmisiile surub-piulita sunt transmisii mecanice care transforma miscarea de rotatie în miscare de translatie, concomitant cu transmiterea unei sarcini. Acestea se folosesc în constructia masinilor unelte si la mecanismele de ridicat, datorita avantajelor pe care le prezinta:
- transmit sarcini mari;
- au functionare silentioasa;
- indeplinesc conditia de autofrânare.
Cele mai importante dezavantaje se refera la:
- randament redus;
- constructie complicata a piulitelor cu autoreglare, care preiau jocul dintre spire.
 Elementul determinant al transmisiilor surub-piulita este cupla elicoidala, care poate fi cu frecare de alunecare sau cu frecare de rostogolire (transmisii prin suruburi cu bile). Transmisiile prin suruburi cu bile au randament ridicat, dar nu asigura autofrânarea, fiind utilizate la masini unelte si la unele mecanisme de directie ale autovehiculelor. Transformarea miscarii de rotatie în miscare de translatie poate fi realizata prin:
- surubul executa miscarea de rotatie, iar piulita miscarea de translatie (masini unelte; cricuri cu pârghii etc.);
- surubul executa ambele miscari, de rotatie si de translatie (cricul simplu; cricul telescopic; surubul secundar al cricului cu dubla actiune; presele cu surub actionate manual etc.);
- piulita executa miscarea de rotatie, iar surubul miscarea de translatie (cricul cu piulita rotitoare; surubul principal al cricului cu dubla actiune etc.);
- piulita executa ambele miscari, de rotatie si de translatie (la constructii care necesita rigiditate marita, obtinuta prin încastrarea surubului).


                          I.2 Filete. Mod de generare, elemente geometrice,
clasificare, caracterizare

Modul de generare al filetului

Daca se înfasoara, pe o suprafata directoare – cilindrica sau conica, exterioara sau interioara – un plan înclinat cu unghiul α,  se obtine, pe
acea suprafata, o linie elicoidala, numita elice directoare (fig.2.2, a).
 Daca pe elicea directoare aluneca un profil oarecare, numit profil generator, urma lasata de acesta defineste spira filetului (fig.2.2, b).

         
 Însurubarea – desurubarea consta, practic, în deplasarea piulitei pe elicea directoare, care este, de fapt, un plan înclinat, înfasurat pe o suprafata de revolutie; rezulta, deci, analogia functionala dintre însurubare – desurubare si urcarea, respectiv coborârea unui corp pe un plan înclinat.

I.3 Parametrii geometrici ai filetului

Parametrii geometrici ai filetelor sunt standardizati si prezentati în fig.2.3
                                                        fig 2.3
 (pentru filetul triunghiular metric), semnificatia acestora fiind urmatoarea: d, D – diametrul exterior (nominal) al filetului surubului, respectiv al piulitei; d2, D2 – diametrul mediu al filetului, adica diametrul cilindrului pe a carui generatoare plinul si golul sunt egale; d1, D1 – diametrul interior al filetului surubului, respectiv al piulitei; p – pasul filetului, adica distanta dintre punctele omologe a doua spire vecine; H – înaltimea profilului generator; H1 – înaltimea efectiva a spirei filetului surubului; H2 – înaltimea utila, adica înaltimea de contact dintre spirele filetelor surubului si piulitei;
- unghiul profilului generator al filetului;- unghiul de înclinare al spirei filetului; este variabil, fiind functie de cilindrul pe
care se considera, deoarece pasul filetului ramâne acelasi,  lungimea de înfasurare modificându-se (fig.2.4).
În calcule, se considera unghiul de înclinare corespunzator diametrului mediu d2, determinat cu relatia                                             
                                                    
                            
 

Clasificarea filetelor se face dupa o serie de criterii, prezentate în continuare:
- În functie de destinatie, se deosebesc filete de fixare (la asamblari filetate), filete de miscare (la transmisii surub-piulita), filete de masurare (la aparate de masura) si filete de reglare (pentru pozitionarea relativa a unor elemente).
- În functie de numarul de începuturi, filetele pot fi cu un început (în general), cu doua sau mai multe începuturi (la filetele de miscare). Filetele cu mai multe începuturi (fig.2.5) au un randament mai ridicat, dar exista pericolul neîndeplinirii conditiei de autofrânare. În cazul filetelor cu mai multe începuturi, între pasul real p al unei spire si pasul aparent p’al filetului (v. fig.2.5) exista relatia p = i p, în care i reprezinta numarul de începuturi; la aceste filete, cursa (deplasarea corespunzatoare unei rotatii complete) este mai mare.                                      

- În functie de sensul de înfasurare al spirei, se deosebesc filete obisnuite, cu sensul de înfasurare dreapta (fig. 2.6, a) si filete cu sensul de înfasurare stânga (fig. 2.6, b), utilizate atunci când acest sens este impus de conditiile de functionare.
- În functie de sistemul de masurare, filetele pot avea dimensiunile masurate în milimetri (de regula, în constructia de masini) sau în toli (la masini din import si la tevi).
- În functie de forma suprafetei directoare, se deosebesc filete cilindrice si filete conice (folosite când se impun conditii de etansare sau de compensare a jocurilor aparute datorita uzurii).
- În functie de marimea pasului filetului, se deosebesc filete cu pas mare, cu pas normal si cu pas fin. Filetele cu pas mare îmbunatatesc viteza deplasarii axiale la actionare, dar exista pericolul neîndeplinirii conditiei de autofrânare. Filetele cu pas fin (utilizate ca filete de masurare sau reglare si la piese cu pereti subtiri) maresc rezistenta piesei filetate, asigura îndeplinirea conditiei de autofixare, dar micsoreaza rezistenta spirei.
- În functie de profilul spirei filetului, se deosebesc filete triunghiulare, filete patrate, filete trapezoidale, filete rotunde si filete ferastrau.
                                             

