Mihai Emil-Andrei Grupa 112B
Tehnologia de fabricare a arborelui unei masini electrice
Cuprins: 1.Notiiuni de baza 2.Date nominale la o masina-unealta si caracteristici ale SDV-urilor 3.Instrumente de masura 4.Tehnologia de fabricatie a arborelui unei masini electrice 5.Activitati de laborator 6.Concluzii 7.Bibliografie
1/7
Mihai Emil-Andrei Grupa 112B
1.Notiuni de baza Arborii sunt organe de maşini cu mişcare de rotaţie destinate să susţină alte organe de maşini (roţi dinţate, roţi de lanţ, roţi de curea, semicuplaje etc.) în mişcare de rotaţie şi să transmită momente de torsiune în lungul axei lor. Arborii şi osiile au şi rolul de a prelua forţele de la organele de maşini montate pe acestea şi de a le transmite reazemelor (lagăre cu rostogolire sau cu alunecare). Părţile componente ale unui arbore sunt (fig. 5.1): corpul arborelui (a); porţiunile de calare (b); porţiunile de reazem (c) numite şi fusurile arborelui.
Fig. 5.1 Părţile componente ale unui arbore Porţiunile de calare sunt zonele pe care se montează organele de maşini susţinute de arbore. Acestea se pot executa cu suprafeţe cilindrice sau conice. Cele mai utilizate sunt porţiunile de calare cu suprafaţă cilindrică, mai uşor de prelucrat. Suprafeţele conice se utilizează pentru porţiunile de calare pe care au loc montări şi demontări frecvente ale organele de maşini susţinute de arbore (roţi de schimb etc.) şi când se impune o centrare foarte precisă a acestora. Porţiunile de reazem (fusurile) sunt zonele de sprijin ale arborelui în lagărele cu rostogolire sau cu alunecare. De regulă, acestea sunt dispuse în apropierea capetelor arborilor şi pot fi executate cu suprafeţe cilindrice, conice sau sferice. Pentru lagărele cu rostogolire, fusurile se execută cilindrice relativ scurte – în cazul montării unui singur rulment cu corpurile de rostogolire dispuse pe un rând, sau mai lungi – în cazul montării a doi rulmenţi sau a unui rulment având corpurile de rostogolire dispuse pe două sau mai multe rânduri. Diametrele acestor fusuri se aleg după diametrul interior al rulmentului. Uneori, fusurile arborelui se execută conice având conicitatea egală cu cea a alezajului rulmenţilor oscilanţi cu bile sau cu role butoi, rumenţilor cu role cilindrice de mărime mare etc. Pentru lagărele cu alunecare, fusurile se execută cilindrice, conice sau sferice, cele mai utilizate fiind fusurile cilindrice care au diametrul mai mic decât al treptei alăturate, pentru simplificarea montajului şi pentru obţinerea de umeri
2/7
Mihai Emil-Andrei Grupa 112B
•
•
•
de sprijin pentru fixarea axială a lagărelor. Fusurile conice se folosesc pentru a avea posibilitatea reglării jocului din lagăr – prin deplasarea axială a arborelui – iar cele sferice doar în cazul unor arbori elastici, cu deformaţii de încovoiere foarte mari. Materialele din care se execută arborii drepţi şi osiile se aleg funcţie de condiţiile de rezistenţă şi rigiditate impuse, de natura organelor de maşini susţinute şi de tipul lagărelor (cu alunecare sau cu rostogolire). Arborii drepţi şi osiile se execută, de regulă, din oţeluri carbon sau aliate, iar în cazul unor dimensiuni foarte mari din fontă. Oţelurile aliate se recomandă în cazul când pinionul este executat din astfel de oţeluri şi este corp comun cu arborele, la turaţii de funcţionare foarte ridicate, în cazul arborilor puternic solicitaţi şi cu restricţii de gabarit, la osiile autovehiculelor etc. Pentru arborii drepţi şi osii, se recomandă: oţeluri de uz general pentru construcţii (OL 42, OL 50, OL 60 STAS 500/2), pentru arborii care nu necesită tratament termic; oţeluri carbon de caliate de îmbunătăţire (OLC 45, OLC 60 STAS 880) sau oţeluri aliate de îmbunătăţire (40 Cr 10, 41 CrNi 12 etc. STAS 791), pentru arbori puternic solicitaţi şi/sau durată mare de funcţionare impusă lagărelor sau canelurilor; oţeluri carbon de calitate de cementare (OLC 10, OLC 15 STAS 880) sau oţeluri aliate de cementare (13 CrNi 30, 28 TiMnCr 12 etc. STAS 791), pentru arbori puternic solicitaţi şi pentru arbori care funcţionează la turaţii ridicate. Semifabricatele pentru arbori şi osii pot fi: bare laminate, pentru diametre sub 140 mm; bare laminate cu forjare ulterioară; bare laminate cu matriţare ulterioară, în cazul producţiei de de serie mare; semifabricate turnate, în cazul arborilor şi osiilor de dimensiuni foarte