TEHNOLOGIA DE EXECUTIE SI MONTAJ A ARBORILOR COTITI

 

TEHNOLOGIA DE EXECUTIE SI MONTAJ A

ARBORILOR COTITI

MEMORIUL JUSTIFICATIV

Tema "Transmisie prin curele ". A fost intocmita tinand cont de indicatiile profesorului indrumator, de cunostintele de specialitate dobandite la cursurile de specialitate de-a lungul anilor de liceu si avand ca suport un material bibliografic destul de vast.

Este structurat pe sase capitole, prezentate in cuprins. Am urmarit sa clasific tipurile de curele, sa arat modul de executie si de montaj. De asemenea am descris materialele folosite pentru fiecare tip de curele si domeniile de utilizare.

In capitolul III " Tipuri caracteristice materialelor " am calculat calculul curelelor trapezoidale.

In capitolul V am prezetat normele de tehnica securitatii muncii necesare prevenirii accidentelor de muca in atelierele de lacatuserie .

Elaborarea proiectului s-a facut pe cat posibil folosind un limbaj tehnic cat mai accesibil si adecvat profilului.

Pentru a se intelege mai bine continutul proiectului am anexat in capitolul VI figuri, incheind cu indicarea bibliografiei.

CUPRINS :

CAP. 1 NOTIUNI INTRODUCTIVE

1.1 CARACTERISTICI CONSTRUCTIVE

1.2 ROLUL ARBORILOR COTITI IN C.M

1.3 DOMENII DE UTILIZARE

1.4 CLASIFICARE

CAP. 2 MATERIALE

CAP. 3 ELEMENTE DE CALCUL

3.1 CALCULUL EFORTURILOR UNITARE SI PREDIMENSIONARE OSIILOR, ARBORILOR DREPTI SI ARBORILOR COTITI

3.2 ARBORI DREPTI SI ARBORI COTITI

3.3 STABILIREA VALORILOR DIFERITILOR COEFICIENTI

CAP. 4 ASAMBLAREA ARBORILOR COTITI

CAP. 5 NORME DE TEHNICA SECURITATII MUNCII

CAP. 6 ANEXE

BIBLIOGRAFIE

CAPITOLUL 1

NOTIUNI INTRODUCTIVE

1.1 Caracteristici constructive

Forma si dimensiunile arborilor cotiti depind de o gama de factori ca: numarul si pozitia cilindrilor, cursa pistoanelor si marimea rezultantei presiunilor ce se exercita asupra fiecarui piston, turatia de regim a arborelui etc. Cu cat cursa pistoanelor este mai mare, cu atit turatia arborelui cotit este mai mica. Pentru motoarele grele marine cursa pistoanelor variaza intre 800-1250 mm, pentru motoarele de tractor intre 130-150 mm, pentru motoarele de automobil intre 70-130 mm, pentru motoarele de avion intre 100-180 mm, pentru motoarele de motocicleta intre 50-105 mm.

In prima figura din anexa 1 este reprezentat arborele cotit apartinind unui motor Diesel, numarul manetoanelor fiind egal cu numarul cilindrilor.

In a doua figura din anexa 1 este reprezentat arborele cotit apartinind unui motor cu sase cilindri. Arborele este sprijinit pe sapte lagare si coturile sale sint decalate la 120°. Numarul lagarelor fiind mare, arborele cotit este foarte sensibil la uzura cuzinetilor si fusurilor, deoarece o uzura neuniforma modifica repartitia sarcinilor pe lagare in cadrul sistemului static nedeterminat.

In cazul motoarelor greu incarcate, pentru a se asigura rigiditatea si rezistenta arborelui cotit ca si functionarea normala a retelei de ungere a lagarelor principale, este necesar ca numarul fusurilor paliere sa fie mai mare ca cel al manetoanelor. in cazul motoarelor mici mai putin incarcate, numarul fusurilor palier poate fi micsorat, devenind mai mic decit cel al manetoanelor, ceea ce simplifica constructia, reduce lungimea arborelui cotit si favorizeaza montajul.

In a treia figura este reprezentat arborele cotit sprijinit pe doua lagare de rostogolire de la un motor cu patru cilindri apartinind unui automobil. Numarul de lagare fiind mic, rigiditatea arborelui este mai mica iar deformatiile la flexiune mai mari, ceea ce inrautateste procesul de ungere. in aceste cazuri este recomandata utilizarea lagarelor de rostogolire. Tot lagare de rostogolire se utilizeaza si pentru sustinerea arborilor cotiti de la motoarele de avion in stea.