                           I.4 Caracterizarea principalelor tipuri de filete

Filetele triunghiulare sunt folosite ca filete de fixare, deoarece asigura o buna autofixare. Profilul filetului este un triunghiu echilateral(a=60º), pentru filete metrice (v. fig.2.3) si un triunghi isoscel (a=55º), pentru filetul Witworth, masurat în toli.
 Filetele metrice se pot executa cu pas normal (simbolizate prin M d) sau cu pas fin (simbolizate prin M dxp). Forma fundului filetului surubului poate fi dreapta sau rotunjita (v. fig.2.3), rotunjire ce micsoreaza concentratorul de tensiuni, mai ales în cazul actionarii unor sarcini variabile. Filetul în toli – pentru tevi – care se executa cu pas fin, cu fundul si vârful filetului rotunjite, fara joc la fundul filetului, este folosit pentru fixare – etansare. Se noteaza prin G si diametrul interior al tevii, în toli (de exemplu, pentru o teava cu diametrul interior de 3/4”, notatia va fi G 3/4).
          Filetul patrat (fig.2.7) se utilizeaza ca filet de miscare, profilul filetului fiind un patrat (a=0º) cu latura egala cu jumatate din pasul filetului. Desi are cel mai ridicat randament, se utilizeaza numai pentru transmiterea unor sarcini mici, deoarece spira are rigiditate si rezistenta reduse. Un alt dezavantaj al filetului patrat îl constituie centrarea nu prea buna a piulitei fata de surub. Se executa numai prin strunjire, cu productivitate relativ scazuta; poate avea pas mare, normal sau fin (se simbolizeaza prin Pt dxp).
                  
          Filetul trapezoidal (fig.2.8) se utilizeaza ca filet de miscare, profilul filetului fiind un trapez, obtinut prin tesirea unui triunghi isoscel, cu unghiul a=30º. Are randamentul mai redus decât filetul patrat si se utilizeaza pentru
transmiterea unor sarcini mari, spira filetului fiind mai rigida si mai rezistenta decât a filetului patrat. Asigura o centrare mai buna între piulita si surub, motiv pentru care
acest profil este cel mai frecvent utilizat la transmisiile surub-piulita.                                                    
 Se executa cu pas mare, normal sau fin (se simbolizeaza prin Tr dxp), putând fi prelucrat si prin frezare, cu productivitate mare.
          Filetul rotund (fig.2.9) are profilul format din drepte racordate cu arce de cerc, fiind obtinut din profilul trapezoidal (a=30º), prin rotunjirea vârfului si fundului filetului. Acest profil asigura filetului o rezistenta sporita la oboseala, fiind utilizat – datorita acestui avantaj – ca filet de miscare, în cazul unor sarcini variabile, în conditii grele de exploatare (cuplele vehiculelor feroviare, armaturi hidraulice etc.). Se executa cu pas mare, normal sau fin, fiind simbolizat prin R dxp. Un caz particular al filetului rotund îl constituie filetul Edison, format numai din arce de cerc (lipsesc portiunile rectilinii), al carui profil are, comparativ cu al filetului rotund, înaltimea mai mica. Se obtine prin deformarea plastica a pieselor cu pereti subtiri si se utilizeaza la instalatii electrice (becuri, sigurante etc.).

          Filetul ferastrau (fig.2.10) se utilizeaza ca filet de miscare, profilul filetului fiind o combinatie între profilul patrat, trapezoidal si rotund; cumuleaza avantajele acestora: randament relativ ridicat, spira rigida si rezistenta, concentrator redus de tensiuni la baza spirei. Dezavantajul acestui filet consta în transmiterea sarcinii într-un singur sens. Se utilizeaza în cazul unor sarcini mari, cu soc (dispozitive de strângere ale laminoarelor, în constructia preselor etc.). Se executa cu pas mare, normal sau fin (se simbolizeaza prin S dxp), înclinarea de 3º a flancului activ al spirei permitând executarea filetului surubului prin frezare.
I.5 Forte si momente în asamblarile filetate

Momentul la cheie

La strângerea sau desfacerea, cu cheia, a unei asamblari filetate (fig.2.11), asupra elementelor componente actioneaza atât sarcini exterioare cât si sarcini de legatura (reactiuni în cuple).

în care Fm reprezinta forta exterioara, care actioneaza la capatul cheii, de lungime L.
 Ca urmare a strângerii piulitei, în asamblarea filetata apare o forta axiala F, care întinde tija surubului si comprima piesele asamblate. Sub actiunea fortei F, în asamblarile filetate apar doua momente rezistente: Mîns (des) momentul de însurubare sau desurubare, care apare în cupla elicoidala; Mf - momentul de frecare (de pivotare), care apare între piesa rotitoare (capul surubului sau piulita) si suprafata pe care aceasta se sprijina. Momentul de însurubare (desurubare) actioneaza asupra surubului si piulitei, iar momentul de frecare actioneaza  asupra piulitei(sau la unele asmblari asupra capului surubului) si asupra piesei pe care aceasta se sprijina.

