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