Asamblari conice prin presare, Metode de calcul si proiectare, Estimarea cantitatilor si costurilor materiale

Argument:

Proiectarea unei asamblari prin conuri, proiectarea unui bolt, aleasa in conformitate cu programele scolare ale disciplinelor tehnice studiate in clasele a XI-a si a XIII-a ajuta la aprofundarea unor teme si realizarea unor tehnologii de reparare si reconditionare care in mod normal nu pot fi realizate in timpul orelor de curs, laborator sau practica.

Asamblarile prin conuri se utilizeaza pentru fixarea pe capetele arborilor a unor roti,discuri sau scule in general (freze, burghie). Strangerea elastica radiala dintre butuc si arbore se obtine prin efectul apasarii axiale pe care o da asamblarea filetata prevazuta cu saiba Grower impotriva autodesfacerii asamblarii.

Avantaje:

- arborele si butucul au prelucrari simple;

- nu exista mari concentratori de tensiune,

- exista posibilitatea de patinare la suprasarcina.

Dezavantaje:

- inelele cer o prelucrare pretentioasa si sunt realizate din oteluri aliate de mare rezistenta;

- asamblarea necesita un sistem axial de impingere;

- gabaritul radial este ridicat.

Principala problema pe care o ridica realizarea unei asemenea imbinarii consta in verificarea portiunilor conice ale pieselor ce se ansambleaza.O eventuala neconcordanta a conicitatilor pieselor duce la slabirea imbinarii si la neasigurarea etanseitatii.Controlul se poate face cu ajutorul verificatoarelor:calibre pentru bucsele conice si sabloane pentru conuri exterioare

Intocmirea proiectului necesita selectarea unor materiale din surse bibliografice suplimentare (altele decat manualele scolare utilizate la clasa )

Realizarea proiectului necesita intocmirea unor tehnologii de documentare a unor subansamble de executie a unei piese, de reconditionare a unei piese care constituie niste aplicatii utile la cunostintele dobandite la materiale de specialitate .

Executarea proiectului presupune redactarea acestuia pe suport informatic care constituie un exercitiu de utilizare a calculatorului si a cunostintelor dobandite la informatica.

In continutul proiectului este inclusa si o parte de calcul care constituie un exercitiu util pentru aprofundarea cunostintelor dobandite la diferite module studiate.

Am realizat si un calcul de dimensionare astfel incat piesa sa reziste la conditiile de exploatare. Am stabilit costul  pentru piesa

In final am enumerat cateva norme de N.T.S.M si P.S.I care trebuie respectate in cadrul activitatilor productive.

Anexele sunt urmatoarele : desen de executie piesa, desen 3D, fisa tehnologica, plan de operatii.

Cunostintele de la module Utilizeaza unelte de baza pentru crearea desenelor/ Utilizeaza unelte avansate pentru editarea desenelor/ Creeaza desene complexe Realizeaza desene 3D in perspectiva au fost materializate prin desene 2D, 3D. Desenarea si proiectarea asistata de calculator, cunosc in prezent o dezvoltare deosebita, datorita acurateții si rapiditații pe care calculatorul le pune la dispoziția proiectantului.

CAD = Computer Aided Design

Avantajele utilizarii AutoCAD:

AutoCAD-ul are un caracter general putand fi utilizat intr-o varietate de domenii;

AutoCAD-ul este un produs de desenare eficient si flexibil, permițand realizarea desenelor bidimensionale si tridimensionale, prin modelarea suprafețelor si a corpurilor solide.

exista multiple posibilitați de vizualizare a desenelor, la scara si cu precizia dorita.

dispune de o precizie foarte buna a desenelor;

ofera posibilitatea transferului comod al informațiilor spre sau dinspre alte produse informatice.

Asamblari conice prin presare

1.1.Caracterizare si rol functional

Aceste asamblari sunt demontabile si realizeaza transmiterea momentului de torsiune prin intermediul fortelor de frecare care apar pe toata suprafata de contact dintre piese. Se utilizeaza pentru asamblari de tip arbore - butuc (roti dintate, roti de curea, roti de lant, semicuplaje, parghii etc.).