mari. Execuţia arborilor din bare laminate cu forjare sau matriţare ulterioară conduce la obţinerea unui semifabricat apropiat de forma finală a arborelui – cu importante economii de material, manoperă şi energie – şi la realizarea unui fibraj continuu care urmăreşte forma arborelui, cu efect direct asupra măririi rezistenţei acestuia. Tehnologia de fabricaţie a arborilor şi osiilor constă în: strunjirea suprafeţelor cilindrice sau conice şi a filetelor, frezarea canalelor de pană sau a canelurilor – operaţii executate înainte de tratamentul termic – rectificarea fusurilor, a porţiunilor de calare, a suprafeţelor canelurilor – operaţii executate după tratamentul termic. Tratamentele termice sau termochimice aplicate depind de materialul din care se execută arborii, putând fi: îmbunătăţire sau îmbunătăţire şi călire
3/7
Mihai Emil-Andrei Grupa 112B
superficială a fusurilor, canelurilor, porţiunilor de calare etc.; cementare urmată de călire a fusurilor, porţiunilor de calare şi a canelurilor; nitrurare etc. 2.Date nominale la o masina-unealta si caracteristici ale SDV-urilor
In constructia de masini, aparate electrice si echipamente electrice intra piese, organe de masini, construite din materiale metalice care necesita o prelucrare precisa implicand procedee tehnologice diverse. Prelucrarile prin aschiere cuprind strunjirea, gaurirea, filetarea, rabotarea, mortezarea, brosarea, rectificarea. Prelucrarea prin aschiere indepartarea de pe suprafata semifabricatului a adaosului de material sub forma de aschii. Desprinderea aschiei de pe semifabricat presupune o miscare relativa intre scula si piesa. Miscarea necesara detasarii aschiilor se numeste miscarea principala iar miscarea care asigura eliberarea de aschii se numeste miscare de avans. Cei mai importanti parametrii care caracterizeaza o prelucrare prin aschiere sunt: adancimea de aschiere, avansul, viteza de aschiere, turatia. Strunjirea este operatia de prelucrare prin aschiere a suprafetei exterioare sau interioare, a pieselor ce reprezinta corpuri de rotatie, cu ajutorul cutitelor pe masini unelte din grupa strungurilor. Piesa de prelucrat executa o miscare de rotatie, iar scula executa miscarea de avans. Strunjirea se poate realiza in una sau mai multe treceri, in decursul carora se realizeaza degrosarea, semifinisarea, finisarea. Formele cutitelor de strung corespund operatiei pe care trebuie sa o realizaze, fixarea cutitelor se realizeaza cu ajutorul unor suporturi. Pentru prelucrare, piesa se prinde in diferite dispozitive: universal cu trei bancuri, varfuri, inima de antrenare. Strungurile utilizate pot fi de diverse tipuri, pornind de la strungul normal pana la strunguri cu comanda cu program ( strunguri carusel, strunguri revolver, strungul frontal, strunguri de copiat, strunguri automate si semiautomate). Caracteristicile principale care definesc marimea strungului si posibiltatile de utilizare ale acestuia sunt: diametrul maxim de strunjire deasupra patului, distanta maxima intre varfuri si diametrul maxim de strunjire deasupra caruciorului. Frezarea este procedeul de prelucrare prin aschiere, a suprafetelor plane, cilindrice sau profilate cu ajutorul unor scule cu mai multe taisuri numite freze, pe masini de frezat. Miscarea principala este realizata de scula, iar miscarea de avans este executata de piesa. Frezele se clasifica in freze cu coada si freze cu alezaj (STAS577/1-78) Acestea la randul lor pot fi freze cilindro-frontale, unghiulare, cilindrice, conice, pentru filetat. De asemenea frezele pot fi clasificate dupa natura dintilor (elicoidala, in zigzag) dupa forma dintilor (triunghiular, rotund, trapezoidal), pasul danturii ( egal, inegal). 4/7
Mihai Emil-Andrei Grupa 112B
Rabotarea este procedeul de prelucrare prin aschiere a suprafetelor plane. Miscarea principala de avans este o miscare de translatie si poate fi executata fie de scula ( la seping) fie de piesa. Aceasta miscare este rectiliniealternativa si este formata din 2 curse: cursa activa in care cutitul executa prelucrarea materialului si o cursa in gol in care cutitul revine la pozitia initiala. Cutitele de strung, raboteza si morteza cu care se prelucreaza prin aschiere diferite suprafete sunt standardizate ( STAS 350-82 – Cutite de strung raboteza si morteza); ele se compun din doua parti principale: partea aschietoare si coada.
