Osii si arbori

CUPRINS

1. MEMORIU JUSTIFICATIV

2. CONTINUT PROPRIU- ZIS

3. BIBLIOGRAFIE

4. ANEXE

MEMORIU JUSTIFICATIV

Creatia tehnica a omului , masina este realizata dintr-un ansamblu de elemente mecanice componente (organe), inlantuite cinematic, cu miscari strict determinate.

Nici o masina nu poate fi relizata fara cunostinte temeinice despre organele sale componente .

Miscarea cea mai frecvent intalnita in functionarea sistemelor tehnice este cea de rotatie.Ea se realizeaza prin intermediul organelor de masini specializate.Dupa rolul tehnologic pe care il indeplinesc in functionarea sistemului tehnic considerat, organele miscarii de rotatie pot fi: de forta (arbori,osii), de cuplare(cuplaje), de sustinere si ghidare(lagare).

Organele de masini sunt piese ( eventual ansamblu de piese), avand rol functional unitar, care intra in compunerea organica-structurala a oricaror masini , agregate mecanisme sau dispozitive. Avand rol functional bine determinat , fiecare organ de masina poate fi analizat , proiectat si executat in mod separat, considerand insa interdependeta de solicitare si uzare cu celelate elemente cu care se asambleaza.

Arborii si osiile sunt elemente sustinute avand miscare de rotatie au rolul de a prelua fortele de la organele de masini montate pe acestea si de a le transmite lagarelor. Ele se regasesc in constructia cutiilor de viteza ale masinilor si in constructia masinilor-unelte.

Desenul tehnic constituie cel mai potrvit mijloc de legatura intre conceptie si relizarea practica a unui obiect ( organ de masina , utilaj , instalatie etc.).

Desenul tehnic este limbajul de comunicare intre proiectanti si executanti utilizat in problemele curente ale productiei.

Unul dintre marii inventatori ai mecanismelor a fost Leonardo da Vinci,care pe langa multe alte pasiuni a conceput si mecanisme.

Pentru Leonardo da Vinci arta si stiintele nu erau in opozitie, ci universuri care se uneau in permanenta,iar daca arta lui da Vinci impresioneaza si astazi, inventiile si creatiile tehnice, multe dintre ele revolutionare, se gasesc in paginile carnetelor. Inbinand arta si stiinta prin note,desene,schite si proiecte, da Vinci a creat un univers fascinant.

De la anatomie la mecanica pasul a fost usor de facut pentru Leonardo da Vinci,care, inspirat de anatomia umana, a realizat si primul proiect de robot din istorie.Proiectul, cunoscut ca,,robotul lui Leonardo,, ,a fost realizat se pare in 1459,fiind insa redescoperit in hartiile maestrului abia dupa 1950.El a mai creat planuri pentru un precursor al calculatorului mecanic si o masina propulsata de forta unui mecanism cu arcuri.

Din categoria organelor folosite pentru ghidarea miscarii de rotatie fac parte doua grupe de elemente:

-osiile si arborii,ca elemente sustinute avand miscare de rotatie;

-lagarele, ca elemente de sustinere si de ghidare a osiilor sau a arborilor,care asigura miscarea de rotatie a acestora.

Realizarea miscarii de rotatie poate fi asigurata numai prin ansamblul celor doua elemente, sustinute si de sustinere, care formeaza o legatura cinematica.

Randamentul mecanic al unei masini este determinat in special de calitatea si precizia zonelor prin care se asigura contactul dintre arbore sau osie si lagarul conjugat.Rezulta deci obligatia asigurarii unei calitati deosebite a acestor piese.

Marea diversitate a masinilor si mecanismelor necesita arbori si lagare deosebit de variate, de la o bucsa simpla cuprinzatoare a unei axe tot atat de simpla pana la forme deosebit de complicate.

Deoarece arborii si osiile sunt supusi de regula la solicitari variabile,se va acorda o atentie deosebita eliminarii,sau macar diminuari in cea mai mare masura a concentratorilor de eforturi unitare.Aceste amorse de ruperi in timpul exploatarii sunt reprezentate de variatiile bruste de sectiune ale acestor organe de masini,precum si de zgarieturile lasate de sculele aschietoare in timpul prelucrarii.

In general, pentru constructia osiilor si arborilor se recomanda folosirea elementelor standardizate.

In mod obisnuit ,arborii si osiile se executa prin strunjire.Se porneste de la profiluri laminate,care apoi se stunjesc pe toata lungimea.

Orice constructie sau masina trebuie sa raspunda,dupa realizare,unor conditii tehnice si economice .

Una dintre conditiile tehnice importante este conditia de rezistenta,care cere ca masina sau constructia respectiva sa lucreze in conditii sigure sub actiunea sarcinilor la care este supusa pe toata durata exploatarii ei.

O alta conditie tehnica ,nu mai putin importanta,legata strans de cea de rezistenta,este conditia de rigiditate.