Dintre avantajele acestor asamblari, se pot enumera: simplitate constructiva; montari si demontari usoare si repetate; asigura o buna centrare a butucului pe arbore. Dezavantajul cel mai important este necesitatea unei executii si a unui montaj precise.

Cele mai utilizate asamblari cu frecare sunt: asamblari prin strangere pe con; asamblari cu inele tronconice, cu inele ondulate, cu bratara, cu strangere proprie etc

ASAMBLARI PRIN STRANGERE PE CON

Aceste asamblari sunt de tip arbore - butuc si sunt utilizate destul de mult in tehnica deoarece asigura o buna centrare a butucului pe arbore. Asamblarea se poate realiza prin prelucrarea conica a arborelui si butucului (fig. a) sau utilizand una sau doua bucse intermediare cu suprafata exterioara conica (fig., b), caz in care arborele si alezajul vor fi prelucrate sub forma cilindrica

a b

Asemenea asamblari se utilizeaza pentru fixarea pe capetele arborilor a unor roti,discuri sau scule in general (freze, burghie). Strangerea elastica radiala dintre butuc si arbore se obtine prin efectul apasarii axiale pe care o da asamblarea filetata prevazuta cu saiba Grower impotriva autodesfacerii asamblarii. Prin strangerea pe con, in asamblare ia nastere o tensiune de contact (s) care asigura transmiterea unor momente de torsiune prin forte de frecare tangentiale. Uneori, cand nu este dorita patinarea la suprasarcina, se poate prevedea si o pana disc.

Fig.1

Centrarea obtinuta la asamblarea pe con este deosebit de buna, iar montarea si demontarea sunt facile. Inclinarea conului este, de regula a = 2 15, in functie de utilizare, fiind asigurata sau nu conditia de autofranare.

Alezarea conului butucului si rectificarea conului arborelui trebuie sa fie extrem de riguros facute, astfel incat tensiunea de strivire sa fie uniform distribuita pe suprafata de contact ; in caz contrar, tensiunile pot fi distribuite puternic neuniform, asa cum este sugerat in figura .

1.2.Clasificare dupa diferite criterii,legata si de domeniile de folosire

Asamblarea cu inele tronconice (pene inelare)

Pe baza ideii date de asamblarea pe con, s-au realizat asamblari cu mai multe suprafete active. Astfel, cu o pereche sau mai multe perechi de pene conjugate (se pot transmite momente de torsiune foarte mari, prin impanarea butucului pe arbore. Momentul de torsiune se transmite prin forte de frecare tangentiala.

Avantaj:

- arborele si butucul au prelucrari simple;

- nu exista mari concentratori de tensiune,

- exista posibilitatea de patinare la suprasarcina.

Dezavantaje:

- inelele cer o prelucrare pretentioasa si sunt realizate din oteluri aliate de mare rezistenta;

- asamblarea necesita un sistem axial de impingere;

- gabaritul radial este ridicat.

Utilizarea mai multor perechi de inele tronconice este avantajoasa prin faptul ca se obtine cresterea momentului de torsiune transmis. Dar, pentru inelele in serie se diminueaza forta axiala de la o pereche la alta de inele.

Fig.2

Fig.3

1.3.Materialul si metodele tehnologice de executie:

In genaral,imbinarea se realizeaza prin introducerea unei piese cu o portiune conica intr-o alta piesa avand aceeasi conicitate.Pentru exemplificarea in figura de mai jos este prezentata o imbinare cu con utilizata la echipamente de actionare hidraulica.

Principala problema pe care o ridica realizarea unei asemenea imbinarii consta in verificarea portiunilor conice ale pieselor ce se ansambleaza.O eventuala neconcordanta a conicitatilor pieselor duce la slabirea imbinarii si la neasigurarea etanseitatii.Controlul se poate face cu ajutorul verificatoarelor:calibre pentru bucsele conice si sabloane pentru conuri exterioare.O metoda de control simpla si foarte raspandita consta in vopsirea conului cu albastru de Berlin,frecat cu ulei mineral si vaselina,formand un strat de 1-2 µm grosime si ducand la eroarea maxima a unghiului de circa 24``,ceea ce nu depaseste limitele admise chiar in cazul unei precizii normale.Intrucat continuitatea stratului de vopsea se apreciaza cu ochiul liber,este bine ca la imbinarile precise controlul sa fie completat si cu utilizarea sabloanelor si a calibrelor.