I.6 Momentul de însurubare – desurubare

Din modul de generare al filetului, rezulta echivalenta dintre fenomenele ce apar la însurubare – desurubare si urcarea, respectiv coborârea unui corp pe un plan înclinat. Aceasta analogie (fig.2.12) se face cu respectarea urmatoarelor conditii:
- unghiul planului înclinat este egal cu unghiul mediu de înclinare al spirei filetului β2;
- greutatea corpului de pe planul înclinat este egala cu forta axiala care încarca asamblarea F. Schema de calcul (v. fig.2.12) este întocmita pentru filetul patrat (a=0º); fortele care actioneaza asupra elementului de piulita, respectiv asupra corpului de pe planul înclinat au urmatoarele semnificatii:
- H, H’ - forta tangentiala care, aplicata la bratul d2/2, creaza momentul de însurubare, respectiv desurubare si este egala cu forta care urca, respectiv care coboara corpul pe planul înclinat;
- N - reactiunea normala a planului înclinat;
- Ff - forta de frecare, care se opune deplasarii corpului pe planul înclinat (Ff = μN, μ fiind coeficientul de frecare);
- R - reactiunea cu frecare (R= N+ μN), care face unghiul φ cu normala,
φ= arctg μ fiind denumit unghi de frecare.


                                                

I.7 Materiale si tehnologie

Materialele pentru organele de asamblare se aleg, în principal, în functie de conditiile functionale. Suruburile uzuale, la care nu se cunoaste anticipat domeniul de folosire, se executa din OL 37 sau OL   42; pentru suruburile la care este necesara o rezistenta mai mare, se recomanda utilizarea otelurilor OL 50, OLC 35, OLC 45 sau a otelurilor pentru automate AUT 20, AUT 30 etc.
          Suruburile puternic solicitate, precum si cele de importanta deosebita, se executa din oteluri aliate, 40 Cr 10, 33 MoCr 11, 13 CrNi 30, tratate termic. În afara de oteluri, suruburile si piulitele se mai executa si din metale usoare, aliaje neferoase sau materiale plastice. Otelurile folosite în constructia suruburilor si piulitelor de fixare sunt împartite, în functie de caracteristicile mecanice ale acestora, în mai multe grupe, fiecare grupa continând materiale cu caracteristici apropiate.
          Conform STAS, fiecare grupa de oteluri pentru suruburi este simbolizata prin doua cifre, despartie de un punct (de ex.: 4.8; 6.6; 8.8 etc), iar pentru piulite printr-o cifra (de ex.: 4; 6; 8 etc). De fapt, cifrele indica caracteristicile mecanice ale materialelor din grupa respectiva; astfel, prima cifra a grupei pentru suruburi si cifra grupei pentru piulite, înmultite cu 100, dau rezistenta limita de rupere a materialelor din grupa respectiva, iar înmultind cu 10 produsul celor doua cifre ale grupei pentru suruburi, rezulta limita de curgere a otelurilor din respectiva grupa. Saibele plate se executa din OL 34, AUT 08 etc., iar saibele Grower si alte saibe elastice se executa din otel de arc OLC65A. Tehnologia de executie a filetelor se alege, în primul rând, în functie de seria de fabricatie.
          In cazul unor unicate sau serii mici, se recomanda filetarea cu filiera pentru surub si cu tarodul pentru piulita sau filetarea ambelor piese prin strunjire, cu cutit de filetat. În cazul unor serii de fabricatie mai mari, filetarea se poate face pe strung, cu scule speciale (cutit pieptene sau cutit disc), pe masini automate sau prin rulare; rularea asigura o mare productivitate si pastreaza continuitatea fibrelor materialului. Organele de asamblare filetate, cu destinatie generala, se executa de firme specializate.

I.8 Calculul asamblarilor filetate

Forme si cauze de deteriorare

Cercetarile experimentale si analiza asamblarilor filetate distruse au condus la concluzia ca formele de deterioare a organelor de asamblare filetate sunt: ruperea tijei surubului si distrugerea filetului piulitei sau surubului.
          Cauza principala care conduce la ruperi este oboseala materialului,datorita actiunii unor sarcini variabile si este favorizata de existenta unor puternici concentratori de tensiuni. În cazul unor sarcini statice, ruperile se produc mai rar si apar, de regula, ca urmare a prelucrarii mecanice necorespunzatoare a pieselor filetate sau a montarii si demontarii incorecte a acestora.
          În figura 2.15 este prezentata distributia tensiunilor, în lungul tijei surubului unei asamblari filetate, si – corespunzator acestei distributii neuniforme – frecventa ruperilor tijei surubului, în diferitele sectiuni periculoase. Considerând ca tensiune de baza tensiunea σ0 din tija nefiletata a surubului, în sectiunile cu concentratori de tensiuni apar valori ale tensiunilor de pâna la 5 ori mai mari decât tensiunea de baza. Cea mai mare tensiune (5σ0) si, ca urmare, cea mai mare frecventa a ruperilor apare în zona primei spire a surubului în contact cu piulita. Concentrarea tensiunilor în aceasta zona se explica prin distributia neuniforma a sarcinii între spirele în contact ale surubului si piulitei comprimate, prima spira preluând peste 1/3 din sarcina, iar a zecea spira mai putin de 1/100 din aceasta sarcina. În plus, tensiunile care apar în tija surubului au valori maxime în zona de la fundul filetului, acestea provocând si ruperile spirelor filetului.
          Alte zone cu frecventa ruperilor mare sunt: zona de trecere de la portiunea filetata a tijei la portiunea nefiletata, concentratorul de tensiuni fiind reprezentat de iesirea filetului; zona de trecere de la tija la capul surubului, concentratorul de tensiuni din aceasta zona fiind tocmai diferenta de dimensiuni. Organele de masini filetate se pot deteriora si datorita unor sarcini suplimentare, cauzate de impreciziile de executie si montaj.
          Pentru a se preîntâmpina deterioarea organelor de asamblare filetate, trebuie sa se calculeze, conform regimului de solicitare, atât tija surubului cât si spirele filetului; în plus, trebuie luate masuri tehnologice si constructive pentru diminuarea concentratorilor de tensiuni.

