PETROM EPS Mentenanta

“ TEACHER ”

PROGRAM DE

PERFECTIONARE PROFESIONALA

Tema 6: Organe de Masini I. Introducere. Principii generale

2009

2

ORGANE DE

MASINI

I. Introducere. Principii generale.

Material pentru perfectionarea personalului Compilat si redactat: Ing. Paul Popescu Coordonator Operatiuni

3

CUPRINS 1. Introducere. Principii generale. 1.1 Obiectul cursului de „Organe de masini” 1.2 Standardizarea si interschimbabilitatea 1.3 Materiale utilizate în constructia organelor de masini 1.4 Precizia organelor de masini

4

1. Introducere. Principii generale. 1.1 Obiectul cursului de „Organe de masini”

Definirea unor notiuni: Productia industrială are rolul de a extrage şi transforma materiile prime din

natură, aflate deasupra sau în scoarţa pământului, în maşini, aparate şi bunuri de consum. Tehnica, asigură producţia atât sub aspectul cantitativ cât şi calitativ şi economic. Orice instalaţie mecanică modernă constă din mecanisme, dispozitive, masini, sau agregate, realizate, la randul lor, din componente, numite organe de masini.

• Mecanismul este o reuniune de corpuri create artificial, care posedă mişcări determinate, faţă de un element fix(batiul maşinii), având ca scop transmiterea sau transformarea mişcărilor. Mecanismele se caracterizează prin continuitatea şi periodicitatea mişcării.

• Dispozitivul este constituit dintr-un grup restrâns de corpuri materiale cu un scop util pentru îndeplinirea unei funcţiuni bine determinate la instalaţii şi aparate. Spre deosebire de mecanisme, dispozitivele nu au o mişcare continuă şi periodică.

• Masina: mecanism(complex de mecanisme), utilizat pentru transformarea unei forme de energie in alta, in scopul efectuarii de activitati utile omului (de forta, motoare, de lucru, de transport, frigorifice, de incercare, de uz casnic, agricole etc).

• Masina de forta: transforma energia mecanica in alte forme de energie (electrica, hidraulica, pneumatica etc) pentru a fi mai usor distribuita la mai multi consumatori (turbogeneratoare, pompe, compresoare etc).

• Masina motoare: transforma o forma de energie furnizata de o sursa (motoare electrice, termice, hidraulice etc) in lucru mecanic necesar pentru actionarea altor masini (de lucru, de transport etc).

• Masina de lucru: actionata de o masina motoare si efectueaza activitati necesare omului (masini unelte, prese mecanice, masini pentru prelucarea lemnului, transportoare, concasoare, foreze, masini miniere etc).

• Agregatele sunt complexe (reuniuni) de maşini, mecanisme şi dispozitive, constituind un grup funcţional independent - în special motorul cu maşina de lucru, pentru realizarea unei anumite lucrări sau operatiuni tehnice, de ex.: agregat de sudare, combină de cereale, maşină de prelucrat deşeuri, unitate de pompare, etc. O maşină poate fi descompusă în grupe mari de mecanisme şi de piese cu

un rol funcţional bine determinat în complexul ei, denumite ansamble. Ansamblele sunt divizate în subansamble, constituite din câte un mecanism sau din căte o grupă de piese cu rol funcţional mai limitat.

Fabricarea masinilor este realizata de catre industria constructoare de masini Tendinte noi in dezvoltarea constructiilor de masini : • constructia unor masini cât mai bine adaptate scopului (specializate)

5

• efectuarea unor calcule pe modele cât mai apropiate de cele reale • marirea vitezelor, presiunilor, a puterilor instalate • utilizarea de materiale cu proprietati mecanice superioare • marirea numarului de repere componente (masini mai complexe) • cresterea preciziei dimensionale, a productivitatii, a randamentului si

fiabilitatii • micsorarea jocurilor dintre elementele in miscare • diminuarea dimensiunilor si greutatilor, a costurilor de fabricatie si

exploatare • utilizarea de forme constructive noi si alegerea rationala a materialelor • asigurarea interschimbabilitatii totale (partiale) a pieselor • asigurarea protectiei muncii, a ergonomicitatii, a esteticii produsului • deservire simpla, intretinere usoara • respectarea cerintelor legate de protectia mediului si de poluare etc Masina: O suma de piese (repere) sau subansamble componente, cea mai

mare parte a acestora fiind denumite organe de masini (OM). OM: (parti componente ale masinilor) care au aceasi forma sau o forma

asemanatoare, cu aceasi functie sau cu o functie asemanatoare, intra în compunerea mai multor tipuri de masini, putând fi calculate si proiectate separat. Un organ de maşină poate fi simplu, adică format dintr-o singură piesa (şurub, pană, roată dinţată etc.) sau compus(lagăr cu alunecare, rulment, cuplaj, lanţ etc.).