Daca in urma controlului se constata ca apar mici nepotriviri intre conicitatile pieselor,se poate elimina defectul printr-o rodare a pieselor.Nepotrivirile importante se inlatura prin prelucrarea mecanica a uneia din piese(daca este posibil)sau prin inlocuirea uneia sau a ambelor piese.

Fig.4

tabelul 1.

2.Metode de calcul si proiectare:

Fig.8

Sa se verifice asamblarea cu pana transversala intre tija pistonului si capul de cruce de la o locomotiva,dimensiunile fiind date in figura .Asupra pistonului actioneaza forta P=200 kN.

Piesele sunt executate din urmatoarele materilae:

-pana din OL 70 STAS 500-68 cu τaf=1100 daN/cm² si σai=2100 daN/cm²;

-tija pistonului din OL 42 STAS 500 - 68 cu σ“af=1400 daN/cm² ;t“a= 1000 daN/cm² si τaf= 1000 daN/cm²;corpul capului de cruce din otel turnat OT 40 STAS 880-66 cu t˝a= 1000 daN/cm² si τ˝af= 800 daN/cm².

Pana montindu-se cu stringere initiala,sarcina totala maxima este:

Pt=1,2 P=1,2 x 20 000=24 000daN.

Pana se verifica la:

-forfecare pe sectiunile 1 - 1 si 2 - 2;

-incovoiere.

Se obtine:

Τf===≈ 533 daN/cm² < τaf;

σi= == 1920 daN/cm² < σai

Tija pistonului se verifica la:

-intindere in sectiunea slabita AB;

-presiunea de contact cu pana pe sectiunea 1 - 2;

Se obtine:

σt= Pt/AAB - d ABb= =≈ 618 daN/cm² <σat;

t“===≈ 870 daN/cm² < t“a;

τ“f===≈217 daN/cm² < τ“af.

Mansonului capului de cruce se verifica la:

-presiunea de contact pe sectiunile 1 - 3 si 2 - 3;

-forfecare pe doua sectiuni (3 - 4) - (3 - 4 ).

Se obtine:

t˝=== ≈ 953 daN/cm² < t˝a;

τ˝f====312,5 dan/cm² < τ˝af.

Eforturile unitare nedepasind pe cele admisibile,asamblarea considerata va functiona in bune conditii.

3.Controlul tehnic al produsului:

Controlul imbinarilor cu umar se efectueaza prin masuratori directe ale elementelor filetului (pasul, unghiul profilului, conicitatea, diametrul mediu in planul de masurare) folosind mijloace universale de masurare si controlul cu calibre. Masurarea elementelor filetului cu mijloace universale de masurare este utilizata numai la controlul calibrelor si, in caz de litigiu, la controlul produselor. Controlul cu calibre se aplica in cazul productiei industriale. Controlul cu calibre reprezinta un control complex, verificand incadrarea distantei de strangere S a imbinarilor cu umar in limitele campului de toleranta. El are la baza faptul ca toate erorile elementelor filetului influenteaza distanta de strangere S. Pentru fiecare tipodimensiune se foseste o pereche de calibre: un calibru tampon pentru verificarea filetului mufei si un calibru inel pentru verificarea filetului cepului imbinarii.

4.Estimarea cantitatilor si costurilor materiale:

Costul de executie a piesei noi:

Ce = M + CAS + CASS + C cm+ Fs + Fra + CM + R

lei

M - manopera [lei]    M = ∑ t_i x m_h (lei)

CAS - contributie la ajutorul social

CAS = 20,80 % * M

CASS - contributie la ajutorul de sanatate

CASS = 5,5  % * M

C cm - contributie la concediu medicala

C cm = 0,85  % * M

Fs - fondul de somaj = 0,5 %M

Fra - fondul de risc si accidente=0,297 %M

CM - cheltuieli materiale

CM = m * p [Kg*lei/Kg]=[lei]

m - masa materialului; m = V x ρ

V - volumul piesei, m³, comanda in AutoCAD- massprop

ρ - densitatea,  ρ=7,8 kg/ dm³

p - pretul in lei/kg

R- cheltuieli de regie

R = 75 % (M + CM)

Cheltuielile de regie sunt cheltuieli auxiliare cu: plata personalului auxiliar, cheltuieli de aprovizionare, desfacere.

Tarife /ora - m_h (lei/h)

Frezare -  4,5 lei/ h

Strunjire, debitare- 4 lei/h

Rectificare, rabotare, mortezare - 3,5 lei/h

Sudare, tratament termin, forjare- 3,5 lei/h

Preturi materiale:

OL, OLC -  2,36 lei /kg

Electrozi de sudura - 6 lei /kg

FONTA- 2 lei /kg

OTEL ALIAT- 3,5 lei/kg

5. Sanatatea securitatea muncii

Prescriptii referitoare la scule:

Sculele si uneltele de orice tip trebuie sa fie in stare buna de lucru.

Sculele de mana vor avea minere din lemn bine fixate. Nu este permis ca minerele sa fie crapate sau sa fie legate cu sirma.

Sculele de lovit (minere, ciocane) ca si cele care sunt lovite (pene, dalti) nu trebuie sa aiba capetele deformate.

La taierea si retezarea pieselor dure sunt obligatorii paravanele de protectie.

Clestii vor avea falcile complet suprapuse.

Cheile mecanice trebuie sa corespunda dimensiunii piulitelor.

Sculele vor fi protejate in timpul transportului

Folosirea sculelor electrice este permisa numai daca sunt legate la pamint si muncitorul are echipament de protectie.

Folosirea uneltelor pneumatice se face numai dupa ce s-a controlat etanseitatea instalatiei iar in timpul lucrului trebuie sa se poarte ochelari si masti de protectie.

Masuri de protectia muncii in activitatile de masini-unelte:

La operatia de prelucrare a materialului cu ajutorul masinilor unelte (strunjire, frezare, debitare, verificare, ambutisare) accidentele de munca se datoreaza in principal riscurilor mecanice generata de:

organele de masini in miscare, care pot provoca accidente, datorita antrenarii, strivirii, forfecarii, taierii, prinderii

proiectarea de corpuri sau particule

spatiile periculoase din constructia si amplasarea masinilor care nu permit efectuarea operatiilor de descriere , intretinere si reparatii in conditii de siguranta

Principalele masuri generale de protectia muncii care vor fi respectate in

activitatile cu masini-unelte sunt:

oprirea masinilor unelte la schimbarea dispozitivelor, la fixarea si scoaterea pieselor, la depanarea, curatirea, ungerea si inlaturarea aschiilor sau la plecarea de linga masina

folosirea ecranelor, dispozitivelor de protectie, ochelarilor sau a altor mijloace individuale de protectie

intretinerea mastii, locului de munca si a sculelor in perfecta stare tehnica si de curatenie

verificarea starii tehnice a masinii, utilajului, sculelor si dispozitivelor atit inainte cit si dupa incetarea lucrului si anuntarea la predarea schimbului a tuturor defectiunilor constatate.

Prescriptii specifice:

La executarea nituirii trebuie sa se poarte echipament de protectie contra scinteilor si zgurii.

La sudura este obligatorie folosirea mastii. Echipamentul electric trebuie bine izolat

Tuburile de oxigen vor fi amplasate departe de locul de munca, iar la robinete este interzis cu desavirsire sa se umble cu mina sau cu cirpa murdara de ulei.

Generatoarele de acetilena vor fi amplasate la cel putin 5 m de locul de munca.

Furtunurile trebuie sa fie in perfecta stare.

La executarea imbinarilor cu surub se vor folosi numai chei normale fara intarituri.

La montarea penelor prin batere cu ciocanul, penele se vor tine cu clestii.

La montarea rulmentilor sau a transmisiilor cu lant se va evita zona angrenarii in momentul invirtirii acestora.

La montarea mecanimelor pentru transformarea miscarii se va evita zona in care piesele au o miscare relativa una fata de cealalta.

La efectuarea probelor de presiune cu apa se vor monta paravane de protectie, iar la proba cu aer se va delimita zona periculoasa unde accesul este interzis cu desavirsire.

P.S.I

Masuri si mijloace de prevenire a incendiilor si exploziilor:

Mijloacele de prevenire a incendiilor, a intinderii si propagarii lor, trebuie luate in considerare de la proiectarea si asamblarea constructiilor pina la executia si exploatarea lor si anume:

inlaturarea eventualelor cauze de provocare a incendiilor si exploziilor, prin proiectarea procesului tehnologic

evitarea formarii in halele de productie a amestecurilor explozive, a formarii de pulberi fine, a aruncarii de la inaltime, se recomanda curatirea in mod periodic a prafului de pe utilaje si de pe toate partile incarcate cu electricitate statica

marirea umiditatii relative a aerului, acolo unde produsele permit

proiectarea instalatiilor electrice tinind seama de gradul pericolului de incendiu pe care il prezinta constructia, datorita materialului din care este executata si a procesului tehnologic care are loc in constructie

prevederea in depozitele de materiale combustibile a instalatiilor speciale de declansare automata a stropirii cu apa, in momentul ridicarii temperaturii din cauza izbucnirii unui incendiu in acelasi timp semnalizindu-se si chemarea formatiei de pompieri

amenajarea unor spatii pentru fumat, in incinta unde fumatul nu este permis

instalarea de scari de incendiu, guri de apa, cu utilajul necesar (furtunuri cu lance, pompe).

6. Comanda in auto CAD

Lansarea in executie, ecranul AutoCAD

Stabilirea unitatilor de masura

Lansarea comenzilor

TDe la tastatura,introducand numele comenzii sau prescurtarea numelui in linia de comanda

TUtilizand chei sau taste functionale

TDin meniul derulant

TDin barele mobile cu instrumente

Desenul prototip

Este un fisier de desen (nume.dwg) care contine o serie de setari: limite, unitati, layere, stiluri de text, stiluri de cotare etc)

Taste functionale

In AutoCAD exista o serie de taste care, activate, schimba starea desenului

Esc - Apasarea acestei taste anuleaza orice comanda in curs

F1 - Activeaza caseta de dialog AutoCAD Help

F2 - Comuta ecranul grafic in ecran text si invers

F3 - Activeaza / dezactiveaza modurile OSNAP

F5 - Schimba succesiv planele izometrice Top, Right, Left

F6 - Activeaza / dezactiveaza afisarea dinamica a coordonatelor cursorului in linia de stare

F7 - Activeaza / dezactiveaza modul GRID

F8 - Activeaza / dezactiveaza modul ORTHO

F9 - Activeaza / dezactiveaza modul SNAP

F10 - Activeaza / dezactiveaza modul POLAR

F11 - Activeaza / dezactiveaza modul Object Snap Tracking

Enter -

Bibliografie

1)     Badut M., (2004)Auto CAD-ul in trei timpi, Bucuresti, Polirom;

2)     Drobota V., s.a, (1993), Organe de masini si mecanisme, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica;

3)     Drobota V. s.a, (1992), Rezistenta materialelor si organe de masini, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica;

4)     Frey D., AutoCAD 2006 pentru incepatori, Bucuresti, Editura Teora;

5)     Gheorghe G. si colectiv, (1974), Probleme de rezistenta a materialelor si organelor de masini, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica;

6)     Gheorghe I., (1997), Tehnologia asamblarii si montajului, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica;

7)     Harrington, D., AutoCAD 2005, , Bucuresti, Editura Teora;

8)     Husein Gh., (1995), Desen tehnic de specialitate, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica;

9)     Mitrea S. S. s.a, (1994), Protectia muncii, Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica;

10)  Omura, G., AutoCAD 2006, AutoCAD2006 LT pentru incepatori, Bucuresti, Editura ALL;

11)  Pavelescu, M., ( 2002), Sisteme de transmitere a miscarii, Bucuresti, EDP;

12)  Pavelescu, M.,(2002) Asamblari mecanice, Bucuresti, EDP;

13)  Simion I., Auto Cad 2006,Bucuresti, Editura Teora;

14)  Site-uri internet.

Anexe:Reper: Arbore

FISA TEHNOLOGICA

Material: 41 MoCr11

PROCES TEHNOLOGIC

Clasa: XIII

ELEV COVACEAN CORNEL