Calculul spirei filetului

Calculul spirei filetului are ca scop sa preîntâmpine deterioarea spirelor filetului, datorita solicitarilor de strivire, încovoiere sau forfecare. Calculul spirei filetului se face pe baza unor ipoteze simplificatoare:
Solicitarea la strivire. Suprafata de strivire a unei spire este o coroana circulara, cu diametrul exterior egal cu diametrul nominal al surubului d, iar diametrul interior egal cu diametrul interior al filetului piulitei D1 (fig.2.16).
Tensiunea de strivire a spirei filetului se determina cu relatia
Solicitarea la încovoiere. Pentru acest calcul, se considera spira ca o grinda încastrata, cu sarcina în consola (fig.2.17, a). Sarcina F/z este rezultanta presiunilor de contact si se considera concentrata la raza d2/2, iar sectiunea periculoasa este sectiunea de încastrare a spirei pe tija surubului sau în corpul piulitei (suprafata laterala a unui cilindru); prin desfasurarea cilindrului corespunzator diametrului de încastrare a spirei, se obtine un dreptunghi (fig.2.17, b).


Calculul asamblarilor filetate încarcate transversal

La aceste asamblari, sarcina exterioara actioneaza perpendicular pe axele suruburilor. În functie de modul de montare a suruburilor, în practica se întâlnesc doua cazuri distincte, si anume:
- suruburi montate cu joc;
- suruburi montate fara joc (suruburi de pasuire).
          Asamblari filetate încarcate transversal, cu suruburi montate cu joc. În cazul acestor asamblari (fig.2.18), sarcina exterioara Q se transmite de la o tabla la alta prin contact cu frecare. Asamblarea functioneaza corect daca sub actiunea fortei exterioare Q între table nu apare o deplasare relativa. Matematic, acest principiu de functionare se exprima prin inegalitatea Ff  Q, în care Ff reprezinta forta de frecare dintre table. Pentru îndeplinirea inegalitatii (2.33), suruburile se monteaza cu prestrângere, în tija acestora aparând forta de întindere F0, iar în asamblare forta de compresiune .







           

                    
                     Asamblari filetate încarcate transversal, cu suruburi montate fara joc. Suruburile montate fara joc, numite si suruburi de pasuire, se caracterizeaza prin faptul ca tija nefiletata a surubului este mai mare în diametru decât tija   filetata a acestuia. Sarcina exterioara Q se transmite, prin contact direct fara frecare, de la o tabla la tija nefiletata a suruburilor si, în mod similar, de la tija nefiletata a suruburilor la cealalta tabla (fig.2.19). Tija nefiletata a suruburilor este solicitata la forfecare, iar suprafetele de contact dintre surub si table sunt solicitate la strivire.
 Comparativ cu asamblarile cu suruburi montate cu joc, în cazul asamblarilor prin suruburi montate fara joc, se obtin suruburi de dimensiuni mai mici (fiind calculate doar la forta Q), dar tehnologia este mai pretentioasa (tijele suruburilor se rectifica, iar gaurile se alezeaza). Rezistenta admisibila la forfecare se alege în functie de materialul surubului. Astfel: pentru sarcini variabile si  pentru sarcini statice. Rezistenta admisibila la strivire se alege în functie de materialul piesei mai putin rezistente (surub sau table).