Studiul organelor de masini se ocupa cu cercetarea organelor generale sau obisnuite, intalnite frecvent in constructia de masini. Acest studiu va cuprinde cercetarea formelor si dimensiunilor celor mai uzuale, de unde va rezulta clasificarea si tipizarea lor. Studiul fiecarui organ de masina va trebui sa cuprinda definirea si rolul lui functional, clasificarea si tipurile constructive, domeniul de utilizare si indicatii cu privare la tehnologia de executie.

Clasificarea organelor de masini Organele generale de masini trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: - sa corespunda rolului functional pe care il au de indeplinit si scopului

pentru care au fost costruite ; - sa reziste solicitarilor la care sunt supuse, spre a prezenta siguranta in

exploatare; - sa reziste la uzura, asigurand o durata mare de functionare; - sa aiba forme constructive simple, spre a fi usor executate; - sa foloseasca materiale curente, usor de prelucrat ; - sa aiba un pret de cost redus; Pentru sistematizarea studiului, organelor de masini, acestea se clasifica dupa

anumite criterii:

6

a. Dupa rolul functional, organele de masini se clasifica in: - organe ale asamblarilor demontabile; - organe ale asamblarilor nedemontabile; - organe ale asamblarilor elastice; - organe ale miscarii de rotatie; - organe ale transmisiilor mecanice; - organe ale mecanismelor de trasformare a miscarii; - organe pentru retinerei si transportul fluidelor; - dispozitive de ungere;

b. Dupa domeniul de utilizare, organele de masini se impart in: - organe generale; - organe speciale;

Organele generale de masini, de exemplu: niturile, suruburile, penale, arcurile, arborei, lagarele, rulmentii, cuplajele, etc., sunt acelea care, prin forma si rolul lor functional, au o larga utilizare in constructia de masini.

Organele speciale de masini, de exemplu carburatorul, balansierul unitatii de pompare, carligul de foraj, etc., sunt acelea care, prin forma si rolul lor functional deosebit, pot fi folosite numai in constructia anumitor masini. c. Dupa componenta constructiva, organele de masini pot fi:

- organe simple; - organe compuse;

Organele simple sunt acelea care nu mai pot fi descompuse in alte piese, cum sunt: niturile, suruburile, arcurile, rotile, etc. Organe compuse sunt alcatuite din mai multe organe simple, constituind impreuna o unitate constructiva si functionala ca: lagarele, cuplajele, bielele, robinetele, etc.

In acest material se vor studia diferite organe de masini generale, simple si compuse, in ordinea data de clasificarea dupa rolul lor functional.

1.2. Standardizarea si interschimbabilitatea Standardele sunt norme obligatorii ce cuprind prescriptii unitare dupa

care se desfasoara activitatea economica. In cadrul activitatilor ingineresti, standardele realizeaza unificarea si tipizarea produselor atat din punct de vedere dimensional cat si al conditiilor de calitate.

Datorita marei lor diversitati, OM sunt: • OM standardizate (OM care se adopta); • OM nestandardizate (OM ce se calculeaza si se proiecteaza). Standardele romanesti sunt STAS (SR), iar standardele straine: ISO, DIN,

ASTM, ASM, GOST. Un standard de organe de masini contine, in general, urmatoarele informatii:

- generalitati, in care se da definitia organului de masina, se indica domeniul de aplicare, tipurile constructive, notarea si intrebuintarea;

- forme, dimensiuni, greutati, in care se dau caracteristicile tehnice de forma, dimensioni, tollerante, materialul folosit, executia, etc.;

7

- conditii de receptie generale sau speciale, in care se arata cum se procedeaza la receptie, cum se verifica calitatea executiei;

- ambalare, marcare si documente, in care se arata forma de librare, marcarea ambalajelor, buletinul de calitate care insoteste produsul, marca uzinei producatoare, etc.

Prin interschimbabilitate se intelege proprietatea pieselor de a putea fi inlocuite cu piese de acelasi fel, chiar de proveniente diferite, fara sa fie nevose de o prelucrare in plus pentru inlocuire, mentinandu-se conditile tehnice de functionare a subansamblului din care acestea fac parte.

1.3. Materiale utilizate în constructia organelor de masini

In constructia OM de uz general sunt utilizate: Fontele (in stare turnata, prelucrate prin aschiere) au costuri mai mici decât

otelurile: • fontele cenusii, simbol: Fc100, Fc 150, Fc 200, Fc 250, Fc 300 • fontele cu grafit nodular, simbol: Fgn B800, Fgn B900, Fgn B1000, Fgn B1100 • fontele maleabile, albe (Fma 350), negre (Fmn 300) si perlitice (Fmp

450) • fontele refractare, austenitice, antifrictiune Otelurile (turnate, deformate plastic, sudate, prelucrate prin aschiere) : • otelurile carbon de uz general (în stare normalizata, laminate-OL):

pentru constructii mecanice: OL50, OL60, OL70, pentru constructii sudate de uz general, la care producatorul garanteaza sudabilitatea (%C <=0,25) si clasa de calitate (CC): OL32.1, OL34.1, OL37.1, (CC: 1, 2, 3), OL44.2 (CC: 2, 3, 4), OL52.2 (CC: 2, 3, 4)

• otelurile carbon de calitate, (in stare laminata-OLC): tratamente termochimice: OLC10, OLC15, OLC20, OLC25, si tratamente termice imbunatatire(= C + R): OLC35, OLC45, OLC50, OLC55, OLC60

• oteluri carbon turnate in piese: gr.1: OT500.1, OT550.1, gr.2 si gr.3 • oteluri pentru tevi fara sudura : OLT35, OLT45, OLT65 • otelurile slab aliate cu 1 element aliere (Cr sau Mn), cu 2 elemente de aliere si cu 3 EA (Cr, Mn pentru cresterea rezistentei la rudere, pentru cresterea calibilitatii: Ni, Si si prevenirea fragilitatii la revenire: Mo); toate utilizate in CM fiind destinate tratamentelor termice de imbunatatire(C + R), tratamentelor termochimice(cementare, carbonitrurare, nitrurare). • oteluri pentru arcuri: carbon (OLC70A) si slab aliate (56Si17A) • oteluri pentru scule: carbon (OSC8) si aliate (C>=1 %) cu Cr, W, Mn rezistente la uzare (la rece si la cald), la socuri (Rp1, Rp2) • oteluri pentru rulmenti: RUL 1, RUL 2 • otelurile austenitice manganoase (turnate în piese) cu rezistenta deosebita la uzare; • otelurile inoxidabile turnate în piese

8

• otelurile refractare ti anticorozive turnate în piese Materialele metalice neferoase: folosite pentru calitati cum sunt

conductivitate termica si electrica, comportare la uzare, rezistenta la coroziune: bronzuri (Cu-Sn), alame (Cu-Zn) sau cu Al, Pb si Sn) si cost.

Metalurgia pulberilor : o mare gama de produse obtinute din pulberi metalice sau nemetalice.

Materiale ceramice, materiale sticloase, materiale fibroase, cauciucul, materiale plastice.

1.4. Precizia organelor de masini

Precizia dimensionala. Abatere efectiva: A = dimensiunea efectiva E (masurarea piesei) - dimensiunea nominala N (înscrisa pe desen). Ai (abat infer.)< A < As (abat. super) (Ai , As) = f( precizia aleasa); t = As - Ai = marimea campului de toleranta (cresterea tolerantei inseamna scaderea preciziei)

Alezaj: dimensiunea interioara(diametrul unui alezaj sau o lungime a unui canal) Arbore: dimensiunea exterioara(diametru sau lungime) Ajustajul: asamblarea dintre alezaj si arbore (cu joc, intermediar, cu strângere). Sistemul de ajustaje alezaj unitar (H) (fig. 1.1) talez = const. Ai = 0; As > 0. Tipul ajustajului se modifica o data cu pozitia câmpului de toleranta al arborelui. Sistemul de ajustaje arbore unitar (h) (fig. 1.1) tarb = const. Ai < 0; As = 0. Tipul ajustajului se modifica odata cu pozitia câmpului de toleranta al alezajului. Ajustajele recomandate si preferentiale (sirul 1 de preferentialitate) sunt prezentate in STAS. Trepte de toleranta: STAS (în conf. ISO) 20 trepte de tolerante (01, 0, 1, 2,…18) - OM de uz general (care formeaza ajustaje), cu t.t. 5, 6, 7, 8, 9, (10, 11, 12); - suprafetele libere (care nu formeaza ajustaje), cu t.t. 13, 14 … 18.

Simbolizarea pozitiilor câmpurilor de toleranta (claselor de toleranta): alezaje (majuscule), arbori(cu litere mici) + o cifra care indica treapta de toleranta.

Asamblarile tolerate: valoarea nominala + fractie cu: numarator simbolul câmpului de tolerant(clasei de toleranta) al alezajului iar la numitor simbolul câmpului de tolerant(clasei de toleranta) al arborelui.

Ex: D35H7 / k6 , N = 35 mm, alezajul: H7 (As = +0,025, Ai = 0), arborele: k6 (As = +0,018, Ai = +0,002 t ajustaj intermediar, folosit pentru montare rulmenti pe arbore.

9

Fig. 1.1 Sistemul alezaj unitar

Inscrierea pe desene a ajustajului si a câmpului de toleranta (clasei de

toleranta)al arborelui si alezajului in sistemul alezaj unitar este prezentata in fig.1.2. Fig. 1.2 Inscrierea pe desen a ajustajului si a clasei de toleranta al arborelui si alezajului in sistemul alezaj unitar

10

Precizia de forma si pozitie. Abaterile de forma si pozitie: impreciziile de prelucrare, cauzate de vibratiile MU, de urmele sculelor de prelucrat (rugozitatea), sunt, de asemenea, prezentate in STAS

Tolerantele de forma: rectilinitate, planitate, circularitate, cilindricitate, la forma data a profilului sau a suprafetei. Inscrierea pe desene a tolerantelor de forma: STAS , doua casute (tab. 1.1):

• simbolul tolerantei; • valoarea tolerantei,[mm].

Tolerantele de pozitie: paralelism, perpendicularitate, înclinare, bataia radiala si frontala, coaxialitate si concentricitate, simetrie, intersectare si pozitia nominala.

Tabelul 1.1

Tolerante de forma, simbolizarea si indicarea lor pe desene Inscrierea pe desene a tolerantelor de pozitie: doua casute (tab. 1.2):

• simbolul tolerantei; • valoarea tolerantei, [mm]; • litera de identitate a bazei de referinta. Rugozitatea Rz (adâncimea medie a neregularitatilor) Inscrierea pe desene a rugozitatii Ra : starea finita a suprafetei, inclusiv

tratamentul termic, sau acoperirile electro sau termo-chimice (fig. 1.3). In tab. 1.4 sunt indicate cateva recomandari pentru alegerea rugozitatii Ra, in functie de destinatia suptafetei si de procedeul de prelucrare.

11

Tabelul 1.2

Tolerante de pozitie, simbolizare si indicarea lor pe desene

Rugozitatea Rz(adâncimea medie a neregularitttilor)

Inscrierea pe desene a rugozitatea Ra : starea finitt a suprafetei, inclusiv TT, sau acoperirile electro sau termo-chimice (fig. 1.3). In tab. 1.4 sunt indicate cateva recom. pentru alegerea rugozitatii Ra in functie de destinatia suptafetei si de procedeul de prelucrare. 7 Fig. 1.3 Inscrierea pe desen a rugozitatii si abaterilor de forma Tabelul 1.4 Fig. 1.3 Inscrierea pe desen a rugozitatii si abaterilor de forma

12

Tabelul 1.4

Rugozitati obtinute prin diferite procedee de prelucrare

?? Intrebări recapitulative 1.Identificaţi notaţiile următoarelor materiale : a) OT 400 , OT 600 (!STAS 600); T 20 Mn 14 , T 40 Ti Ni 17 (!STAS 1773); OL 37, OL 60 (!STAS 500/2); OLC 10 , OLC 45 (!STAS 880); 40 Cr 10, 21 Mo Mn Cr 12 (!STAS 791) ; b) Fc 200 , Fc 350 (!STAS 568 ); Fgn 42 - 12 ; Fgn - 70 -2 (!STAS 6071) c) Cu Zn 10 Pb , Cu Zn 40 Mn 3 Fe (!STAS 199/2); Cu Sn 12 , Cu Al 9 Fe 3 (!STAS 201/2); Y-Sn 89 (!STAS 202) 2. Determinaţi jocurile (strângerile) maxime şi minime pentru următoarele ajustaje: Φ30 H7/ f7 , Φ45 H8/d9 , Φ65 J7/h6 , Φ65 R7/h6. 3.Ce semnificaţii au următoarele notaţii