Iar in a patra figura este reprezentat arborele cotit apartinind unui motor cu patru cilindri sprijinit pe trei lagare de rostogolire cu bile.

In fig. 1 se indica dependenta, determinata pe baza statistica, dintre diametrul fusurilor palier si diametrul cilindrilor D pentru motoarele diesel rapide.

Arborii cotiti se fabrica, de obicei, prin forjare sau matritare. Arborii de dimensiuni mici se matriteaza in matrite inchise, astfel incit semifabricatul obtinut sa posede un fibraj continuu , dirijat in lungul conturului arborelui cotit, ceea ce asigura cea mai buna rezistenta a acestuia in cursul exploatarii.

Arborii cotiti pot fi construiti din bucati separate, care se asambleaza.Astfel in fig. 2 este reprezentat un cot apartinind unui arbore cotit format din bucati asamblate. Bratele si manetonul au fost forjate impreuna iar fusurile palier, care au fost forjate separat, sint fixate in brate prin presare, serajul rezultind din diferenta (0,001.. .0,00125) la diametru.

Fig. 1

In fig. 3 este reprezentat un cot in ale carui brate au fost presate atit fusurile palier, cit si manetonul. Grosimea peretelui bratelor trebuie sa fie egala cu cel putin 1/3 din diametrul fusurilor palier df. In prima figura din anexa 2 este reprezentat un arbore cotit ale carui coturi au structura cotului reprezentat in fig. 3. In a doua figura din anexa 2 este reprezentata osia cotita apartinind unei locomotive.

In unele cazuri, arborii cotiti sc construiesc din bucati nu numai datorita imposibilitatii de a-i forja in intregime, ci si datorita unei mai usoare posibilitati de montaj.

Fig.2 Fig.3

Se utilizeaza pe scara larga arborii cotiti turnati din otel sau fonta. Deoarece fonta poseda o elasticitate mai mica decit otelul, arborii cotiti din fonta sprijiniti pe mai multe lagare sint mai putin sensibili la variatia jocurilor in lagare provocata de uzura inegala a cuzinetilor. in fig. din anexa 3 este reprezentat un arbore cotit turnat din fonta cu wolfram apartinind unui motor cu aprindere prin scinteie de mica putere.

In prima figura din anexa 4 este prezentata o portiune dintr-un arbore cotit turnat din fonta si astfel profilat incit fenomenul de concentrare a eforturilor unitare sa fie cat mai redus posibil. Iar in figurila a doua din anexa 4 si in prima figura din anexa 5 sunt reprezentate portiuni din coturi turnate din fonta care au fost astfel profilate incat pe langa reducerea concentrarilor de eforturi unitare sa se asigure eliminarea tensiunilor termice reziduale si o compactitate cat mai buna a intregului arbore cotit.

Configuratia complicata a arborilor cotiti genereaza o repartizare neuniforma a eforturilor unitare in masa acestora. Concentrarea maxima a fluxului de forta are loc in regiunile de trecere de la bratele coturilor la fusurile palier sau la manetoane. Prin inclinarea bratelor, care nu vor mai fi deci perpendiculare pe axele de simetrie ale fusurilor palier si ale manetoanelor, se reduc variatiile bruste de directie ale fluxului de forta, dar se majoreaza intensitatea campului eforturilor unitare in arbore si se mareste totodata lungimea arborelui cotit (figura a doua din anexa 5).

Fig. 4    Fig. 5

De multe ori distrugerea arborilor cotiti se datoreste obosirii materialului care provoaca ruperea bratelor, a manetoanelor sau a fusurilor palier. In cazul arborilor cotiti supusi la eforturi mici si pentru care problema greutatii proprii nu prezinta o importanta deosebita, cotul are forma dreptunghiulara, bratele fiind perpendiculare pe axele de simetrie ale fusurilor palier si a manetonului, care sunt in acest caz pline. Aceasta varianta constructiva produce insa importante concentrari de eforturi unitare in regiunile de racordare ale fusurilor palier si ale manetonului la bratele cotului si totodata, dupa tratarea termica si normalizare, raman tensiuni reziduale (fig. 4). Un mijloc eficace pentru diminuarea concentrarii de eforturi unitare in regiunile de imbinare dintre brate si fusurile palier, respectiv manetoane, il constituie utilizarea fusurilor palier, si, respectiv, a manetoanelor tubulare (fig. 5). Se constata ca, in acest caz, rezistenta la flexiune a arborelui cotit creste cu 20-30% iar la torsiune chiar si mai mult. Si din punctul de vedere tehnologic al forjarii si tratarii termice constructia de fusuri palier si manetoane tubulare este mai favorabila. Este, de asemenea, utilizat orificiul in forma de butoi (fig. 6) executat in fusurile palier, si in maneton, deoarece majoreaza rezistenta si rigiditatea bratelor, diminuand valorile eforturilor unitare. Se obtine astfel un surplus de rezistenta la flexiune de 10-15% si la torsiune de 25-30% a arborelui cotit, fata de cazul in care orificiile ar fi cilindrice cu diametrul egal cu cel al orificiilor din brate.