I.9 Elemente constructive.Suruburi, piulite, saibe

Suruburile cu cap se pot clasifica dupa forma constructiva a capului, tijei si vârfului. Principalele forme constructive ale capului suruburilor sunt prezentate în fig.2.20, cel mai frecvent utilizat fiind surubul cu cap hexagonal (fig.2.20, a, b, c), deoarece necesita cel mai redus spatiu pentru manevrare – cu cheia fixa – la montare, respectiv la demontare. La montari si demontari repetate se utilizeaza suruburile cu cap patrat (fig.2.20, d), deoarece suprafata de contact dintre capul surubului si cheie este mai mare si se asigura o durabilitate ridicata a surubului
Capul suruburilor poate fi prevazut cu prag intermediar (v. fig.2.20, b), pentru micsorarea concentratorului de tensiuni reprezentat de trecerea de la diametrul tijei la capul surubului sau cu guler (v. fig.2.20, c), în cazul asamblarii unor piese din materiale moi (lemn, aluminiu etc.), pentru micsorarea presiunii pe suprafata de asezare.
Când se impune un aspect exterior cât mai estetic al asamblarii, se recomanda utilizarea suruburilor cu cap cilindric (fig.2.20, e si f), semirotund (fig.2.20, g), semi înecat (fig.2.20, h) sau înecat (fig.2.20, i), care se introduce, de regula, partial sau total, într-un locas executat în piesa de asamblat. Suruburile cu cap cilindric sunt prevazute, pentru antrenare, cu hexagon interior (v. fig.2.20, e) – în cazul unor forte de strângere mari – sau cu crestatura pentru surubelnita (v. fig.2.20, f) – în cazul unor forte de strângere mici. La cele cu hexagon interior, rezistenta cheii este mai redusa decât a tijei surubului, eliminându-se astfel posibilitatea ruperii acestuia.
Suruburile cu cap semirotund, semiînecat si înecat sunt prevazute cu locas (crestatura) pentru surubelnita obisnuita (v. fig.2.20, g si h), iar în cazul unor montari si demontari frecvente, cu locas pentru surubelnita în forma de cruce (v. fig.2.20, i), acestea folosindu-se la dimensiuni mici si la forte de strângere mici.
          La automobile se folosesc si suruburi cu cap cilindric cu locas pentru surubelnita cu sase crestaturi (la dispozitivele de închidere a usilor). Pentru a nu permite rotirea surubului, la strângerea piulitei cu cheia, suruburile cu cap bombat sunt prevazute cu o portiune de forma patrata (fig.2.20, j) sau cu o proeminenta sub forma de nas (fig.2.20, k), care deformeaza materialul piesei asamblate. La forte de strângere mici, se folosesc suruburile cu cap striat (fig.2.20, l), care se strâng cu mâna.
 Forma tijei suruburilor depinde de modul de montare si de felul solicitarii acestora, principalele forme constructive fiind prezentate în fig. 2.21. Tija surubului (fig.2.21) poate fi: a - filetata pe toata lungimea; b - filetata pe o portiune, cu tija nefiletata egala în diametru cu diametrul nominal al filetului; c – filetata pe o portiune, cu tija nefiletata subtiata (suruburi elastice); d - filetata pe o portiune, cu tija nefiletata îngrosata (suruburi de pasuire); e - filetata pe o portiune, cu tija nefiletata subtire si lunga, prevazuta cu portiuni de ghidare.
Forma vârfului suruburilor este aceeasi cu a stifturilor filetate, si anume: a - drept; b - conic; c – cu cep si vârf conic; d – cu cep cilindric; e – cu gaura conica (v. fig.2.22).
 Stifturile filetate au filet pe toata lungimea si sunt folosite pentru a împiedica deplasarea relativa a doua piese, ele fiind solicitate la compresiune (fig.2.22).
          Prezoanele (fig.2.23) sunt suruburi filetate la ambele capete si se utilizeaza în cazul în care materialul piesei nu asigura o durabilitate suficienta filetului, la montari si demontari repetate. Prezoanele pot avea tija nefiletata de acelasi diametru cu tija filetata (fig.2.23, a) sau mai mica (fig.2.23, b), lungimea de însurubare, în piesa, fiind functie de materialul piesei (otel, fonta, aluminiu etc.).
          Suruburile speciale, destinate unor situatii specifice, cuprind: suruburile cu cap ciocan (fig.2.24, a) si suruburile cu ochi (fig.2.24, b), utilizate la dispozitive; inele surub de ridicare (fig.2.24, c), utilizate la ridicarea si manevrarea subansamblelor si ansamblelor, cu ajutorul macaralelor; suruburile pentru fundatii (fig.2.24, d), utilizate pentru fixarea ansamblelor pe fundatie, un capat al acestora îngropându-se în betonul fundatiei, iar celalalt fiind prevazut cu filet, pentru montarea unei piulite; suruburile autofiletante pentru lemn (fig.2.24, e).
          Piulitele se executa într-o mare varietate de forme constructive, principalele fiind prezentate în fig. 2.25: a – hexagonale obisnuite; b - hexagonale cu guler; c - patrate; d - crenelate, utilizate pentru asigurarea asamblarii filetate cu splinturi; e - înfundate, pentru protejarea filetului; f - cu suprafata de asezare sferica, pentru autocentrarea piulitei pe surub; g - canelate, pentru fixarea axiala a inelelor de rulmenti; h - cu gauri axiale, pentru strângere cu chei speciale; i - cu gauri frontale, pentru strângere cu chei speciale; j - fluture, pentru strângere cu mâna; k - striate, pentru strângere cu mâna.

      



Saibele (fig. 2.26) se folosesc pentru micsorarea presiunii pe suprafata de sprijin a piulitei, respectiv a capului surubului, sau pentru asezarea corecta a acestora, când suprafata de sprijin nu este prelucrata corespunzator (fig.2.26, a) sau este înclinata (saibe pentru profile I si, respective, L) – fig.2.26 b si c.

                                          Capitolul II.

                           Asamblari prin pene longitudinale

II.1 Caracterizare, clasificare, domenii de folosire

Penele longitudinale sunt organe de asamblare demontabile, utilizate în asamblari de tip arbore – butuc, cu scopul transmiterii unui moment de torsiune si a unei miscari de rotatie si uneori cu rolul de a ghida deplasarea axiala a butucului fata de arbore. Penele longitudinale se monteaza în canale prelucrate numai în butuc sau partial în butuc si partial în arbore, directia de montare fiind paralela cu axa asamblarii. Asamblarile prin pene longitudinale sunt utilizate la fixarea pe arbori a rotilor dintate, a rotilor de lant sau de curea, a semicuplajelor etc. În functie de modul de montare, se deosebesc pene longitudinale montate cu strângere si pene longitudinale montate fara strângere (liber). Penele longitudinale montate cu strângere se folosesc rar, doar în cazul turatiilor mici si mijlocii, când nu se impun conditii severe de coaxialitate.
Penele longitudinale montate liber se folosesc pe scara larga în constructia transmisiilor mecanice; din categoria asamblarilor prin pene longitudinale montate fara strângere fac parte asamblarile prin
pene paralele, prin pene disc si prin pene cilindrice.


