Asamblari prin presare - laborator

Asamblari prin presare - laborator

Definitie:

Asamblarea prin presare se obtine prin presarea a doua piese )de tip arbore alezaj) , astfel incat sa se obtina blocarea miscarii uneia fata de cealalta,prin aparitia unor forte de stranger intre ele.

Clasificarea metodelor de obtinere a asamblarilor nedemontabile

Presarea transversal:

-prin incalzirea piesei exterioare;

-prin racirea piesei interioare;

-prin deformare.

Asamblarile realizate prin deplasarea radiala a suprafetelor de contact ca rezultat al dilatatiei piesei cuprinzatoare incalzite in prealabil sau al contractiei piesei cuprinse racite in prealabil se  numesc asamblari fretate.

Presare longitudinal:

-prin introducerea fortata a piesei interioare in piesa exterioara

Asamblarile obtinute prin presare longitudinal,la rece , a piesei cuprinse(tip arbore) in cea cuprinzatoare (tip alezaj) sau invers se mai numesc asamblari presate.

1.Asamblarea prin incalzirea piesei cuprinzatoare

Se realizeaza prin deplasarea radiala a suprafetelor de contact, ca rezultat al contractiei piesei cuprinzatoare incalzite in prealabil. Aceasta operatie este denumita si fretare.

2.Asamblarea prin racirea piesei cuprinse

Se realizeaza similar cazului precedent, cu deosebirea ca se va raci piesa cuprinsa (mai voluminoasa), pentru a I se micsaora diametrul exterior prin contractie.

Montarea pieselor prin folosirea actiunii caldurii sau frigului nu produce deteriorarea asperitatilor sufrafetelor conjugate, fenomen ce se produce la asamblarile prin presarea longitudinal la rece.De aceea, rezistenta acestor imbinari este mai mare.

Montajul pieselor prin racirea piesei cuprinse are o serie de avantaje fata de montajul cu incalzirea piesei cuprinzatoare,printer care:

-prin racire nu se modifica structura initiala si calitatile fizico-mecanice ale metanului;

-viteza si timpul de racier a pieselor cuprinse sunt mai mici decat viteza si timpul de incalzire a pieselor cuprinzatoare;

-asamblarea bucselor si a camasilor cilindrice prin frig poate indeparta aproape deplin deformarea lor.

3.Asamblarea prin deformare plastic

Se realizeaza prin deformarea plastica locala si remanenta a uneia dintre cele doua piese astfel incat sa patrunda strans una cu cealalta.

In aceasta categorie intra : asamblarea prin urechi, prin mandrinare, prin rasfrangere, prin faltuire, prin nervurare.

Prin aceasta operatie se monteaza, spre exemplu: tevi, benzi,piese tubular, arcuri, table, funduri la recipient.

Fisa de evaluare

Tema:Asamblari prin presare

I.Incercuiti raspunsul corect:

1) Asamblarile prin presare saunt asamblari:

a)demontabilitate

b)nedemontabilitate

2)Asamblarile prin presare sunt asamblari:

a)fara organ de asamblare

b)cu organ de asamblare

II.Alegeti corespondentele corecte intre elementele celor doua coloane:

A. B.

1.presare longitudinala   a)prin incalzirea piesei exterioare

2.presare transversala b)prin introducerea fortata a piesei interioare in

piesa exterioara

III.Recunoasteti metoda de asamblare prin presare si identificati reperele din figura:

INSTRUIRE  PRACTICA

Tema:Asamblari prin presare

1.Asamblarea prin incalzirea piesei cuprinzatoare

Diametrul interioar al piesei-alezaj creste datorita dilatarii,piesele asamblandu-se cu usurinta. Dupa raciere , prin contractie, piesa exterioara se strange pe piesa interioara, realizandu-se un ajustaj cu stranger.

Temperatura la care este incalzita piesa cuprinzatoare este data de relatia:

T= (grade C)

unde

- temperatura necesara dilatarii alezajului;

- mediului in care se lucreaza

- temperature de siguranta prin care se tine seama ca piesa se raceste in timpul transportului de la locul de incalzire la locul de asamblare (=20 grade C)

Prin aceasta operatie,numita fretare,se monteaza, spre exemplu, butucul pe arbore, bandajul rotilor la vagoanele de cale ferata.

Metoda de incalzire a pieselor

Pentru incalzirea pieselor se folosesc instalatii de incalzire cu bai (ulei mineral sau ulei de ricin) sau cu rezistente electrice. (fig.2.3).