Fig. 6    Fig. 7 Fig. 8

Existenta unei acoperiri a fusurilor palier fata de maneton, mai ales in cazul in care bratele sunt lungi si subtiri, majoreaza rezistenta la flexiune a arborelui cotit (fig. 7). Pentru o acoperire ,(dm fiind diametrul manetonului) poate interveni o diminuare a eforturilor unitare de 20%-30%. in cazul motoarelor cu cursa mica a pistoanelor si pentru care fusurile palier prezinta o acoperire pozitiva fata de manetoane, orificiul executat in maneton este excentric sau in forma de V (fig. 8).

Realizarea excentrica a orificiului din maneton face ca eforturile unitare normale sa scada cu 5 %, iar cele tangentiale cu 10% in regiunea de racordare manetonului la brate, fata de cazul orificiului centric. Valoarea optima a excentricitatii relative este , fiind diametrul manetonului.

Ca si in cazul arborilor drepti, pentru a realiza o diminuare a eforturilor unitare in zonele de racordare a fusurilor palier sau manetonului cu bratele, se adopta pentru curba generatoare a suprafetei de racordare un arc de elipsa (fig. 9) sau un arc de parabola (fig. 10), ceea ce insa determina reducerea lungimii de lucru a fusurilor palier si a manetonului.

O alta solutie consta in realizarea de degajari in fusurile palier, maneton sau brate (fig. 11). Degajarea creata in fusurile palier sau maneton poate diminua eforturile unitare in regiunea de racordare a acestora la brate cu 20-40%, dar reduce suprafata de lucru a fusurilor palier si a manetonului. Fusurile palier si manetonul sunt slabite si prin canalele de ungere executate in acestea, care produc si o importanta concentrare a eforturilor unitare in zonele de la extremitatile acestor canale. Sunt indicate cateva variante de plasare a canalelor de ungere in interiorul arborelui cotit. Uleiul care circula prin aceste canale se purifica prin centrifugare in timpul rotatiei arborelui cotit. Orificiul canalului de ungere trebuie plasat sub un unghi fata de planul de simetrie al cotului in sensul de rotatie a arborelui . Intrucat eforturile unitare tangentiale minime au loc pentru , se obisnuieste ca orificiile canalelor de ungere in maneton sa fie continute intr-un plan perpendicular pe planul cotului. Raportul optim dintre diametrul orificiului canalului de ungere si diametrul fusului palier sau al manetonului este de 0,08.

Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11

S-a constatat ca in cele doua brate ale fiecarui cot se produc puternice concentrari de eforturi unitare, ceea ce a cauzat ruperi de brate in timpul exploatarii arborilor cotiti. Acest fapt a dus la construirea a numeroase variante in ceea ce priveste forma bratelor. In fig. 12 este reprezentat un brat avand forma paralelipipedica, a carui prelucrare se reduce la frezarea de suprafeteplane.

Fig. 12 Fig. 13 Fig. 14

Dezavantajul acestei forme simple consta in faptul ca mase de metal concentrate in regiuni in care nu apar eforturi unitare mari si periculoase si neplasate in imediata vecinatate a axei de rotatie a arborelui cotit produc forte centrifugale de inertie apreciabile, care solicita arborele cotit la flexiune. In fig. 13-15 sunt indicate trei variante privind forma constructiva a bratelor. Din punctul de vedere al repartitiei maselor de metal, forma eliptica a bratelor este cea mai favorabila. In fig. 16 este reprezentat un brat executat dintr-o bucata cu contragreutatea iar in fig. 17 este prezentat bratul cu contragreutati separate, montate prin diferite variante constructive. Rigiditatea bratelor influenteaza asupra distributiei eforturilor unitare in regiunile de racordare dintre fusurile palier sau maneton si brate Pentru a diminua greutatea bratelor, mentinand insa rezistenta si rigiditatea, se executa tesituri sau canale in corpul bratelor.