II.2 Asamblari prin pene paralele

Penele paralele au sectiunea dreptunghiulara, între fata superioara a penei si fundul canalului din butuc fiind prevazut un joc radial, necesar realizarii montajului (fig.2.31).
 Penele paralele sunt executate în trei variante constructive: cu capete rotunde – forma A; cu capete drepte – forma B; cu un capat drept si unul rotund – forma C (v. fig. 2.31), varianta utilizata doar pentru capetele de arbori. Canalul din arbore se executa cu freza deget la penele paralele cu capete rotunde (forma A sau C) si cu freza disc la penele cu capete drepte (forma B). Canalul din butuc – sub forma unui canal deschis – se executa prin mortezare sau prin brosare, când numarul pieselor justifica costul brosei.
Dupa rolul functional, asamblarile prin pene paralele se împart în asamblari fixe si asamblari mobile. La asamblarile fixe, se folosesc pene paralele obisnuite, iar la asamblarile mobile, pene paralele cu gauri de fixare, care se executa în aceleasi forme ca si penele paralele obisnuite (fig.2.32).
          La asamblarile mobile, penele se fixeaza pe arbori prin intermediul a doua suruburi, pentru a anihila tendinta de smulgere a penei din locasul executat în arbore. Lungimea acestor pene se alege în functie de deplasarea necesara a butucului. Folosirea suruburilor trebuie limitata la cazurile strict necesare, prezenta gaurilor micsorând rezistenta la oboseala a arborelui.
Penele paralele se executa din OL60 sau din alte oteluri, cu rezistenta minima la rupere de 590 MPa. Sarcina exterioara (momentul de torsiune) se transmite prin contactul direct, fara frecare, dintre arbore si pana, respectiv dintre pana si butuc, contacte care se realizeaza pe fetele laterale ale penei. Ca urmare, suprafetele în contact sunt solicitate la strivire, iar pana la forfecare (solicitare mai putin importanta). Ipotezele utilizate pentru calculul asamblarilor prin pene paralele se refera la urmatoarele
aspecte (fig.2.33):
- presiunea pe fetele active (laterale) ale penei este distribuita uniform;
- pana este montata cu jumatate din înaltimea sa în canalul din arbore si cu cealalta jumatate în canalul executat în butuc;
- bratul fortei rezultante F, care actioneaza asupra fetelor active ale penei, este egal cu d/2.
        
II.3 Asamblari prin pene disc si cilindrice.

Asamblari prin pene disc

Penele disc au forma unui segment de disc; partea inferioara a penei se introduce într-un canal, de acceasi forma, executat în arbore, iar partea superioara, cu fata dreapta, în canalul din butuc (fig.2.34). Penele disc necesita executarea unui canal adânc în arbore (acesta ducând la micsoarea rezistentei la încovoiere a arborelui), fapt care determina utilizarea acestor tipuri de pene cu precadere la montarea rotilor pe capetele arborilor, deoarece aceste portiuni sunt mai putinsolicitate la încovoiere; principalele domenii de utilizare se refera la: constructia de masini unelte, de autovehicule, masini gricole etc.
Canalul de pana din arbore se executa prin frezare cu freza disc, iar canalul din butuc prin mortezare sau brosare, în cazul productiilor de serie mare. Sarcina exterioara (momentul de torsiune Mt) se transmite prin contactul direct, fara frecare, dintre pana si arbore pe de o parte si dintre pana si butuc pe de alta parte. Ca urmare, ca si în cazul asamblarilor prin pene paralele, suprafetele în contact sunt solicitate la strivire, iar pana la forfecare. În fig.2.35 este prezentata schema de calcul a asamblarii prin pana disc.
 
Asamblari prin pene cilindrice

Penele cilindrice sunt stifturi cilindrice montate longitudinal, locasul pentru stift fiind executat jumatate în arbore si jumatate în butuc (fig.2.36). Domeniul utilizarii asamblarilor prin pene cilindrice este limitat: în cazul amplasarii butucilor pe capete de arbori, pentru momente de torsiune mici; în cazul ajustajelor presate, ca elementede siguranta.


                                     







Capitolul III.

                                    Asamblari prin caneluri

III.1 Caracterizare, clasificare, domenii de folosire

Asamblarile prin caneluri sunt asamblari de tip arbore-butuc, destinate transmiterii unui moment de torsiune si a unei miscari de rotatie. Aceste asamblari pot fi considerate ca asamblari prin pene paralele multiple, solidare cu arborele si uniform distribuite pe periferia acestuia. În comparatie cu asamblarile prin pene paralele, asamblarile prin caneluri prezinta o serie de avantaje:
- capacitate de încarcare mai mare, la acelasi gabarit, ca urmare a suprafetei de contact mult mai mare si a repartizarii mai uniforme a presiunii pe înaltimea flancurilor active;
- rezistenta la oboseala mai mare, datorita reducerii concentratorilor de tensiune;
- centrare si ghidare precisa a pieselor asamblate.
          Dezavantajele asamblarilor prin caneluri constau în:
- tehnologie de executie mai complicata;
- precizie de executie marita si, implicit, cost mai ridicat.
          Clasificarea asamblarilor prin caneluri se realizeaza dupa criteriile prezentate în continuare:
- Destinatie: asamblari fixe sau mobile. Asamblarile mobile permit deplasarea axiala a butucului pe arbore si se folosesc în cutiile de viteze cu roti baladoare.
- Forma proeminentelor: cu profil dreptunghiular (fig.2.37, a), cu profil în evolventa (fig.2.37, b), cu profil triunghiular (fig.2.37, c). 