Baia este prevazuta cu o plasa de sarma pentru ca piesele sa nu intre in contact cu fundul baii sau cu elementele de incalzire.

a) b) si c)

1-baie 1-piesa

2-plasa de protectie    2-rezistente electrice

3-suport piesa 3- suport

4-piesa  4- inductor

5-termometru

Montajul cu ajutorul caldurii se poate realize prin incalzirea generala (totala) sau locala a butucului. Incalzirea generala se foloseste in asamblarea pieselor de dimensiuni mici si mijlocii. Pentru piesele de gabarit mare se foloseste incalzirea locala a zonei de material alaurata gaurii in care trebuie sa intre arboreal.

Incalzirea se face cu ajutorul arzatoarelor de gaz, cu rezistente electrice, cu indicatoare electrice etc. Piesele mici si mijlocii se incalzesc in bai sau in cuptoare de gaz sau electrice.

La incalzire trebuie sa se evite arderile de suprafata care dauneaza asamblarile ce vor necesita demontari ulterioare.

2.Asamblarea prin racirea piesei cuprinse

Asamblarea consta in micsorarea diametrului piesei interioare prin racirea acesteia sub temperatura mediului ambient (fenomenul de contractie), in instalatii special.

Metoda se aplica atunci cand piesa cuprinzatoare este voluminoasa sau are o configuratie complexa.

Racirea pieselor,sub temperature mediului ambient, se realizeaza cu instalatii de racire acesteia special, cu amestec gheata-clorura de sodium (pana la -10 grade Celsius),cu zapada  carbonica ( -70 grade C),cu oxigen si azot lichid ( -180 . -190 grade C).

Asamblarea cu folosirea ghetii carbonice necesita instalatii simple sub forme de vane (fig.2.4) cu peretii bine izolati termic. Racirea in vane este comoda si se preteaza la productia de serie mica.

Pentru racirea cu azot lichid se folosesc recipient metalici cu pereti dublii,cu izolatie termica. Peretii interioari ai acestor recipient se fac in cupru, aliaje de cupru sau oteluri inalt aliate, pentru a se evita fenomenul de fragilitate la temperature scazute. Peretii exterior se fac din otel carbon.

Pentru calculul temperaturii de racire se foloseste  aceeasi relatie cala incalzirea pieselor.

Asamblarea prin fretare are, in principiu, urmatoarele etape:

-incalzirea piesei cuprinzatoare (butuc) sau racirea piesei cuprinse ( arbore);

-transportarea piesei supuse la actiunea temperaturii la locul de asamblare;

-orientarea reciproca a pieselor pentru a se asigura coaxialitatea lor;

-introducerea arborelui in butuc sau a butucului pe arbore;

-aducerea ansamblului la temperature mediului ambient;

-controlul asamblarii rezultate.

Piesele din otel carbon si oteluri slab aliate devin fragile prin racire la temperature joase. De aceea, la imbinarea arborelui cu alezajul trebuie sa se evite lovirea pieselor, mai ales in prezenta peretilor subtiri si a decuparilor in sectiunea pieselor.

Masurile de protective a muncii la aceasta metoda de asamblare necesita atentie deosebita:

-piesele vor fi atent curatate de ulei

-manevrarea se va face cu mare atentie (pericol de asrusi)

-manevrarea si transportul  buteliilor de azot si oxygen se vor face cu mare grija (pericol de explozie);

-personalul trebuie sa poarte manusi, ochelari, sorturi si alte mijloace de protective individuala;

-piesele incalzite sau racite trebuiesc manipulate cu clesti cu manere lungi sau cu alte dispositive, pentru a se evita arsuri sau degeraturi.

-trebuie sa se evite contactul dintre uleiuri, unsori si alte material usor oxidabile si oxigenul deoarece se pot produce explozii.

3.Asamblarea prin deformare plastic

Metodele  de asamblare prin deformare folosite sunt:

-asamblarea prin urechi (fig.2.5)- se utilieaza la imbinarea capetelor de benzi, a pieselor tubular cu fundurile acestora, fixarea arcurilor;

-asamblarea prin mandrinare (fig.2.6)- se realizeaza prin largirea radiala a tevilor cu peretii subtiri sau din material moi (alama sau cupru);

-asamblarea prin rasfrangere (fig.2.7) - se foloseste la imbinarea pieselor executate din material moi ( otel moale,aluminiu,alama); se numeste asamblare pe contur inchis;

-asamblarea prin falt (fig.2.8.)- se foloseste la imbinarea materialelor din tabla pentru recipient cilindrice si la asamblarea fundurilor acestora;

-asamblarea prin nervurare (fig2.9)- se foloseste la imbinarea pieselor tubular cu bare sau a pieselor tubular intre ele.

Presarea longitudinala

Se realizeaza prin introducerea fortata a piesei interioare in piesa exterioara.

Asamblarea prin presare longitudinal constituie una dintre cele mai simple metode de asamblare.

Principalele avantaje ale acestei metode de asamblare constau in executia rapida a asamblarii si simplitatea utilajului folosit.

Pentru realizarea unei stranger suficiente, piesa care se preseaza se prelucreaza, in prealabil,la dimensiuni prevazute cu tolerante rezultate din alegerea ajustantelor cu stranger.

Presarea se poate realize prin lovire: cu lovituri de ciocan ( in cazul asamblarii stifturilor mici, penelor, dopurilor,capacelor etc. ) sau strangere -prin folosirea unei prese: manual (cu surub sau cu parghie), hidraulice, pneumatic, etc.

Pentru usurarea asamblarii se recomanda ungerea suprafetelor ajustajului.

Calitatea asamblarilor realizate prin presare se controleaza prin masurarea fortelor de presare.

In fig.2.10 se exemplifica presarea bucselor:

-cea mai simpla metoda este cea care foloseste o piesa intermediara si ciocanul (fig.2.10a)

-pentru a preveni dezaxarea bucsei presate fata de corpul piesei se pot folosi inele de ghidare (fig.2.10b) sau domuri de ghidare (fig.2.10c).

Aplicatii practice

Folosind datele din urmatoarea fisa de documentare, incercati sa rezolvati cele doua aplicatii.

Indicatie: se vor forma grupe de 4-5 elevi care vor lucre in colaborare.

1.Asamblarea unei roti cu un arbore se face prin stranger la dimensiunea nominala N= 150mm, prin incalzirea rotii.

Sa se stabileasca temperature de incalzire a rotii, stiind ca piesele ansamblului sunt din otel si au dimensiunile:

-diametrul alezajului rotii D=150mm, cu abaterea superioara as= -0,050 mm si abaterea infeioara al= -0,090 mm.

-diametrul arborelui d=150mm, cu abaterea supeioara as=0mm si abaterea inferioara al= -0,025 mm.

2.Sa se aleaga mediul de racire necesar asamblarii prin racirea arborelui, a pieselor, din cazul precedent.

FISA DE DOCUMENTARE

Temperatura la care este incalzita piesa cuprinzatoare este data de relatia:

T=td+ta+ts(grade C)

Unde:

td temperature necesara dilatarii alezajului;

ta- temperature mediului in care se lucreaza;

ts- temperature de siguranta prin care se tine seama ca piesa se raceste in timpul transportului de la locul de incalzire la locul de asamblare (ts=20 grade C).

td=S/(αl dl)(grade C)

unde S este strangerea ,in mm.

Pentru coeficientul de dilatare termica αl se recomanda urmatoarele valori:

Pentru calculul temperaturii de racire se folosesc aceleasi relatii ca la incalzirea pieselor, cu deosebirea ca se va folosi coeficientul la racire αr, cu valorile recomandate in tabelul urmaor:

tc= S/(αl dl)(grade C),

REZOLVARE:

1.Incalzirea trebuie facuta in asa fel incat asamblarea sa fie posibila si in cel mai dificil caz, cel al realizarii strangerii maxime. Aceasta va fi:

Smax=dmax-Dmin= 150,000 - 149,910= 0,090 mm

Temperatura necesara dilatarii rotii cu o valoare egala cu cea a strangerii maxime se va calcula cu formula:

Td=Smax l dl 0,090/[12*(-10*-10*-10*-10*-10*-10)*150]=50 grade C

Pentru siguranta si tinand cont de temperature mediului ambient, piesa se va incalzi la temperatura:

Tl=td+ta+ts= 50+20+20= 90 grade C

2.Temperatura necesara contractiei prin racirea arborelui va fi:

Tc=Smax r dl)= 0,090/[-8,5**(-10*-10*-10*-10*-10*-10)*150]=-70,5 grade C

Tr=td+ta -20=-90,5 grade C

Realizarea acestei temperature este posibila daca se folosesc aerul lichid sau oxigenul lichid. Dintre acesta, mai ieftin este aerul lichid.

Formula a fost folosita partial deoarece se considera ca pe timpul racirii, izolarea piesei fata de mediul inconjurator este foarte buna.