In tabelul din anexa 6 sunt prezentate date comparative privind rezistenta la oboseala in daN/mm² corespunzatoare solicitarii de torsiune pentru un numar de variante constructive de coturi apartinand unor arbori cotiti executati din otel avand rezistenta de rupere egala cu Din analiza acestor date rezulta ca forma bratelor are o mare influenta asupra rezistentei la oboseala corespunzatoare solicitarii de torsiune a arborilor cotiti. in tabelul l.S. se dau relatii aproximative de calcul a elementelor constructive ale arborilor cotiti pentru motoare de avion si navale utilizate la alegerea formei constructive.

Fig. 15 Fig. 16 Fig. 17

1.2 Rolul arborilor cotiti in c.m

Rolul arborilor cotiti este de a sustine diferite organe de masini aflate in miscare de rotatie, ca rotoare de generatoare electrice, volanti, cuple, roti dintate, elice etc, si de a transmite altor organe de masini momente de torsiune.

Arborii cotiti sustin de asemenea o parte din greutatea bielelor care executa miscari plan-paralele. Arborii cotiti transmit lagarelor de sprijin fortele transversale si axiale pe care le primesc de la organele de masini pe care le sustin. Arborii cotiti, transmitand momente de torsiune, sunt solicitati in timpul exploatarii la incovoiere si torsiune iar in unele cazuri si la intindere si compresiune. in timpul exploatarii arborii cotiti se gasesc in miscare de rotatie.

1.3 Domenii de utilizare

Osiile au o larga utilizare in constructia aparatelor de ridicat, in constructia vehiculelor rutiere si feroviare iar sub forma de osii scurte, denumite si bolturi, constituie elemente componente ale articulatiilor cilindrice si, ca atare, intervin in constructia tuturor mecanismelor cu bare.

1.4 Clasificare

Clasificarea arborilor cotiti poate fi facuta in baza mai multor criterii:

- Dupa numarul coturilor: cu un cot; cu mai multe coturi.

- Dupa valorile diametrelor manetoanelor: cu acelasi diametru pentru toate manetoanele; cu diametre diferite de la un maneton la altul.

- Dupa pozitia arborelui cotit in timpul exploatarii: arbori orizontali; arbori verticali.

- Dupa numarul lagarelor de sustinere: arbori sprijiniti pe doua lagare (static determinati); arbori sprijiniti pe trei sau mai multe lagare (static nedeterminati).

- Dupa felul solicitarii: arbori supusi la incovoiere si torsiune; arbori supusi la incovoierie, torsiune si intindere sau compresiune.

- Dupa puterea transmisa: arbori incarcati greu; arbori incarcati mijlociu; arbori incarcati usor.

- Dupa felul semifabricatului utilizat pentru executarea arborelui: forjat;

laminat; turnat; sudat.

CAPITOLUL 2

MATERIALE

Arborii cotiti ai motoarelor rapide, pentru care problema limitarii greutatilor si a dimensiunilor diferitelor portiuni clin arbore este importanta, se construiesc din oteluri speciale aliate 40 C10, 41 CN 12.

Arborii cotiti utilizati in constructia motoarelor de aviatie, care sunt supusi la mari solicitari, se construiesc din oteluri speciale aliate cu rezistenta foarte mare, 35 CMS 13, 30 SMCN 16, 13 CX 35. Marca otelului aliat din care se construieste arborele si tratamentul termic sau termochimic la care acesta urmeaza sa fie supus depind de solicitarile la care arborele va fi supus in exploatare.

In ultimul timp s-a extins procedeul de turnare a arborilor din otel sau din fonta cu grafit nodular si lamelor. Printr-o turnare ele precizie se obtine forma finala a arborelui, nemaifiind necesare cheltuieli suplimentare pentru

preiucarea mecanica.

In tabelul din anexa 9 sunt indicate unele dintre caracteristicile mecanice ale fontei cu grafit nodular in functie de continutul de ferita din structura fontei. Fonta este mai putin sensibila decat otelul la fenomenul de concentrare a eforturilor unitare. Rezulta ca rezistenta la oboseala a arborilor turnati nu este mai mica decat a celor forjati.