Intre conditiile de baza ale unei realizari tehnice sunt si conditiile economice, dupa care orice piesa proiectata trebuie sa fie realizata cu un consum cat mai mic de material si manopera, respectand conditiile de rezistenta, rigiditate si stbilitate impuse.

De asemenea,este necesara alegerea potrivita a materialului piesei,tinand seama de conditiile de lucru ale acesteia,astfel incat materialele sa fie cat mai bine folosite.

2. CONTINUT PROPRIU- ZIS

A. DEFINITIA SI CLASIFICAREA OSIILOR SI ARBORILOR.

B MATERIALE PENTRU OSII SI ARBORI.

C TEHNOLOGII DE EXECUTIE PENTRU OSII SI ARBORI.

D.      CALCULUL OSIILOR SI ARBORILOR.

E.       FUSURILE OSIILOR SI ARBORILOR

F.   MASURI DE TEHNICA A SECURITATII MUNCII LA PRELUCRARI PRIN ASCHIERE.

A DEFINITIA SI CLASIFICAREA OSIILOR SI ARBORILOR

OSIILE SI ARBORII sunt organe de masini avand rolul de a sustine alte elemente care contribuie la transmiterea miscarii de rotatie.De obicei, osiile si arborii fac legatura cinematica cu alte elemente de la care primesc, respectiv la care transmit miscarea de rotatie.

OSIILE SI ARBORII au rolul de a prelua fortele de la organele de masini montate pe acestea si de ale transmite reazemelor (lagare cu rostogolire sau cu alunecare).

Osiile si arborii drepti sau lineari au axa geometrica longitudinala dreapta, comuna cu axa de rotatie

OSIILE, avand functia principala de sustinere a altor elemente cu miscare de rotatie, nu transmit momente de torsiune, deci sunt solicitate numai la incovoiere. Solicitarea la torsiune provine numai din frecare in lagare, de aceea este neglijabila in comparatie cu solicitarea principala la incovoiere.

Desi pot avea diferite forme constructive, osiile se clasifica de obicei in: -OSII FIXE, folosite ca reazeme pentru alte elemente care se rotesc liber pe ele. Rotile aflate pe osii se rotesc in raport cu acestea. Si -OSII MOBILE, ce se rotesc in reazeme impreuna cu celelalte elemente fixate pe ele (la vagoane). Osiile se rotesc impreuna cu rotile cu care sunt solidarizate.

FORMA CONSTRUCTIVA SI PRINCIPALELE PARTI ALE UNEI OSII OBISNUITE SUNT INDICATE IN URMATORUL DESEN:

ARBORII, spre deosebire de osii ,au functia principala de transmitere a miscarii de rotatie si a puterii, deci a momentului de torsiune. Arborii, asigura miscarea de rotatie a lagarelor, ca elemente de sustinere si ghidare a osiilor De obicei ARBORII sunt solicitati COMPUS LA TORSIUNE SI LA INCOVOIERE . Deseori solicitarea principala este rasucirea.

Randamentul mecanic al unei masini este determinat in special de calitatea si precizia zonelor prin care se asigura contactul dintre arbore sau osie si lagarul conjugat. Marea diversitate a masinilor si mecanismelor necesita arbori si lagare deosebit de variate de la o bucsa simpla pana la forme deosebit de complicate.

Partile componente ale unui arbore sunt:

1. -corpul arborelui

2-.zona de calare

3.-portiunile de reazem

,numite si fusurile arbororelui.

Portiunile de calare sunt zonele pe care se monteaza organele de masini.

DIVERSE FORME DE ARBORI:

a- ARBORE COTIT;

ARBORELE COTIT (numit si Vilbrochen), transforma miscarea rectilinie a pistonului, prin intermediul boltului piston si pendularea bielei in miscare de rotatie . Alternativ ,arborele cotit transmite miscarea de rotatie (la compresoare cu piston) la biela. Arborele cotit este utilizat in special la motoarele cu abur si cu ardere interna, la pompe, compresoare, in componenta mecanismelor biela manivela.

ARBORELE COTIT a primit aceasta denumire datorita configuratiei axei sale, care coteste alternativ de la un fus palier la un fus maneton si inapoi la fusul palier. In ce priveste denumirea de ,,Vilbrochen,, desi asa o gasim in dictionar ,in mod popular este des folosit termenul ,,Vibrochen ,, . La motoarele cu ardere interna in doi timpi , in general la cele de motocicleta , motorete si scutere, sau la drujbe compresoare ori alte utilaje, arborele cotit se mai numeste AMBIELAJ. Autoturismul trabant folosea un astfel de arbore cotit. In general , arborele cotit (vilbrochenul) este acela pe care se pot demonta biele, despartindu-le pe jumatate, prin intermediul unor piulite, pe cand la arborele cotit de tip ambielaj, aceste biele nu se pot demonta, fiind presate din fabricatie pe arbore si neputandu-se desparti, fiind turnate dintr-o singura bucata. Aceasta insa nu este o regula, pot exista si arbori cotiti cu biele nedemontabile si care sa nu isi schimba denumirea de vilbrochen.

Arborele cotit se confectioneaza prin doua procedee: prin turnare sau forjare arborele cotit turnat , se confectioneaza din fonta aliata sau otel de calitate cu continut mediu de carbon.

b-ARBORELE CU CAME :

ARBORELE CU CAME are rol de a asigura comanda deschiderii si inchiderii supapelor, in concordanta cu desfasurarea ciclului motor in fiecare cilindru .

Totodata mai actioneaza si diferite agregate montate pe motor (pompa de benzina , distribuitorul si pompa de ulei, pompa de injectie , etc.)

In timpul functionarii , ARBORELE CU CAME este supus la incovoiere , datorita fortelor ce se transmit la came in momentul deschiderii. Aceleasi forte, plus rezistenta agregatelor antrenate solicita arborele de distributie si la torsiune. Fortele care actioneaza asupra camelor determina presiuni ridicate pe suprafetele acestora, si in conditiile frecarii semiuscate proprii cuplului cama-tachet, genereaza un proces intens de uzura a acestui cuplu.

Arborele cu came care se mai numeste si arbore de distributie ,este piesa principala

care antreneaza mecanismul de distributie, de corectitudinea distributiei depinzand corectitudinea pozitiei si durata fazelor de admisie si evacuare din ciclul motor.

Acest arbore nu are o solicitare mecanica importanta ci este o piesa static nedeterminata. Pentru o mai buna utilizare a materialului arborelui si pentru reducere, uni arbori de distributie, se confectioneaza de forma cilindrica ,obtinuta fie prin gaurirea pe toata lungimea arborelui fie prin turnarea semifabricatului sub forma tubulara.

La capatul arborelui cu came este montata o roata dintata .Aceasta va prelua miscarea si energia de la arborele cotit prin intermediul curelei dintate . Se folosesc curea si roata dintata deoarece nu este permisa patinarea curelei pe roata de curea . Aceasta ar duce la efecte catasrofale pentru motor, ne mai fiind respectate momentele de deschidere a supapelor , rezultand coleziuni ale supapelor cu cilindrii.

Diferenta intre abore si vilbrochen (sau arbore cotit ) este destul de mare, fiecare are rolul sau in functionarea unui motor .

Arborele cu came il gasim in parte de sus a motorului , avand rolul de a deschide la momentul potrivit supapele de admisie si evacuare. Arborele cotit il vom gasi in partea de jos a motorului , el fiind actionat de bielele pistoanelor , impreuna cu care formeaza sistemul bila-manivelacare transforma miscarea liniara in miscare de rotatie. Pentru ca deschiderea supapelor sa aiba loc la momentul potrivit, cei doi arbori trebuie sa fie perfect sincronizati, lucru care se realizeaza prin intermediul curelei sau a lantului de distributie (practic arborele cotit pune in miscare arborele cu came, cei doi rotindu-se tot timpul la aceeasi turatie).

ARBORII DREPTI se regasesc in componentele cutiilor de viteze, a reductoarelor, transmisiilor masinilor -unelte, a turbinelor, agitatoarelor etc.

CLASIFICAREA ARBORILOR SI OSIILOR

a. dupa conditiile de functionare

In functie de modul de incarcare

- static determinati (intre reazeme)

- static nedeterminati (in afara reazemelor)

In functie de comportarea la vibratii a arborilor (turatie de regim/turatie critica) :

- rigizi

- elastici

In functie de tipul de solicitare:

- la osii: incovoiere;

- la arbori:torsiune; torsiune si incovoiere

In functie de pozitia in care lucreaza:

- orizontala;

- verticala:

- inclinata.

b. dupa forma:

Cu axa geometrica:

- dreapta(arbori drepti)

- cotita(arbori cotiti)

Cu sectiune (constantavariabila)

- plina ;

- inelara.

c dupa tehnologia de executie:

-laminara;

-forjare-matritare;

-turnare.

d dupa pozitia axei de sprijin

-fixa(arbori de sprijin)

-variabila(arbori flexibili)

B.MATERIALE PENTRU OSII SI ARBORI

Materialele din care se confectioneaza arborii si osiile se aleg in functie de scopul urmarit si conditiile impuse in functionare, de tehnologia de executie adoptata pentru acestia.

In general se utilizeaza oteluri carbon obisnuite OL42, OL50, OL60.

Pentru a satisface aceeasi rezistenta dar la gabarite si la greutati mai mici se vor folosi oteluri carbon de calitate (la care se vor aplica tratamente termice adecvate pentru cresterea rezistentei in zona de sprijin) OLC25, OLC35, OLC45. Pentru solicitari importante si gabarite reduse se recomanda otelurile aliate de imbunatatire: 41 MoCr 11 , 41 CrNi12, 18MoCrNi13, 21MoMnCr12, 13CrNi30 AUT40.