Aceste cutite se clasifica dupa sens, in cutit de dreapta si cutit de stanga, dupa forma canalului si pozitia lui in raport cu corpul, cutitele se clasifica in cutite drepte, inconvoiate, cotite, ingustate. 3.Instrumente de masura: Sublerul si Micrometrul
In general la strung, piesele se masoara cu sublerul si cu micrometrul. Cu sublerul precizia de masurare poate ajunge pana la 0,02 mm iar cu micrometrul pana la 0,01mm. Sublerul este instrumentul de masura cel mai des folosit de strungari. El este alcatuit dintr-o rigla, gradata in milimetri, in lungul careia se poate deplasa cursorul. Atât rigla cat si cursorul au cate un cioc. Ciocul fix este solidar cu rigla, iar ciocul mobil este solidar cu cursorul. Cursorul are si o fereastra, unde se afla vernierul, pe care se citeste distanta dintre suprafetele de masurare ale ciocurilor. Cursorul poate fi fixat pe rigla cu ajutorul surubului. Sublerele obisnuite folosesc vernierul zecimal, cu ajutorul caruia se pot citii dimensiuni cu precizie de 0,1 mm. La acest vernier distanta dintre doua repere alaturate este de 0,9 mm, adica cu 0,1 mm mai mica decât distanta dintre doua repere alaturate de pe rigla. Aducându-se ciocurile unul lânga celalalt, reperul 0 (zero), al vernierului va coincide cu reperul 0 (zero) al riglei. In acest caz, vor mai coincide reperul 10 al vernierului cu reperul 9 al riglei. Alte repere ale vernierului nu vor mai coincide cu nici un reper al riglei. Aceasta situatie se va repeta de cate ori reperul 0 (zero) al vernierului va coincide cu un alt reper oarecare al riglei. Cu sublerul de adâncime se masoara distantele dintre pragurile axelor, precum si adâncimea gaurilor. El se compune din rigla gradata, cursor, vernier, si surubul de fixare. Cursorul este construit cu doua talpi de sprijin. Rigla si vernierul sublerului de adâncime sunt gradate la fel ca rigla si vernierul sublerelor obisnuite când capatul riglei este la acelasi nivel cu suprafata talpilor de sprijin, vernierul indica cota 0 (zero). Masurarea adâncimii unei gauri precum si masurarea lungimii unui prag se fac cu ajutorul sublerului de adâncime. Se tin apasate talpile pe suprafata de sprijin astfel încât cursorul sa nu miste. Se deplaseaza rigla de pana la fundul gaurii. Se fixeaza rigla in acea cu surubul dupa care se face citirea cotei masurate.
5/7
Mihai Emil-Andrei Grupa 112B
La strung, masuratorile de precizie se fac cu micrometrul. Precizia de masurare a micrometrelor obisnuite este de +- 0,01 mm. Micrometrul este alcatuit dint-o potcoava care are la un capat o nicovala fixa. La celalalt capat al potcoavei se afla fixata bucsa cilindrica filetata in interior. In filetul bucsei cilindrice se însurubeaza, prin intermediul rozetei capatul filetat al rijei. Tija este solidara cu tamburul si se însurubeaza in bucsa cilindrica, iar capatul celalalt al ei se apropie sau se departeaza de nicovala. Piesa de masurat se introduce suprafetele de masurare ale micrometrului: suprafata frontala a nicovalei si cea a tijei. Pentru ca piesa sa nu fie strânsa prea tare intre suprafetele de masurare, tamburul se roteste prin intermediul unui dispozitiv de protectie poate cu clinchet. Când cele doua suprafete de masurare au atins piesa, rozeta dispozitivului de protectie poate fi rotita oricât, ea nu mai antreneaza tija. Pe o generatoare a bucsei cilindrice este trasata o linie, iar sub aceasta linie si deasupra ei se afla cate un rând de diviziuni. Diviziunile de sub linie reprezint milimetri întregi, iar cele de deasupra jumatati de milimetri. Partea conica a tamburului este divizata in 50 de parti. Când suprafetele de masurare sunt in contact una cu cealalta, tamburul gradat este in pozitia 0 (zero), acoperind toate diviziunile bucsei cilindrice, afara de reperul o (zero) al ei, iar reperul 0 (zero) al tamburului se afla in dreptul liniei longitudinale. Pasul filetului tijei este de 0,5 mm deci la o rotatie tija avanseaza cu 0,5 mm; deoarece partea conica a tamburului este divizata in 50 de parti egale, înseamna ca, rotindu-se tamburul cu o diviziune, tija va avansa cu , adica cu o sutime de milimetru. Micrometrele de filet (STAS 11672-83) au o constructe cu totul asemanatoare micrometrului obisnuit, având insa in plus doua vârfuri: unul prismatic si unul conic. Vârful prismatic se introduce in nicovala micrometrului si are profilul corespunzator profilului teoretic al spirei filetului controlat in sectiunea axiala. Vârful conic se introduce in tija surubului micrometric si are forma corespunzatoare golului filetului. Vârfurile se înlocuiesc in functie de pasul filetului controlat. Ele au cozi care se sprijina in locurile de asamblare pe bile calite, pentru a avea posibilitatea sa se roteasca in jurul axei si sa se regleze dupa unghiul de panta al filetului.
6/7
Mihai Emil-Andrei Grupa 112B
5.Activitati de laborator: - am consultat desene de arbori - am studiat un subler, micrometru, cutit de strung, cap de freza, burghiu - am consultat manual “Masini de frezat universale” - am consultat standardele STAS 577/1-78 si STAS 507/1-78
7/7