Rezistenta la oboseala a arborilor poate fi sensibil sporita prin aplicarea unor tratamente termochimice, termice sau mecanice, ca: nitrurare, cementare, cianurare, calire superficiala, adaugari de straturi suplimentare, durificari prin rulare cu role etc.

CAPITOLUL 3

ELEMENTE DE CALCUL

3.1 Calculul eforturilor unitare si predimensionar osiilor,

arborilor drepti si arborilor cotiti

Se vor utiliza urmatoarele notatii:

D;d - diametrul osiei sau arborelui cu sectiune circulara plina sau inelara, in m; ;; - aria, modulul de rezistenta axial (la incovoiere) si modulul de rezistenta polar (la torsiune) al sectiunii circulare pline a osiei sau arborelui, in m² si, respectiv, in m³;

3.2 Arbori drepti si arbori cotiti

Arborii drepti si arborii cotiti sunt solicitati la incovoiere si torsiune si, uneori, la intindere sau compresiune. Verificarea la oboseala a arborilor se face in regiunile ce prezinta concentratori de eforturi unitare ca variatii de diametru, regiunile de calaj ale volantilor, ale saibelor de curea sau ale rotilor dintate, orificii. Se considera cazul frecvent intalnit al unui arbore supus solicitarii compuse de incovoiere si torsiune si care prezinta un concentrator de eforturi unitare produs de o variatie de diametru de la la (), efectuata printr-o racordare cu raza de curbura. Sectiunea s, plasata in regiunea concentratorului de eforturi unitare avand diametrul este solicitata la incovoiere rotativa) dupa un ciclu alternant simetric sau ) dupa un ciclu pulsator si la torsiune. Verificarea la oboseala a sectiunii s comporta urmatoarele etape:

a) calculul momentului incovoietor , in sectiunea s (exprimat in daN . cm);

b) calculul momentului de torsiune in sectiunea s, calculul modulului de rezistenta la incovoiere al sectiunii s: [cm³] ;

d) calculul modulului de rezistenta polar al sectiunii s : [cm³];

e) calculul efortului unitar normal la incovoiere in sectiunea s a arborelui cu ajutorul expresiei [daN/cm³];

f) calculul eforitului unitar tangential la torsiune in sectiunea s a arborelui cu ajutorul expresiei [daN/cm²] ;

g) calculul efortului unitar echivalent in sectiunea s a arborelui, in baza ipotezei a treia de rupere a materialelor, cu ajutorul expresiei in care ;

h) calculul efortului unitar normal in sectiunea s a arborelui, corespunzatorciclului alternant simetric limita de incovoiere, cu ajutorul expresiei , in cazul in care arborele este supus la incovoirere dupa un ciclu alternant simetric; calculul efortului unitar normal in sectiunea s a arborelui, corespunzator ciclului pulsat or limita de incovoiere, cu ajutorul expresiei ;

i) calculul coeficientului de siguranta efectiv in sectiunea s a arborelui, raportat la efortul unitar echivalent, cu ajutorul expresiei ;

j) constatarea daca valoarea coeficientu lui de siguranta efectiv se inscrie intre limitele coeficientului de siguranta necesar ce se citesc din diagrama, in functie de frecventa procentuala a sarcinii maxime la care este supus arborele. Daca valoarea coeficientului de siguranta efectiv se inscrie intre limitele coeficientului de siguranta necesar rezulta ca in sectiunea s arborele este bine dimensionat.

O alta modalitate de verificare la oboseala a arborelui in sectiunea s consta in utilizarea coeficientului de siguranta la solicitari compuse. in cadrul acestui procedeu etapele (a)(f) sunt identice cu etapele din cadrul procedeului precedent, dupa care urmeaza urmatoarele etape:

g) calculul efortului unitar normalin sectiunea s a arborelui, corespunzator ciclului alternant simetric limita de incovoiere cu ajutotul expresiei ;

h) calculul efortului unitar tangential in sectiunea s a arborelui corespunzator ciclului pulsator limita de torsiune, cu ajutorul expresiei;

i) calculul coeficientului de siguranta cas in sectiunea s a arborelui corespunzator solicitarii simple de incovoiere, cu ajutorul expresiei ;

j) calculul coeficientului de siguranta in sectiunea s a arborelui, corespunzator solicitarii simple de torsiune, cu ajutorul expresiei ;

k) calculul coeficientului de siguranta la solicitari compuse in sectiunea s a arborelui, cu ajutorul expresiei (valabila pentru materialele tenace) constatarea daca valoarea coeficientului de siguranta la solicitari compuse se inscrie intre limitele coeficientului de siguranta necesar ce se citesc din diagrama in functie de frecventa procentuala a sarcinii maxime la care este supus arborele. Daca valoarea coeficientului de siguranta la solicitari compuse se inscrie intre limitele coeficientului de siguranta necesar rezulta ca in sectiunea s arborele este bine dimensionat.

3.3 Stabilirea valorilor diferitilor coeficienti

Valoarea coeficientului dimensional pentru solicitarea de incovoiere si pentru solicitarea de torsiune in functie de diametrul d al osiei sau arborelui este data de diagrama din fig. 1. Valoarea coeficientului de stare a suprafetei in functie de calitatea prelucrarii acesteia si de rezistenta la rupere a materialului din care este executata osia sau arborele este data de diagrama din fig. 2, in care: curba a corespunde suprafetei lustruite; curba b corespunde suprafetei rectificate fin; curba c corespunde suprafetei rectificate semifin; curba d corespunde suprafetei finisate cu scula aschietoare: curba e corespunde suprafetei degrosate; curba f corespunde suprafetei cu coaja de laminare.

Scara ordonatelor plasata in partea dreapta a fig. 2 indica, sub forma procentuala, valoarea rezistentei la oboseala corespunzatoare valorii coeficientului de stare al suprafetei, plasata in partea stinga a fig. 2, in raport cu valoarea rezistentei la oboseala corespunzatoare suprafetei lustruite.

Fig.1    Fig. 2

Rezistentele la oboseala pentru diferite tipuri de solicitari si diferite sorturi de materiale sunt date de diagramele de tip Smith (anexa 10) .Astfel rezistenta la oboseala sau creata prin solicitarea de: incovoiere rotativa dupa un ciclu alternant simetric pentru otelurile carbon este data de diagrama din fig a doua din anexa 10 ; incovoiere rotativa dupa un ciclu alternant simetric pentru otelurile de imbunatatire si cementare este data de diagrama din fig. 1.9; torsiune dupa un ciclu alternant simetric pentru otelurile carbon este data de diagrama din fig. a doua din anexa 11; torsiune dupa un ciclu alternant simetric pentru otelurile de imbunatatire si cementare este data de diagrama din prima fig din anexa 12; intindere - compresiune dupa un ciclu alternant simetric pentru otelurile carbon este data de diagrama din a doua figura.

Valorile multiplicatorului de impact, denumit si coeficient dinamic , sunt date de tabelul din anexa 13 .

Valorile coeficientului efectiv de concentrare a eforturilor unitare normale si tangentiale pentru un arbore sau o osie posedind o variatie de diametru'este data de diagramele din fig. 3- 7. Diagrama din fig. 8 da valorile coeficientului efectiv de concentrare a eforturilor unitare normale pentru un numar de tipuri de concentratori.

Fig. 3 Fig. 4

Valoarea coeficientului efectiv de concentrare a eforturilor unitare normale pentru un concentrator realizat printr-o variatie de diametru oarecare al arborelui sau al osiei se exprima in functie de coeficientul corespunzator variatiei de diametru prin relatia , in care valorile coeficientuluisunt date de fig. 4 si 7, iar valorile coeficientului sunt date de fig. 9. Valorile coeficientului efectiv de concentrare a eforturilor unitare normale si tangentiale pentru diferite ajustaje cu stringere, intermediare si cu joc in functie de felul ajustajului si de materialul arborelui sau osiei, sunt date in tabelul din anexa 14 .

Fig. 6

Fig. 5 Fig. 7

Valorile coeficientului efectiv de concentrare al eforturilor unitare normale la solicitari variabile de incovoiere pot fi calculate in functie de coeficientul efectiv de concentrare la solicitari statice de incovoiere cu ajutorul expresiei , in care valorile coeficientului, pentru concentratorul realizat prin variatia diametrului arborelui sau osiei sunt date de diagramele din fig. 10 - 12. Valorile coeficientului efectiv de concentrare a eforturilor unitare tangentiale la solicitari variabile de torsiune pot fi calculate, de asemenea, in functie de coeficientul efectiv de concentrare la solicitari statice de torsiune cu ajutorul expresiei , in care valorile coeficientului xk. pentru concentratorul realizat prin variatia diametrului arborelui sunt date in fig. 13 si 14. Valorile coeficientului de sensibilitate al materialului din care este construit arborele sau osia sunt date in fig. 15 si 16

Fig. 9

Fig. 8

Valorile coeficientului de siguranta necesar sunt date de diagramele din fig. 1.7-19, in care h [%] reprezinta frecventa procentuala a sarcinii maxittne. Diagrama din fig. 17 corespunde solicitarilor variabile prin cicluri alternante, deci intregului domeniu de solicitari cuprins intre solicitarile prin cicluri pulsatorii si solicitarile prin cicluri alternant-simetrice. Diagrama din fig. 18 corespunde solicitarilor variabile prin cicluri oscilante, deci intregului domeniu de solicitari cuprins intre solicitarile statice si solicitarile prin cicluri pulsatorii. in diagrama din fig. 1.29 valorile coeficientului de siguranta necesar corespund solicitarii statice iar valorile -corespund solicitarilor variabile prin cicluri alternante, deci intregului domeniu de solicitari cuprins intre solicitarile prin cicluri pulsatorii si solicitarile prin cicluri alternant-simetrice.

Cunoasterea valorii coeficientului de siguranta necesar permite calculul rezistentelor admisibile la solicitari variabile.

Fig. 10

Fig.11

Fig. 12 Fig.13

Fig. 14 Fig. 15

Fig. 16 Fig. 17

Expresiile rezistentelor admisibile sunt: pentru solicitarea de incovoiere dupa ciclul alternant simetric, [daN/cm²]; pentru solieitarea de incovoiere dupa ciclul pulsator, [daN/cm²]; pentru solicitarea de torsiune dupa ciclul alternant simetric [daN/cm²]; pentru solicitarea de torsiune dupa ciclul pulsator, [daN/cm²].

Fig. 18

Fig. 19

Eforturile unitare intr-o sectiune a arborelui apartinind unui concentrator de eforturi unitare si corespunzatoare diferitelor cicluri limita sunt date de catre expresiile: ciclul alternant simetric de incovoiere [daN/cm²]; ciclul pulsator de incovoiere [daN/cm²] ; ciclul alternant simetric de torsiune [daN/cm²]; ciclul. pulsator de torsiune [daN/cm²] .

In tabelul 1.7 se dau unele caracteristici mecanice ale otelurilor si fontelor utilizate in constructia de masini. Diagramele din anexa 15 permit obtinerea valorilor coeficientilor efectivi de concentrare la solicitari statice si pentru un arbore sau o osie cu degajare circulara

CAPITOLUL 4

ASAMBLAREA ARBORILOR COTITI

Asamblarea arborilor cotiti cuprinde aceleasi faze ca si la arborii drepti:

- pregatirea operatiei de montare;

- montarea propriu-zisa;

- verificarea operatiei de montare.

Pregatirea montarii. in aceastaetapa se verifica aspectul fizic al fusurilor, care trebuie sa fie lipsite de urme de lovituri, urme de coroziune, iar canalele de ungere sa fie in perfecta stare.

Precizia de executie se determina folosind micrometre, comparatoare si dispozitive special concepute in acest scop.

Cuzinetii se verifica din punctul de vedere al starii suprafetelor, din punct de vedere dimensional, dar si al aderarii fusurilor la suprafata cuzinetilor. Suprafata de aderare trebuie sa aiba o repartitie uniforma si sa prezinte aproximativ 70% din suprafata cuzinetului.

Verificarea se face cu vopsea, asemanator celei aplicate arborilor drepti.

Montarea propriu-zisa consta in asezarea si ajustarea arborilor cotiti in lagare. Ajustarea fiecarui lagar se face individual, asemanator arborilor drepti. O metoda de montaj a acestor arbori este metoda incalzirii prin frecare. Diametrele lagarelor se executa cu 0,1 mm pana la 0,15 mm mai mici decat diametrele fusurilor. Se asaza arborele in lagar si apoi, dupa strangerea piulitelor, se roteste arborele folosind un dispozitiv special, dupa ce in lagar a fost turnat ulei din abundenta.

Datorita presiunii mari de contact si frecarii, lagarele incep sa scoata fum, Se intrerupe rotirea si se lasa sa se raceasca lagarul. Procedeul se repeta pana cand lagarele nu se mai incalzesc si arborele se poate roti usor cu mana.

Se demonteaza apoi lagarul, se curata lagarele, se spala piesele cu petrol lampant si se executa montarea finala, dupa uscarea pieselor. Se tine seama ca la montaj sa existe un joc care sa permita ungerea corespunzatoare, conform prescriptiilor din documentatia tehnica. Verificarea montarii se realizeaza o data cu proba de functionare a masinii, tinandu-se seama de faptul ca arborele nu trebuie sa se incalzeasca peste 60-70 °C si trebuie sa nu aiba bataie radiala.

CAPITOLUL 5

NORME DE TEHNICA SECURITATII MUNCII

Pentru imbunatatirea conditiilor de munca si inla­turarea cauzelor care pot provoca accidente de munca si imbolnaviri profesionale trebuie luate o serie de ma­suri, sarcini ce revin atat conducatorului locului de munca dar si lucratorilor.

Acestea sunt:

- asigurarea iluminatului, incalzirii si ventila­tiei in atelier;

- masinile si instalatiile sa fie echipate cu instructiuni de folosire;

- sa fie asigurata legarea la pamant si la nul a tuturor masinilor actionate electric;

- masinile sa fie echipate cu ecrane de pro­tectie conform normelor de

protectie a muncii;

- atelierele sa fie echipate in locuri vizibile cu mijloace de combatere a incendiilor;

- atelierul sa fie dotat cu mijloace de ridicat pentru manipularea pieselor mai mari de 20 kg;

- muncitorii sa poarte echipament bine ajus­tat pe corp cu manecile inchelate lar parul sa fie acoperit sau legat;

- inainte de inceperea lucrului va fi controlata starea masinilor, a dispozitivelor de pornire-oprire si inversare a sensului de miscare;

- se va verifica inaintea lucrului daca atmos­fera nu este incarcata cu vapori de benzina sau alte gaze inflamabile sau toxice;

- la terminarea lucrului se deconecteaza legaturile electrice de la prize, masinile vor fi oprite, sculele se vor aseza la locul lor lar materlalele si piesele vor fi stivuite in locuri indicate;

- muncitorii nu se vor spala pe maini cu emul­sie de racire si nu se vor sterge pe maini cu bumbacul utilizat la curatirea masinii. Daca pentru spalarea mai­nilor a fost necesara utilizarea produselor usor infla­mabile se va folosi imedlat apa si sapun;

- ciocanele trebuie sa aiba cozi din lemn de esenta tare, fara noduri sau crapaturi; este interzis lucrul cu ciocane, nicovale care au fisuri, stirbituri, sparturi sau deformari in forma de floare;

- la folosirea trasatoarelor se cere atentie pentru a nu produce intepaturi lar dupa utilizare vor fi asezate in truse speclale;

- daca in timpul realizarii unei operatii meca­nice sar aschii vor fi purtati ochelari de protectie;

- in cazul polizarii cu ajutorul masinii vor fi verificate cu atentie pietrele de polizat sa nu prezinte fisuri sau sparturi precum si prinderea piesei pe ma­sina. Polizorul trebuie sa aiba prevazut ecran de pro­tectie.

CAPITOLUL 6

ANEXE

ANEXA 1

ANEXA 2

ANEXA 3

ANEXA 4

ANEXA 5

ANEXA 6

ANEXA 7

ANEXA 8

ANEXA 9

ANEXA 10

ANEXA 11

ANEXA 12

ANEXA 13

ANEXA 14

ANEXA 15

BIBLIOGRAFIE

Drobota V. , Atanasiu M. , Stere N. , Manolescu N. , Popovici M. , Organe de masini si mecanisme - manual pentru licee industriale si agricole, clasele a X-a, a XI-a, a XII-a si scoli profesionale, Editura didactica si pedagogica, R.A., Bucuresti, 1993.

Paizi Gh. , Stere N. , Lazar D. , Organe de masini si mecanisme, Manual pentru subingineri, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti, 1980.

Mladinescu T. , Rizescu E. , Weinberg H. , Orane de masini si mecanisme, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti, 1972.

Resetov D.N. , Organe de masini, Editura tehnica, 1963.

Draghici I. , Chisu E. , Jula A. , Preda L. , Organe de masini, Culegere de probleme, Editura tehnica, Bucuresti, 1975.

Aldea M. , Buzdugan Gh. , Cernea E. , Organe de masini, Editura tehnica Bucuresti, 1953.

Stere N. , Organe de masini, Manual pentru licee industriale anii II-III-IV, scoli profesionale, de maiestri si de specializare postliceala, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti, 1977.

Paizi Gh. , Stere N. , Lazar D. , Organe de masini si mecanisme, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti, 1980.