Deoarece fontele au rezistenta mecanica mai scazuta decat otelurile, dar au o sesibilitate mult mai mica fata de efectul de concentrare al tensiunilor si o capacitate mai buna de amortizare a vibratiilor, vor fi recomandate la executia arborilor de dimensiuni mari sau a arborilor cu forma complicata. Astfel, se utilizeaza fontele cu grafit nodular sau fontele maleabile. Fontele de calitate superioara se utilizeaza cand osiile sau arborii nu sunt puternic solicitati . Cand sunt necesare alte proprietati fizice (conductibilitatea, comportare magnetica , posibilitatea de izolare etc.), se folosesc alte materiale metalice (alama , bronz) sau nemetalice (textolit, materiale plastice etc.).

ETAPELE PROIECTARII ARBORILOR SI OSIILOR cu axa geometica dreapta, ce trebuie respectate sunt :

-Predimensionarea: se face prin calculul de rezistenta la rupere sau la deformatii (functie de solicitarile din exploatare);

-Adoptarea solutiei constructuve: pornind de la rezultatele obtinute si luand in considerare conditiile de executie si de montaj;

-Efectuarea verificarilor de rezistenta la oboseala, deformatii, vibratii etc.

C.TEHNOLOGII DE EXECUTIE PENTRU OSII SI ARBORI

In general, pentru constructia osiilor si arborilor se recomanda utilizarea elementelor standardizate.

In mod obisnuit arborii si osiile se executa prin strunjire. Se porneste de la profiluri laminate, care apoi se strunjesc pe toata lungimea. Zona de sprijin pe lagare se prelucreaza foarte ingrijit prin rectificare, slefuire, cromare etc. Se mai pot executa prin forjare, pornind tot de la semifabricat laminat. Operatia de forjare pregateste semifabricatul in vederea prelucrari prin aschiere. Arborii si osiile de dimensiuni medi se executa prin turnare sau chiar prin sudare , apoi se supun prelucrarilor mecanice.

Aceste elemente se construiesc cu sectiunea plina sau cu sectiunea inelara. Cand se construiesc cu sectiunea inelara , avand de exemplu raportul diametrelor Dd=2, greutatea lor scade cu 25% , iar capacitatea de rezistenta scade numai cu 6,25%.

Osie cilindrica: a- cu sectiune plina

b- cu sectiune inelara

Sectiunea plina este insa mai utilizata, deoarece se executa mai usor. Partile principale ale arborilor sunt: fusurile, zonele calare si tronsoanele intermediare. In cazul arborilor cotiti fusurile intemediare se numesc manetoane.

Forma constructiva a arborilor: - arbore drept cu forma obisnuita

Canalele de pana, necesare fixarii pieselor pe arbore, se recomanda a fi executate in acelasi plan si cu aceasi latime cand este posibil .

Indiferent de forma geometrica a arborilor sau a osiilor, fusurile sunt cilindrice, conice sau sferice.

Trecerea de la o sectiune la alta a arborilor sau a osiilor se face cat mai lin, cu raze de racordare corespunzatoare reducerii maxime a efectului de concentrare a eforturilor unitare.

Asamblarea arborilor

1. Montarea arborilor drepti

Montarea arborilor necesita trei faze importante: -pregatirea

-montarea propriu-zisa

- verificarea montarii

Pregatirea montarii arborilor necesita studierea desenului cu schema de montaj, verificarea acestora in special a fusurilor si a partilor de calare care trebuie sa fie netede, fara zgarieturi, loviri sau urme de coroziune. Bavurile, zgarieturile, loviturile se elimina prin ajustare fina, urmata de o finisare cu panza abraziva. In general, aceste verificari sunt efectuate la receptia arborilor la terminarea prelucrarii lor, insa ele se recomanda si la montare .

Montarea propriu-zisa consta in executarea urmatoarelor operatii:

-verificarea cuzinetilor- daca sunt fixati corect in corpul lagarului;

-ajustarea cuzinetilor dupa fusurile arborilor ; pentru aceasta, se sterg cu o carpa uscata fusurile si apoi se acopera cu un strat subtire de vopsea .

Se aseaza arborele in lagare cu ambele fusuri si se monteaza capacele lagarelor. Apoi,se invarteste usor arborele cu scopul de a se realiza tusarea cuzinetilor. Se demonteaza capacele lagarelor si se executa ajustarea cuzinetilor acolo unde apar proeminentele indicate de vopsea.

Operatiile de ajustare se repeta pana cand numarul petelor de contact de pe suprfata cuzinetului corespunde preciziei impuse la asamblare. In general, se considera ca suprafata este corespunzatoare, daca contine 15 25 de pete de vopsea pe o suprafata de 25x25 mm patrati ;

-se spala fusurile si cuzineti , se usuca cu aer comprimat si ung cu unsoare , folosindu-se o pensula ;

- se monteaza definitiv arborele in lagare .

De remarcat faptul ca la montarea arborilor in lagare trebuie sa se respecte jocurile - radiale si axiale -prescrise in documentatia tehnica, pentru a se asigura o ungere buna in timpul functionarii.

Verificarea motari arborilor, inclusiv a lagarelor, se executa o data cu probele de functionare a masinilor.

Se considera ca motajul a fost corect executat daca, in timpul functionari, lagarele nu se incalzesc mai mult de 60.70 grade celsius.

2. Montarea arborilor cotiti

Montarea arborilor cotiti, cu toate ca este mult mai pretentioasa decat a arborilor drepti, necesita respectarea celor trei faze distincte :

-pregatirea montarii

- montarea propriu-zisa

- verificarea montarii

Pregatirea montarii consta in controlul fusurilor ca sa nu prezinte zgarieturi. Acestea se indeparteaza prin slefuire cu panza de slefuit.

Cuzinetii lagarelor trebuie sa adere etans pe suprafetele fusurilor.

Suprafata de aderare trebuie sa fie repatizata uniform si sa reprezinte cel putin 6070 % din suprafata activa.

Verificarea aderarii se face cu vopsea.In cazul unei aderarii necorespunzatoa-re executa razuirea.

Se verifica calitatea compozitiei de lagare : stratul de compozitie turnat trebuie sa adere bine la suprafata cuzinetului (bimetalic), iar ciocanire sa emita un sunet clar metalic.

Pe suprafata de lucru a stratului de compozitie nu se admit zgarieturi sufluri, statificari etc.

Asezarea cuzinetului inferior dupa fusurile arborelui se verifica cu vopsea (negru de fum diluat si petrol lampant).

Cuzinetii superiori trebuie sa adere deasemenea foarte bine. Jocul dintre cuzinetul superior si fusul arborelui nu trebuie sa depaseasca 0,001 mm.

Pentru preintampinarea pierderilor de presiune a uleiului din lagare intre baia de ulei si marginea cuzinetului trebuie sa ramana o distanta de 1520 mm.

In cazul in care se folosesc garnituri de reglere intre cuzineti, ca de exemplu la compresoare cu un piston, acestea se executa dupa conturul planului de separatie. Materialul acestor garnituri poate fi textolit, alama sau aluminiu. Atunci cand pe fusurile de capat ale arborilor sunt prevazuti rulmenti.

Montarea propriu- zisa a arborilor consta in asezarea acestora in lagare si rotirea lor de cateava ori.

Se verifica pozitia arborelui cu ajutorul unei nivele de 0,1 mm, masurarea se face la fiecarea 90 de grade, adica in patru poziti. Pozitia orizontala a fusurilor manetoane se verifica tot cu ajut nivelei. Abaterile de la paralelism intre axele fusurilor manetoane si axele fusurilor palier nu pot depasi 0,2 mm pentru 100mm din lungimea fusului.

Deplasarea axiala a arborelui cotit pe lagare se verifica prin rotirea acestuia la 180 de grade si masurarea jocului cu un comparator.

Valoarea jocurilor este stabilita in documentatia de montaj in functie de conditiile de lucru si de felul masinii la care se monteaza arborele cotit.

Verificarea montarii se executa o data cu proba de functionare a masinii, la care arborele cotit nu trebuie sa prezinte batai radiale ce se pot transmite pistoanelor, iar lagarele sa nu se incalzeasca peste 6070 grade C.

3. Montarea arborilor compusi din mai multe bucati

Arborii compusi din mai multe bucati pot fi: - cap la cap

cotiti

Fiecare tip de arbore se monteaza in mod deosebit. Montarea arborilor cap la cap. Tehnologia de montare a arborilor cap la cap nu difera de cea a arborilor drepti. O atentie deosebita trebuie sa se acorde executarii imbinarii, incat la sfarsitul montajului, arborele sa lucreze ca un arbore dintr-o singura bucata.

Imbinarea arborilor compusi din mai multe bucati se poate realiza prin :

cuplaj cu manson si arbore canelat.

cuplaj cu manson cilindric, fara caneluri si cu stift.

cuplaj conic cu stift.

cu suruburi solicitate la forfecare .

cu flanse stranse cu suruburi.

Montarea unui arbore compus cu ajutorul mansonului canelat se incepe prin asezarea si fixarea celor doua parti unu si doi ale arborelui, pe prisme - suport, astfel incat axele sa fie in prelungire. In acest scop se recomanda folosirea prismelor cu inaltime reglabila. Apoi se monteaza mansonul pe unul din capetele canelate ale arborelui, iar capatul celuilalt arbore se introduce in celalalt capat al mansonului. Uneori se poate intampla, ca pentru pozitia respectiva a arborelui fata de manson, canelurile si plinurile din arbore si manson sa nu coincida. In acest caz, se vor distanta arborii intre ei si se va schimba pozitia masonului, rotindul cu cateava caneluri, dupa care se va efectua din nou montarea.

Pentru montarea cuplajului-manson se folosesc adeseori ciocane cu cap moale. Pentru un ajustaj aderent pe diametrul de centrare al canelurilor, mansonul se va incalzi in ulei fierbinte, inainte de montare.

Dupa montarea defnitiva a mansonului canelat se vor verifica dimensiunile l si l1 care determina pozitia mansonului canelat fata de canelurile arborilor.