III.2 Asamblari canelate cu profil dreptunghiular. Caracterizare si                                                               clasificare

Asamblarile prin caneluri cu profil dreptunghiular – la care flancurile proeminentelor arborilor sunt paralele cu planul median al acestora – sunt cel mai frecvent folosite. Asamblarile prin caneluri cu profil dreptunghiular se împart, dupa modul de centrare, în trei categorii:
- cu centrare exterioara (pe diametrul exterior), la care contactul dintre butuc si arbore are loc pe periferia proeminentelor arborelui, cu diametrul exterior D, între celelalte suprafete existând mici jocuri (fig.2.38, a); se foloseste în cazul în care butucul nu este tratat, rectificarea suprafetelor functionale fiind usor de realizat;

- cu centrare interioara (pe diametrul interior), la care contactul dintre butuc si arbore are loc pe periferia arborelui cu diametrul interior d (fig.2.38, b); este cea mai frecvent folosita, fiind si cea mai precisa, însa rectificarea suprafetelor functionale este mai greu de realizat;
- cu centrare pe flancuri, la care centrarea este realizata prin contactul dintre flancurile proeminentelor de latime b (fig.2.38, c); nu asigura centrarea precisa a pieselor asamblate, dar repartizarea sarcinii între proeminente este mai uniforma, folosindu-se în cazul momentelor de torsiune mari si/sau la schimbarea sensului de rotatie.
          Standardele împart asamblarile prin caneluri cu profil dreptunghiular dupa capacitatea de a transmite sarcina si modul de cuplare, în trei serii.
- Seria usoara include canelurile utilizate în cazul în care momentul de torsiune transmis de asamblare, în raport cu cel transmis de arborele cu diametrul d, este inferior. Canelurile din seria usoara sunt destinate asamblarilor fixe.
- Seria mijlocie include canelurile utilizate în cazul în care momentul de torsiune transmis de asamblare, în raport cu cel transmis de arborele cu diametrul d, este egal. Canelurile din seria mijlocie sunt destinate asamblarilor fixe sau mobile, la care cuplarea se realizeaza în gol.
- Seria grea include canelurile utilizate în cazul în care momentul de torsiune transmis de asamblare, în raport cu cel transmis de arborele cu diametrul d, este egal. Canelurile din seria grea sunt destinate asamblarilor mobile, la care cuplarea se realizeaza sub sarcina.

                                           Capitolul IV.

                                    Asamblari prin stifturi

IV.1 Caracterizare, clasificare, domenii de folosire

Stifturile sunt organe de asamblare demontabile, utilizate în urmatoarele scopuri:
- asigurarea pozitiei relative precise a doua piese (stifturile de centrare);
- ransmiterea unor sarcini relativ mici (stifturile de fixare);
- asigurarea elementelor componente ale unei transmisii mecanice împotriva suprasarcinilor (stifturile de siguranta); aceste stifturi se foarfeca la o valoare stabilita a suprasarcinii, fiind întâlnite la cuplajele de siguranta cu stifturi de forfecare. Stifturile se pot clasifica dupa forma, în stifturi cilindrice, conice sau conico-cilindrice, iar dupa forma suprafetei exterioare, în stifturi cu suprafata neteda sau crestata. Principalele tipuri de stifturi sunt prezentate în fig.2.40.
          Stifturile cilindrice pline (fig.2.40, a) se monteaza cu strângere, domeniul de folosire al acestora fiind limitat, datorita micsorarii strângerii – în urma montarilor si demontarilor repetate – si a necesitatii unor precizii de executie ridicate, atât la prelucrarea  stiftului cât si a alezajului pieselor asamblate. Se folosesc pentru fixare si mai rar pentru centrare. Se executa în trei variante: cu capete sferice, tesite sau drepte si sunt standardizate.
 Stifturile cilindrice tubulare (fig.2.40, b) se executa din banda de otel de arc, prin rulare. Datorita elasticitatii mari, obtinuta prin calire, pot fi montate în gauri cu tolerante mari, preluând bine sarcinile cu soc si rezistând la montari si demontari repetate, fara ca strângerea sa se micsoreze. Stifturile conice netede (fig.2.40, g) sunt folosite, în special, pentru centrare si se executa cu capete sferice sau tesite, având conicitatea 1/50, si sunt standardizate. În cazul gaurilor înfundate, se folosesc stifturile conice prevazute cu cep filetat (fig.2.40, h), demontarea realizându-se cu ajutorul unei piulite. Stifturile conice permit montari si demontari repetate, folosindu-se pentru centrarea carcaselor reductoarelor sau pentru transmiterea unor sarcini mici, în cazul asamblarilor de tip arbore-butuc.
 Stifturile conice cu capat spintecat (fig.2.40, i) permit desfacerea usoara a capatului spintecat, dupa montarea stiftului, protejând, în acest fel, asamblarea împotriva iesirii stiftului. Se folosesc în cazul solicitarilor variabile, a vibratiilor si la asamblarea pieselor aflate în miscare de rotatie, la viteze mari. Stifturile crestate realizeaza o fixare sigura si durabila, putând prelua si sarcini dinamice, fara ca strângerea sa se micsoreze; nu necesita mijloace suplimentare de asigurare si nici executie foarte precisa, folosindu-se, în special, pentru transmiterea sarcinilor. Se executa cu trei crestaturi, dispuse la 120o, pe toata lungimea (fig.2.40, c, j si f) sau numai pe o portiune din lungime (fig.2.40, d, k si l), crestaturile obtinându-se prin refulare. La montaj, stiftul se introduce fortat în alezajul pieselor care trebuie asmablate; materialul refulat la realizarea crestaturii se deformeaza elasto-plastic în sens invers, apasând puternic asupra peretilor gaurii (fig2.41). În fig.2.42 sunt prezentate câteva exemple de utilizare a asamblarilor prin stifturi: a – centrarea a doua piese prin intermediul stifturilor conice netede; b – asamblarea a doua piese prin intermediul unui stift conic cu cep filetat; c – asamblarea a doua piese prin intermediul unui stift conic spintecat la un capat; d – asamblarea unei roti dintate conice pe arbore prin intermediul unui stift conic crestat pe întreaga lungime.  
 Stifturile se executa din OL 50, OL 60, OLC 15, OLC35, OLC 45 etc., uneori tratându-se termic, pentru marirea duritatii superficiale.
                                                     
                    
                                         








Capitolul V.

                                    Asamblari prin bolturi

V.1 Caracterizare, clasificare

Bolturile sunt stifturi cilindrice de dimensiuni mai mari, folosite ca elemente de legatura în articulatii. Din punct de vedere constructiv, bolturile pot fi: fara cap (fig.2.44, a, b, c); cu cap mic sau mare (fig.2.44, d, e, f, g, h); cu suprafata lisa (fig.2.44, a); cu gauri pentru splinturi (fig.2.44, c, d, f, h); cu canale pentru inele elastice de rezemare excentrice pentru arbori (fig.2.44, b, e); cu cep filetat (fig.2.44, g). Bolturile se executa din OL 50, OL 60, OLC 15, OLC 35, OLC 45 etc., uneori tratându-se termic pentru marirea duritatii superficiale; bolturile sunt standardizate.


















Capitolul VI.
      Norme de tehnica securitatii si igiena a muncii in tehnologia confectiilor metalice

          Protecţia muncii, tehnica securităţii şi igiena muncii constau din măsuri pentru asigurarea celor mai bune condiţii de muncă, evitarea accidentelor şi prevenirea îmbolnăvirilor.
Securitatea şi igiena muncii se realizează atât prin măsuri organizatorice, cât şi prin contribuţia nemijlocită a activului de producţie.
Locurile de trecere ca: drumurile de acces şi de circulaţie, coridoarele, trebuie să fie permanent libere, să nu se permită depozitarea materialelor pe ele. Podeaua atelierelor trebuie să fie netedă, orice deteriorare sau denivelare trebuind reparată astfel încât, la trecerea mijloacelor de transport, să nu se piardă echilibrul obiectelor transportate, care să devină surse de accidente.
Sculele manuale trebuie să fie permanent în perfectă stare. Cozile de ciocan trebuie să fie împănate şi capătul dălţilor să fie fără floare. Metodele de lucru improvizate sau periculoase pot fi sursă de accidente. La lucrări de montaj se impune folosirea centurii de siguranţă.
Folosirea echipamentelor de protecţie: palmarele, căştile, ochelarii şi genunchierele sudorilor, capacele şi ecranele de protecţie a polizoarelor, intră în obligaţia muncitorilor care nu trebuie să execute o lucrare ce nu le-a fost încredinţată.
Aplicarea tuturor măsurilor tehnico-organizatorice privind protecţia muncii trebuie să fie permanent verificată de către organele de conducere, şefii de echipe, maiştrii şi inginerii..
 Pentru micşorarea zgomotului se vor folosi antifoane de cauciuc ce dau rezultate bune în protecţia fonică.
Aparatele şi instalaţiile electrice, în special aparatele electrice de sudură nu trebuie înghesuite sau amplasate necorespunzător. Nu se sudează în atmosferă cu umiditate ridicată (în aceste condiţii chiar şi curentul de joasă tensiune putând provoca accidente mortale).
 Instalaţiile şi sculele electrice vor fi corect construite şi în perfectă stare de funcţionare, iar legarea acestora la pămant este una din regulile de protecţia muncii şi tehnica securităţii.
                              





   
                                                       Anexe
                              Asamblări cu ştift transversal
                                 Asamblarea cu bolţ de articulaţie
                                              Pană disc (fig.3.23)

                       
Suruburi cu cap hexagonal                              Rondea de asamblare
 filetat complet (fig. 3.24)                                bolt cilindric (fig 3.25)

                             
Suruburi si organe de asamblare                     Stift filetat la un cap
                 ( fig 3.26)                                               ( fig.3.27)


                                      
Asamblări prin pene longitudinale               Rondea de asamblare
 montate fără strângere(fig3.27)                  bolţ cilindric(fig 3.28)  

                                                                         

  




                   
    Stift filetat.Diametrul d                                   Asamblari elastice(arcuri)
                (fig.3.29)                                                            (fig.3.30)





                
  Surub cu cap hexagonal                               Surub cu cap cilindric crestat
            (fig.3.31)                                                           (fig.3.32)

                                          












                                              Bibliografie


1. D.Pavelescu, Gh.Radulescu, M.Gafitanu,I.Crudu, N.Gheorghiu
Organe de masini, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti 1985
2. Aurel Ciocarlea-Vasilescu, Mariana Constantin; Asamblarea, intretinerea si repararea masinilor si instalatiilor. Editura ICCAL 2000
3. Jascanu-Suruburi de miscare (indrumar de proiectare) Galati - Litografia Universitatii 1980
4. Ruxandra Noia, Liliana Tenescu; Organe de masini si mecanisme. Editura Sigma 2002-2003

5 Asamblari mecanice - manual pentru clasa a XI a si a XII ruta progresiva,  Autori: Mihaela Gabriela Ionescu, Ana Olivia, Gabriela Alice Enache, Sorina Antosica, Maria Manole

6. Organe de masini si organe de asamblare, editura Mirton,Timisoara 2001 Autori: Mikos.I. 

7. Organe de masini si transmisii mecanice, editura Mirton,Timisoara 2005 Autori: Mikos.I.

8. Organe de masini si mecanisme,Craiova 1993 Autori: Drobota .V




















                                            

Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu