COLEGIUL TEHNIC DE COMUNICAŢII“NICOLAE VASILESCU-KARPEN”

BACĂU

ASAMBLĂRI MECANICE

Ing.DOINA NECHITOI

2009-2010

1

Cuprins

Prezentare generală………………………………………………...3A.Asamblări demontabile………………………………………….61.Asamblări filetate………………………………………………..6-Caracteristicile principalelor tipuri de filete………………………7-Forme şi cauze de deteriorare a filetelor…………………………..92.Asamblări cu pene………………………………………………103.Asamblări prin caneluri…………………………………………134.Asamblări elastice………………………………………………14B.Asamblări nedemontabile………………………………………151.Nituri şi nituiri…………………………………………………..15 -Condişiişe tehnice impuse îmbinărilor nituite…………………..18 -Controlul îmbinărilor nituite…………………………………….182.Asamblări prin sudare……………………………………………193.Asamblări prin lipire……………………………………………..204.Asamblări prin presare…………………………………………...21C.Teste de evaluare………………………………………………...20BIBLIOGRAFIE…………………………………………………...25

2

Prezentare generală

Asamblarea este operaţia de reunire, într-o succesiune bine

determinată, a elementelor constituente ale unui sistem tehnic, în scopul de a

îndeplini cerinţele tehnologice impuse.

Rezultatul fizic al operaţiei de îmbinare poarta numele de asamblare.

După modul în care se pot demonta cu sau fără deteriorarea a cel puţin

unuia dintre elementele componente, se pot defini următoarele grupe de

asamblări:

- prin nituire

- prin sudare A. Nedemontabile:

- prin lipire

- prin presare

Asamblări:

- prin filet

- cu pene B. Demontabile: - canelate

- cu elemente elastice

Asamblările nedemontabile se caracterizează prin faptul ca nu se pot

demonta fara deteriorarea cel puţin a unuia dintre elementele asamblării. La

3

asamblările prin presare, forţa de frecare ce apare între cele două suprafeţe

creează o presiune de contact. Când deformaţiile suprafeţelor in contact sunt

elastice, asamblarea este demontabila. Daca apar si deformaţii plastice,

asamblarea va intra in categoria asamblărilor nedemontabile.

A. ASAMBLĂRI DEMONTABILE Asamblarile demontabile pot fi: filetate, prin stiftuiri sau bolturi, prin pene longitudinale, prin caneluri pe contur poligonal profilate, prin strangerea propie, cu bratara elastica, cu clema, prin srangere pe con, cu inele tronconice etc.

1. Asamblări cu filetAsamblările prin filet reprezintă cele mai răspândite îmbinări

demontabile, datorita numeroaselor avantaje pe care le prezintă: montare si demontare uşoara; posibilitatea transmiterii unor eforturi mari; siguranţa in funcţionare; posibilitatea realizării filetului pe organe de asamblare separate (şuruburi, prezoane, piuliţe), dar si pe piesele care se asamblează.

Organele de maşini compuse, subansamblele si ansamblele, realizate cu ajutorul organelor de asamblare demontabile, pot fi montate si demontate ulterior, fara distrugerea organelor de asamblare si a pieselor asamblate, ori de cate ori este necesar. Deşi, in general, sunt mai scumpe decât asamblările nedemontabile, de multe ori, datorita condiţiilor impuse de realizarea pieselor, ansamblelor si subansamblelor de montare, de întreţinere, de deservire etc., sunt utilizate asamblările demontabile.

Materiale folosite: oteluri aliate, oteluri carbon de calitate inferioara:

OL37, OL42, OL52, OLC 15, OLC 20, AUT 30, AUT 40, alame, cupru, mase plastice, aliaje neferoase.

Fig .1 Asamblare filetată

4

Elemente componente: 1. şurub 2. piuliţă 3. şaibă

Fig.2 Elemente componente Pentru obţinerea unei îmbinări corecte piesele şi organele de asamblare, vor fi supuse unui control amănunţit privind

-Execuţia corectă a filetelor-Lipsa defectelor care pot împiedica montajul sau pot provoca ruperea organelor de asamblare-Execuţia corectă a găurilor de trecere-Curăţirea desăvârşită a tuturor elementelor care participă la realizarea îmbinării

Operaţii de asamblare:-Centrarea pieselor asamblate-Introducerea şuruburilor-Fixarea capului şurubului pentru a nu se roti-Montarea piuliţelor

Caracterizarea principalelor tipuri de fileteFiletele triunghiulare

Filetele triunghiulare sunt folosite ca filete de fixare deoarece asigura o buna autofixare. Profilul filetului este un triunghi echilateral pentru filetele metrice si un triunghi isoscel. pentru filetul Whitworth, masurat in ţoli. Filetele metrice se pot executa cu pas normal sau cu pas fin.

Forma fundului filetului şurubului poate fi dreapta sau rotunjita, rotunjire ce micsoreaza concentratorul de tensiuni, mai ales in cazul actionarii unor sarcini dinamice. Filetul in toli pentru tevi care se executa cu pas fin, cu fundul si varful filetului rotunjite, fara joc la fundul filetului, este folosit pentru fixare si etansare, se noteaza prin G diametrul interior al tevii,

5

in toli de exemplu pentru o teava cu diametrul interior de ½” notatia va fi G ½”.

Filetul patrat

Filetul patrat se utilizeaza ca filet de miscare, profilul filetului find un patrat cu latura egala cu jumatate din pasul filetului. Desi are cel mai ridicat randament se utilizeaza numai transmiterea unor sarcini mici deoarece spira are rigiditate si rezistente reduse. Un alt dezavantaj al filetului patrat il constituie centrarea nu prea buna a piulitei fata de surub. Se exécuta numai prin strunjire, cu productivitatea relativ scazuta. Poate avea pas mare, normal sau fin.

Filetul trapeizoidal

Filetul trapezoidal se utilizeaza ca filet de miscare, profilul filetului fiind un trapez, obtinut prin tesirea unui triunghi isoscel cu un unghi de 30º. El are randamentul mai redus decat filetul patrat si se utilizeaza pentru transmiterea unor sarcini mari, spira filetului find mai rigida si mai rezistenta decat a filetului patrat. Asigura o centrare buna intre piulita si surub, motiv pentru care acest profil este cel mai frecvent utilizat la transmisile surub-piulita. Se executa cu pas mare, normal sau fin, putând fi prelucrat prin frezare cu productivitate mare.

Filetul rotund

Filetul rotund are profilul din drepte racordate cu arce de cerc, fiind obtint din profilul trapeizoidal de 30º, prin rotunjirea vârfului si fundului filetului. Acest profil asigura filetului o rezistenta sporita la oboseala, fiind utilizat datorita acestui avantaj ca filet de miscare, in cazul unor sarcini dinamice, in conditii grele de exploatare, fiind utilizat la cuplele vagoanelor de calatori si de marfa, fiind nevoie de rezistenta mare la tractiune.

6

Forme si cauze de deteriorare a elementelor filetate surub-piulita

Cercetarile experimentale si analiza asamblarilor filetate distruse au condus la concluzia ca formele de deteriorare a organelor de asamblare filetate sunt ruperea tijei surubului si distrugerea filetului piulitei sau surubului.

Cauza principala care conduce la ruperi este oboseala materialului datorata actiunii unor sarcini variabile si favorizata de rezistenta unor puternici concentratori de tensiuni. In cazul unor sarcini statice, ruperile apar mai ales ca urmare a prelucrarii mecanice necorespunzatoare a pieselor filetate sau a montarii si explotarii incorecte a acestora. Considerand ca tensiune de baza tensiunea din tija nefiletata a surubului, in sectiunile cu concentratori de tensiuni apar valori de tensiuni mai mari de cinci ori decat tensiunea de baza, cea mai mare tensiune si, ca urmare cea mai mare parte a ruperilor apare in zona primei spire a surubului in contact cu piulita.

Concentrarea tensiunilor in aceasta zona se explica prin distributia neuniforma a sarcinii intre spirele in contact ale surubului si piulitei, prima spira preluand peste 1/3 din sarcina iar a zecea spira mai putin de 1/100 din aceasta sarcina. In plus tensiunile care apar in tija surubului au valori maxime in zona de la fundul filetului, acestea provocand si ruperile spirelor filetului. Celelalte zone cu frecventa a ruperilor mari este zona de trecere de la tija la capul surubului, concentratorul de tensiuni din aceasta zona fiind tocmai diferenta de dimensiuni si raza de racordare cu care se realizeaza trecerea. Organele de asamblare filetate se pot deteriora si datorita unor sarcini suplimentare cauzate de impreciziile de executie si de montaj.

Transmisiile şurub-piuliţa ies din funcţiune, in primul rând, datorita uzării flancurilor spirelor filetului.

Pentru a preintampina deteriorarea organelor de asamblare filetate si transmisilor surub-piulita, trebuie sa se calculeze, conform regimului de solicitare, atat tija surubului cat si spirele filetului. In plus trebuie luate masuri tehnologice si costructive pentru diminuarea concentratorilor de tensiuni.

7

2.Asamblări cu pene

a) De fixare (cu prestrângere) –fig.3

Pene înclinate cu nas

Pene fără nas (a)

Pene plate (b)

Pene concave (c)

Pene tangenţiale (d)

b) De ghidare (fara prestrangere) –fig.4

Pene paralele: - Obijnuite

8

Fig.3

Fig.4

- Drepte

Penele paralele au fetele opuse paralele. Efortul se transmite numai pe fetele

laterale fara efect de împănare.

Uneori se fixează pe arbore cu ajutorul şuruburilor. Se calculează la

fel ca penele înclinate când transmit efortul numai pe fetele laterale.

Când este necesara o mai mare capacitate de transmitere se folosesc

doua sau trei pene, montate pe arbore in acelaşi plan si decalate cu 120

grade.

Lungimea aproximativa a penei este de (1,1….1,3)d.

c. Asamblări prin pene longitudinale

Pene longitudinale cu strângere se clasifică în:

înalte, denumite şi înclinate (figura 6a);

plate (figura 6b);

concave (figura 6c);

9

Fig.5

tangenţiale (figura 6d).

Fig.6d.Penele transversale se montează cu axa lor perpendicular pe cea

a pieselor asamblate. Ele pot avea secţiune dreptunghiulara – cu una

sau ambele fete înclinate – sau pot avea muchiile rotunjite. În fig. 7

sunt arătate câteva tipuri de pene transversale. Se pot utiliza atât la

asamblare, exemplu: tija pistonului in capul de cruce la

compresoare; la tiranţi, cat si pentru reglajul jocului intre piesele

supuse uzurii, exemplu: jocul dintre fus si cuzinet.

10

Fig.7

3.Asamblări prin caneluri

Asamblările prin caneluri -caz particular al asamblărilor cu pene

logitudinale, diferenţa fiind ca in acest caz penele sunt fixe, monobloc

formând corp comun cu angrenajul cu caneluri.

Comparativ cu asamblările prin pene au următoarele avantaje:

capacitatea de încărcare mai mare la aceleaşi dimensiuni de gabarit;

rezistenta la oboseala mai mare; centrare si ghidare precisa a pieselor

asamblate;

evitarea ovalizării butucului.

Dintre dezavantajele acestor asamblări se menţionează tehnologia de

execuţie mai pretenţioasa si preţul de cost mai ridicat decât al asamblărilor

prin pene paralele. Sunt folosite la cutiile de viteze ale autovehiculelor si

maşinilor-unelte, la cuplaje etc.

Asamblările prin caneluri pot fi fixe sau mobile, caracterul fix sau

mobil reflectându-se asupra formei si dimensiunilor profilului si asupra

modului de centrare. Asamblările mobile se folosesc la cutiile de viteze –

roti baladoare –. Profilul asamblărilor prin caneluri poate fi:

11

dreptunghiular (fig 8),

triunghiular (fig.9),

in evolventa (fig 10).

4.Asamblări elastice

12

Reprezinta imbinarea demontabila a doua sau mai multe piese utilizand ca organe de masini elemente elastice de tip arcuri (amortizoare).

Materiale: OLC55A, OLC60A, OLC65A, OLC75A, OLC 80A, materiale neferoase si oteluri aliate.

Avantaje:- aceste materiale utilizate la confectionare arcurilor sunt rezistente

la coroziune;- rezistenta la socuri si vibratii;- se utilizeaza cu bune rezultate la suspensiile masinilor; arcurilor,

franelor sau ambreajelor.

Dezavantaje:dupa ruperea lor acestea trebuie inlocuite.

Se calculează caracteristica arcului K

FK = ---- F - încărcarea arcului f f - deformaţia elastică corespunzătoare încărcării

Fig.11 Arc cu foi

13

B.ASAMBLĂRI NEDEMONTABILEAsamblarea nedemontabilă presupune utilizarea unor elemente sau substanţe intermediare de legătură cum sunt: niturile,cordoanele de sudura, lipiturile metalice sau nemetalice,etc.

1.Nituiri si nituri

Nituirea este imbinarea a doua sau mai multe piese,ce se realizeaza prin folosirea organelor de asamblar e numite nituri.Asamblarile nituite se executa manual sau mecanic.Nituirea propriu-zisa se executa dupa operatiile de curatire,indreptare si gaurire a pieselor.Utilajele pentru nituire se compun din:-instalatii pentru incalzirea niturilor: forje,cuptoare,aparate electrictrice pentru incalzire;-dispozitive de formare a capului: capuitoare si contracapuitoare cu anexe(suporti de sustinere a contracapuitoarelor);-dispozitive de lovire si presare: ciocanul de mana(barosul), ciocane pneumatice, prese.Operatia de nituire se realizeaza prin suprapunerea tablelor cu unul,doua sau trei randuri de nituri,cap la cap sau cu eclise. Niturile sint organe de masini care servesc la imbinarea diferitelor subansambluri. Niturile se confectioneaza din otel carbon obisnuit OL 34, sau OL 37 , alama , cupru si aluminiu.Elementele unui nit sunt:-tija nitului de forma cilindrica sau tubulara, capul initial la una din extremitatile tijei si capul de inchidere, care se formeaza la nituire. Dimensiunile principale ale niturilor sunt:-diametrul tijei d , lungimea tijei l , diametrul capului initial D si inaltimea capului h. Clasificarea niturilor se face dupa urmatoarele criterii:-dupa pozitia capului,in raport cu elementele asamblate,niturile pot fi: cu cap obisnuit,cu cap semiinecat si cu cap inecat;-dupa forma capului,niturile sunt: cu cap semirotund,cu cap cilindric,cu cap troncoic;-dupa forma tijei niturile pot fi: cu tija plina,cu tija semitubulara si cu tija tubulara,-nituri speciale,socotite cele care pentru nituire nu au nevoie de contracapuitor;acestea sunt: nituri explozibile,care au tija semitubulara incarcata cu material exploziv si nituri cu tija dubla.

14

Fig.12Elementele si dimensiunile nitului

1 - tija 2- capul initial 3 - capul de inchidere d - diametrul tijeil - lungimea tijeiD- diametrul capuluih - inaltimea capului

15

Conditii tehnice impuse asamblarilor nituite

Obtinerea unei bune calitati a asamblarilor nituite este conditionata de urmatorii factori: -presiunea executata asupra nituli si a tablelor ce se imbina trebuie sa fie suficienta pentru a impiedica deplasarea dintre piese si a evita forfecarea; -temperatura de incalzire a nitului trebuie sa fie intre limitele prescrise,iar niturile sa nu stea timp indelungat la aceste temperature,pentru ca materialul sa nu-si schimbe proprietatile tehnologice; -niturile sa fie astfel alese incat sa existe un raport intre diametrul si tija nitului suficient pentru formarea capului de inchidere; -piesele care se imbina sa aiba suprafetele bine curatite si indreptate; -niturile sa se distribuie astfel incat sa se realizeze o buna rezistenta si etanseitate a imbinarii. Asamblarile nituite se considera de buna calitate daca se indeplinesc urmatoarele conditii: -gaura este umpluta complet de corpul nitului; -nitul asigura o strangere corespunzatoare a pieselor imbinate; -capul nitului asigura aderenta pe toate suprafata lui cu piesele pe care le imbina si nu prezinta fisuri,frecaturi sau rupturi.

Controlul imbinarilor nituite

Cusatura nituita este considerata bine executata daca niturile sint corect asezate si daca nu exista stirbituri sau crestaturi pe suprafetele pieselor de

16

nituit si pe capetele niturilor.Rezistenta cusaturii nituite se verifica prin lovirea cu ciocanul,aprecierea facandu-se dupa sunet sau dupa vibratia niturilor.Demontarea imbinarilor nituite se realizeaza prin taierea niturilor cu dalta ,taiere cu flacara axiacetilenica sau prin gaurirea niturilor.

2.Asamblarea prin sudare

Sudarea – procedeu tehnologic de asamblare nedemontabilă a două sau mai multe piese, cu aceeaşi compoziţie sau compoziţii apropiate realizată prin topire sau presare.Materialul suplimentar introdus în zona de îmbinare se numeşte material de adaos sau metal de adaos.Cordonul de sudură – se numeşte zona îmbinării sudate în care au acţionat forţele de legătură dintre atomii marginali.Scule, dispozitive şi materiale folosite

Sursa de curent : sursă de curent continuu - generatoare de curent continuu

Sursă de curent alternativ - transformatoarele de curent mono şi trifazate Cabluri pentru sudare, portelectrod, clema de contact, ciocan special pentru spargerea crustei de zgură ce se formează în timpul sudării, perie de sârmă pentru curăţirea marginilor tablelor de îmbinat şi a cusăturii.Elemente de bază – electrozii – vergele metalice acoperite cu un înveliş fuzibil, ce are rolul de a amorsa arcul electric, de a asigura arderea stabilă a acestuia şi de a proteja baia de sudare împotriva oxidării.Alegerea electrozilor are o importanţă deosebită în realizarea unei cusături de calitate.Învelişul electrodului poate fi: acid (A), bazic (B), celulozic (C), oxidant (O), rutilic (R), titanic (T).

Tehnologia sudării cu arc electric

Se parcurg următoarele etape:Alegerea sursei de curent şi tipul electrozilor - funcţie de materialul şi

dimensiunile pieselor de asamblat

17

Pregătirea pieselor – curăţirea de oxizi şi grăsimi, trasarea, debitarea, prelucrarea marginilor pieselor, aşezarea în poziţia în care se vor suda ,verificarea dimensională a rostului, a poziţiei pieselor şi a gradului de curăţire

Sudarea propriu- zisăSudarea tablelor în poziţie orizontală - electrodul trebuie să fie în

permanenţă inclinat la un unghi de 15- 450 faţă de poziţia verticală. În timpul sudării electrodul pendulează transversal pentru obţinerea lăţimii cusăturii.

Sudarea tablelor groase – se face în mai multe straturi subţiri ca să nu apară tensiuni termice

Controlul îmbinărilor - verificarea rosturilor înainte de sudare- detectarea defectelor din zonele greu accesibile se realizează cu aparate speciale: endoscopul

3.Asamblari prin lipire

Asamblarea prin lipire este operaţia de îmbinare a doua sau mai multe piese confecţionate din acelaşi metal sau din materiale diferite cu ajutorul unui “material de aport” de temperatura mai joasa decât a materialului pieselor de îmbinat.

Clasificarea lipiturilor metalice, in funcţie de rezistenta mecanica si temperatura de topire a aliajului de lipit cuprinde următoarele grupe: lipituri moi si lipituri tari.

Avantaje:- se elimina apariţia tensiunilor remanente;- nu necesita calificare superioara;- este o operaţie care se realizează cu consum redus de

manopera si energie, cat si cu utilaje simple.

Dezavantaje:- sunt mai puţin rezistente decât sudurile, atât mecanic cat si

termic;- rezistenta mecanica este puternic afectata de temperatura;- au sensibilitate la şocuri, imbatranire in timp, desprindere.

18

4. Asambalrea prin presare

Asamblarea prin presare este operaţia prin care doua piese, una de tip arbore, iar cealaltă de tip alezaj, sunt aduse in stare fizica in care intre ele sa apăra forte de strângere care sa duca la blocarea lor.După direcţia forţei exteriore ce se aplica pentru realizarea îmbinării, se disting asamblări prin presare longitudinala si prin presare transversala.

19

TEST DE EVALUARE NR.1

I. Completaţi spaţiile libere cu termenii potriviţi1. Fişele tehnologice conţin ………………………. procesului

tehnologic de asamblare şi datele principale pentru efectuarea ………………………………..

2. Prin metoda interschimbabilităţii totale nu este necesară ………………………………… sau …………………………… prealabilă a pieselor

II. Puneţi litera A dacă consideraţi că afirmaţia este adevărată şi F dacă consideraţi că nu este adevărată.

1. Materialul suplimentar introdus în zona îmbinării sudate se numeşte material de adaos

2. La sudarea tablelor în poziţie orizontală electrodul trebuie ţinut perpendicular pe piese

3. Lipirea se realizează fără material de adaos

4. Penele longitudinale au axa longitudinală paralelă cu axa comună a pieselor ce se asamblează

5. Pentru asamblarea angrenajelor nu este nevoie de operaţii de verificare

III. Priviţi cu atenţie sculele din figură şi scrieţi în dreptul fiecărei grupe pentru ce fel de asamblare le folosim

TEST NR 2

20

1. Dispozitivul din imagine este utilizat pentru realizarea unei îmbinări nedemontabile. Despre ce îmbinare este vorba?

2.Care sunt etapele ce se parcurg pentru realizarea îmbinării folosind acest dispozitiv?

a.__________________________b.__________________________c.__________________________

TEST NR 3

I Completaţi căsuţele de mai jos

21

12

II Priviţi desenele de mai jos şi completaţi tabelul

1.

2

3

22

METODE DE ASAMBLARE

3

4 5

5 4

NR.CRT.

DENUMIREA ASAMBLĂRII

TEST NR.4

Pentru asamblarea din figură completaţi următorul tabel, precizând operaţiile necesare realizării. Operaţiile se trec în ordine succesivă

23

NR. CRT.

OPERAŢIA S.D.V.-uri FOLOSITE

BIBLIOGRAFIE

1.Asamblari mecanice manual pentru clasa a XI a si a XII ruta progresiva, Autori: Mihaela Gabriela Ionescu, Ana Olivia, Gabriela Alice Enache, Sorina Antosica, Maria Manole

2. Organe de masini si organe de asamblare,editura Mirton,Timisoara 2001Autori: Mikos.I.

3.Organe de masini si transmisii mecanice,editura Mirton,Timisoara 2005

24

Autori: Mikos .I.

4.Organe de masini si mecanisme,Craiova 1993Autori: Drobota .V.

25