Pentru ca mansonul sa nu se deplaseze axial se fixeaza cu ajutorul unui surub de blocare.

Montarea arborilor de dimensiuni mari, cap la cap, printr-un cuplaj-manson, fara caneluri, cu ajutorul stifturilor, se realizeaza in aceeasi succesiune ca si in cazul folosiri unui cuplaj, cu mansonul canelat.

Deoarece, la imbinarea cu arborii cuplajului-manson, fara caneluri, se foloseste adeseori ajustaj blocat sau chiar presat usor, montarea se face in conditi mai bune prin incalzirea prealabila a mansonului. In cazul arborilor cu lungimi si diametre mai mici, montarea este mai simpla si se face, de obicei, prin presarea mansonului la presa sau prin lovituri de ciocan.

Alezajele de arbori destinate pentru stifturi se executa corespunzator dimensiunilor din manson, dupa montarea definitiva a acestuia. Stifturile folosite la aceste imbinari sunt cilindrice, iar presarea lor se face cu presa manuala sau cu ciocanul.

Montarea arborilor cotiti. Din cauza fortelor mari care apar in timpul functionarii arborilor cotiti, asamblarea lor se face prin strangere. Montarea unui arbore cotit la care imbinarea se face cu strangere se executa in ordinea urmatoare : boltul se monteaza prin presare in alezajul bratului, apoi se verifica paralelismul intre axa alezajului si axa boltului; urmeza presarea bratului pe fusul arborelui, verificarea paralelismului boltului cu arborele si perpendicularitatea acestora pe brat.

Fusul se preseaza in alezajul din brat, dupa care ansamblul se monteaza pe fusul arborelui. Bratul se preseaza separat pe arbore. Imbinarea ambelor subansamblul se relizeaza prin presarea fusului in alezajul din brat. Se verifica perpendicularitatea si paralelismul ansamblului .

Controlul final al arborilor cotiti asamblati se face cu un dispozitiv special, prevazut cu comparatoare, pentru inregistrarea abaterilor de la coaxilitate ale arborelui fata de manetoane si abaterile de la perpendicularitete ale bratelor arborelui cotit.

Imbinarea arborilor cotiti:

a - 1 boltul, 2 bratul

b- 1 fusul, 2 bratul, 3 arbore, 4 bratul, 5 arbore

c- 1 fusul, 2 piulita

D. CALCULUL OSIILOR SI ARBORILOR

Calculul osiilor :

Dimensionarea se face calculand modulul de rezistenta necesar , functiei de momentul incovoietor maxim cunoscut si de rezistenta admisibila a matetrialului din care este realizata osia

W_nec=M_{i max} ⁄σ_ai

-pentru sectiunea circulara plina de diametru d

-modulul de rezistenta se determina cu relatia :

W_nec=π∙d³ ∕32

-momentul maxim se calculeaza cu relatia : M_imax=R_A∙a[daNcm]

Acest moment se afla in dreptul uneia din fortele considerate concentrate P1, P2 [daN]

Verificarea dimensiunilor se face aplicand formula generala din rezistenta materialelor: σ_ef = M_imax ∕W <σ_ai [daN ∕ cm²]

Calculul deformatiilor elastice flexinale se face numai pentru instalatii care impun ca deformatiile elastice sa fie limitate pana la o anumita valoare;

Calculul de verificare la oboseala se face numai pentru solicitari variabile in timp .

In cazul unor solicitari mari, nu este economic sa se execute intreaga osie la acelasi diametru, ci mai mic catre reazeme si maxim in zonele solicitate la incovoiere. Astfel osia va prezenta configuratia solidului ' de egala rezistenta,,

Calculul arborilor:

Dimensionarea se va face numai pentru torsiune (rasucire), care reprezinta de regula solicitarea principala. Solicitarea din incovoiere, fiind mult mai mica, se neglijeaza:

-pentru arbori cu sectiunea plina:

W_nec=M_t ⁄π_at sau π∙d³ ∕16=M_t ∕π_{at .}

In care termenii au semnificatiile cunoscute de la disciplina rezistenta materialelor.

Rezulta ca: d=³√16M_t ∕ππ_at[cm].

-pentru arbori cu sectiunea inelara:

d=³√ 16M_t ∕ππ_at(1−k⁴)[cm]

Verificarea la solicitari compuse-torsiune si incovoiere

In acest caz, efortul unitar echivalent se va determina cu relatia:

σ_e=√σ_i²+4t_t²≤ σ_ai in care efortul unitar la incovoiere : σ_i=M_imax ∕ w =√M_io²+√M²_iv ∕π∙d³ ∕32 [daN ∕cm²]

Fortele ce actioneaza asupra arborilor pot avea atat componente in plan orizontal, rezultand momentele inconvoietoare M_io in sectiune periculoasa de rupere cat si componente in plan vertical, rezultand momentele incovoietoare M_iv. Prin compunerea M_io si M_iv rezultand momentul M_i care intervine in calculul efortului unitar la o incovoiere σ_i. Cunoscandu-se puterea necesara a fi transmisa P[kw],precum si turatia arborelui n[rot∕min], se poate determina momentul de torsiune M_t cu relatia:

M_t=95500∙P∕n [daNcm]

9550P∕n [N ∙ m]

Astfel se va putea calcula valoarea efortului unitar tangential:

t_t=M_t ∕W_p=95550∙P ∕n∕∕π∙d³∕16 [daN ∕ cm²]

Efortul unitar admisibil al materialului se va alege in raport cu calitatea materialului si cu coeficientului de siguranta.

Functie de cazul de solicitare:

- pentru oteluri cu rezistenta la rupere σ_r=5080[daN∕mm² ] se vor alege rezistentele admisibile σ_ai=600.900 [daN∕cm²] pentru cazul lll de solicitari (alternative):

- pentru arborii din fonta cu rezistenta la rupere la incovoieri repetate σ_r=25..40[daN∕mm²] se vor alege rezistentele admisibile la incovoiere σ_ai=250..400[daN∕cm²] pentru solicitari alternante.

In situatia in care efortul unitar echivalent nu se verifica, se va alege solutia constructiva favorabila - un diametru mai mare- pana cand se va realiza verificarea: σ_e≤σ_a

Verificarea la oboseala

Cand arborii sunt supusi la incovoiere dupa un ciclu alternat simetric, iar la torsiune dupa un ciclu pulsator, acestea vor solicita la oboseala materialul din care sunt confectionati arborii. Pentru a verifica daca arborele rezista acestor solicitari, se determina coeficientul de siguranta la oboseala. Astfel, se vor calcula:

- coeficientul de siguranta la incovoiere:

C_σ=σ₋₁ ∕Ḅ_k ∕ ὲ ∙ ỵ∙σ_v

coeficientul de siguranta la torsine:

C_σ=t_-1 ∕β_k ∕έ∙γ ∙ t_v +t_-1 ∕ t_c ∙t_m

In care factorii ce influenteaza rezistenta la oboseala sunt:

- β_k este concentratorulde tensiune la crestaturi, racordari, treceri de diametru de la o treapta la alta;

- γ factorul de calitate al prelucrarii suprafetelor;

- ὲ factorul dimensional; natura materialului.

Verificarea la deformatii torsionale

Deformatiile torsionale se masoara in RADIANI si se pot determina in situatia in care se cunosc: momentul de torsiune M_t[daN.cm] lungimea /[cm]intre reazemele arborelui, modulul de elasticitate trsansversala G ( pentru otel G= 8 ∙ 10⁵ daN/cm ) si momentul de inertie polar al sectiunii circulare.

Daca momentul polar este l_p=π∙d⁴∕32 [cm⁴] , relatia de calcul este ᶗ=M_t∙I∕G∙I_p[rad]

Pentru calculul deformatiei torsionale in grade se fac urmatoarele transformari :ᶗ(rad)=ᶗ⁰∙π∕180⁰

Rezulta ca deformatia cautata se determina cu relatia : ᶗ⁰=180⁰∙l∙M_t ∕ π∙G∙l_p≤ ᶗ_a⁰ stiind ca: ᶗ_a⁰=180⁰∙32∙l∙M_t ∕ π²∙G∙d

E. FUSURILE ARBORILOR SI ALE OSIILOR

Fusurile reprezinta zona arborelui sau a osiei a carei suprafata exterioara, ingrijit prelucrata, realizeaza contactul cu lagarul ( palierul). Montate in lagare cu alunecare, suprafetele de contact ale fusurilor se afla in miscare relativa in raport cu suprafata interioara de contact a lagarului. In cazul lagarelor prin rostogolire (rulmenti), montarea fusului pe rulment exclude miscarea relativa dintre suprafata fusului si cea a lagarului. Miscarea respectiva are loc numai intre elementele rulmentului. De la arbore la lagar, eforturile se transmit numai prin intermediul fusurilor.

Tipuri contructive. Principalele tipuri si forme contructive de fusuri sunt:

ad- fusuri radiale ( a,b - cilindrice c-tronconice, d sferic),

ei - fusuri axiale sau pivoti verticali ( e-pivot cilindric inelar, f-pivot gulerat, g-pivot tronconic scobit, h-pivot conic, i-pivot cu cap convex)

j, k -fusuri radial-axiale.

Ele sunt clasificate:

- Dupa pozitia fusului in lagar se deosebesc:

-Fusuri de capat frontale sau marginale

-Fusuri intermediare

- Dupa directia fortelor in raport cu axa de rotatie, fusurile si lagarele se grupeaza in:

- axiale

- radial-axiale

-radiale

Fusurile radiale au forma cilindrica, tronconica sau sferica.

Pivoti se numesc atat fusurile axiale cat si cele axial-radiale la care forta principala din lagare este paralela cu axa de rotatie.

Indicatii de calcul. Fusurile find parte integranta a arborilor sau a osiilor, diametrul lor d se determina odata cu diametrul arborelui.

De exemplu, diametrul d al fusului radial marginal, presupus sprijinit pe un lagar cu rulment, se determina ca si cand reactiunea F, ar actiona la jumatatea fusului (l/2). Considerandu-se fusul ca o bara incastrata la distanta l, se aplica relatia.

M_i=F_r l/2 = Wσa=πd³/32 σ_a=0,1 d³ σ_a si rezulta din d:

d= ³√F_rl /0,2σ_a .

Lungimea l a fusului se detrmina constructiv : l ≈( 0,5 1,5) d.

Fusurile lagarelor cu alunecare se supun suplimentar la urmatoarele calcule necesare :

Dimensionarea sau verificarea la tensiunea de contact ( σ_s).

Verificarea la incalzire .

Dimensionarea sau verificarea la presiunea de contact necesita analiza cuplului de materiale pentru cuzinetul lagarului si pentru fus. Astfel, poate fi apreciata corect respectarea conditiiei necesar a fi indeplinita:

σ_s ≤ σ_as .

Verificarea la incalzire va lua in considerare puterea pierduta prin frecare. Ca urmare, aceste calcule se aplica numai la lagarele de alunecare.

F. MASURI DE TEHNICA A SECURITATII MUNCII LA PRELUCRARI PRIN ASCHIERE

In conditiile prelucrarii pieselor prin aschiere pe masini-unelte , existenta pieselor si a organelor in miscare , a aschiilor, a conductoarelor elctrice sub tensiune , a lichidului de racire si de ungere poate pune in pericol integritatea corporala a muncitorului.

Pentru inlaturarea accidentelor , in timpul prelucrarii prin aschiere ,trebuie respectate cu strictete principalele masuri de tehnica a securitatii muncii si anume:

Sa se controleze starea masini inainte deinceperea lucrului, verificandu-se toate manetele de comanda si indeosebi daca ambreiajul miscarii principale si mecanismele de avans nu se pot autocupla, instalatia de ungere si racire;

Sa se controleze instalatia electrica a masini-unelte,indeosebi legtura cu pamantul a instalatiei electrice si integritatea izolatiei conductoarelor, buna functionare a sistemelor de blocare si siguranta electrica a masinilor etc. ;

Sa se controleze buna fixare a piesei , a sculelor si a dispozitivelor pe masina-unealta;

Sa se foloseasca dispozitive de siguranta si de ingradire a transmisiilor , a angrnajelor si a altor organe in miscare ;

In timpul lucrului sa se foloseasca dispozitive de protectie impotriva aschiilor: ecrane , ochelari;

Nu se admite franarea organelor in miscare cu mana ;

Nu se admite indepartarea aschiilor cu mana , ci cu un carlig special sau cu o perie;

Controlul starii sculei si controlul prelucrarii piesei nu se admite a fi facuta in timpul functionarii masinii ;

In cazul rectificarii se verifica integritatea dispozitivului de protectie corespunzator unghiului de contact dintre piatra si piesa care se prelucreaza , functionarea exhaustorului de absorbtie a prafului ce se produce in timpul lucrului si protectia contra granulelor care se desprind in timpul lucrului din masa pietrei abrazive a aschilor incandescente de metal din piesa ce se prelucreaza;

Hainele de protectie ( halatul sau salopeta) sa fie incheiate la toti nasturii , mansetele sa fie stranse cu elastic , iar capul trebuie neaparat acoperit ;

Locul de munca trebuie mentinut in curatenie si ordine .

In cazul orcarei accidentari , muncitorului trebuie sa i se acorde imediat primul ajutor.

BIBLIOGRAFIE

Drobota V., Atanasiu M., Stere N., Rezistenta materialelor si organe de masini-manual pentru licee industriale, agroindustriale si silvice, de matematica fizica de stiinte ale naturi si de filologie-istorie, clasa a X-a ,Editura didactica si pedagogica, Bucuresti, 1982.

Noia R., Tenescu L., Organe de masini si mecanisme-manual pentru clasa a Xl-a, Editura Sigma, Bucuresti, 2002.

Gheorghe H., Mihail T., Desen tehnic de specialitate- manual pentru licee industriale, clasele a IX-a si a X-a si scoli profesionale, anii I si II, Editura didactica si pedagogica, R.A. - Bucuresti, 1993.

Gheorghe I., Paraschiv I., Huzum N., Voicu M., Rantz G., Utilajul si tehnologia meseriei, mecanic, monitor intretinere si reparatii in constructii de masini-manual pentru clasele a XI-a si a XII-a si scoliile prfesionale, Editura didactica si pedagogica R.A. Bucuresti, 1995.

Zgura Ghe. , Ariesanu E. , Atanasiu N. , Peptea Ghe. ,,Utilajul si tehnologia lucrarilor mecanice"-manual pentru clasele a IX-a si a X-a Licee industriale , de mamtematica -fizica si de filologie-istorie, Editura didactica si pedagocica - Bucuresti ,1980.

4. ANEXE

Desen de executie al unui arbore:

Forma constructive si partile principale ale unei osii: