Capitolul 1Necesitatea realizarii piesei (produsului)-tema de necessitate-rolul functional

Camasa cilindru

Un piston este un organ de mașină, care are o mișcare rectilinie alternativă într-un cilindru și care servește la închiderea unui spațiu de volum variabil al cilindrului, umplut cu aer, amestec carburant sau cu un fluid sub presiune.  Pistonul e folosit pentru transformarea energiei interne în lucru mecanic la mașinile motoare, sau invers, la mașinile generatoare. În primul caz pistonul este acționat de energia internă, iar în al doilea el acționează asupra aerului sau fluidului (compresor, motor hidraulic). De obicei pistonul este cuplat la un mecanism bielă-manivelă, care transformă mișcarea rectilinie în mișcare circulară (la motoare) și invers (la pompe). Pistonul este utilizat ca element constructiv și în realizarea pompelor cu piston, care se aseamănă ca principiu de funcționare cu compresoarele. Pistoanele sunt fabricate mai ales din fontă turnată sau din aliaje metalice ușoare, care au proprietăți stabile la încălzire.

La mașinile termice la care distribuția se face prin ferestre, pistonul are și funcția de a le deschide sau închide.

Părțile pistonului sunt următoarele:Capul, care are rolul de a prelua presiunea, de a da forma camera de lucru

(camera de ardere la motoare, respectiv spațiul vătămător la compresoare cu piston), iar la unele pistoane (la procedeul de injecție Meurer de la motoarele diesel) și de a vaporiza combustibilul poate fi: plat, concav, convex, convex profilat, concav profilat. Forma capului mai depinde de raportul de comprimare, forma camerei de ardere, poziția supapelor. Una din forme ale capului pistonului este; capul cu deflector.

Fusta, sau mantaua, care are rolul de a ghida pistonul în cilindru la pistoanele care nu sunt ghidate de tije cu cap de cruce.Umerii, care sunt niște bosaje care permit realizarea unei suprafețe de contact suficiente între piston și bolț, la pistoanele care nu transmit forța prin tije cu cap de cruce, alezajul pentru bolt este decalat (0,5-1,5mm) spre stânga axei cilindrului în sens opus celui de rotație a motorului pentru reducerea cuplului de basculare a pistonului și micșorarea bătăilor acestuia pe cilindrii .

Canalele pentru segmenți, care servesc ca suport și ghidaj pentru segmenții (care asigură etanșarea cilindrului). Unele pistoane, au în canalul primului segment de compresie, încorporat circular un inel de oțel, deoarece materialul din dreptul acestui canal își pierde mai ușor duritatea. La mai, canalul pentru segmentul de ungere are orificii pentru scurgerea uleiului răzuit de pe cilindrii.

La ceste motoare pistoanele sunt cu simplu efect (gazele de ardere acționează pe o singură parte a pistonului), ghidarea e prin fustă și forța se transmite direct bielei, prin bolț. .

Pentru a reduce frecarea dintre piston și cămașă datorită forțelor laterale care apar în timpul funcționării, pistonul trebuie lubrifiat. La temperaturi de peste 200 °C uleiul de ungere se arde, astfel se explică necesitatea existenței  sistemului de răcire. Deoarece sistemul de răcire preia din căldura utilă dezvoltată prin arderea combustibilului, micșorând randamentul termic al ciclului, el este considerat un rău necesar.

Capitolul 2Caiet de sarcini a piesei-performate si calitate-caracteristici tehnico functionale-protectia mediului

Motoarele diesel in 4 timpi sunt folosite la masini,locomotive,vapoare etc. Principala diferenta fata de un motor pe benzina in 4 timpi e faptul ca combustibilul e injectat in cilindru si nu intra in amestec cu aerul prin supapa de admisie.Iata ciclul de functionare al unui motor diesel in 4 timpi:

Timpul 1-AdmisiaPrin deschiderea supapei de admisie, pistonul se duce in jos deplasandu-se de la punctul mort superior in punctul mort inferior si se introduce aer in cilindru.

Timpul 2-CompresiaDupa inchiderea supapelor, pistonul incepe sa se deplaseze dinspre punctul mort inferior spre cel superior comprimand aerul din piston. La un anumit moment al compresiei, prin injector este introdus, in cilindru, combustibilul pulverizat.

Timpul 3-Arderea si detentaAmestecul de aer cu vapori de motorina, comprimat intr-un timp foarte scurt, explodeaza, impingand pistonul din punctul mort superior in punctul mort inferior.

Timpul 4-EvacuareaSupapa de evacuare se deschide, iar cea de admisie ramane inchisa si, prin deplasarea pistonului din punctul mort inferior in cel superior, sunt evacuate gazele arse din cilindru.

Pe durata timpilor 1, 2 si 4 miscarea este transmisa de la arborele cotit la piston, iar pe durata timpului 3, miscarea este transmisa de la piston la arborele cotit, fiind de fapt cea care genereaza functionarea motorului. Pentru o mai buna intelegere a modului de functionare a motorului diesel (motor cu aprindere prin compresie) vom explica mai amanuntit fenomenele care se petrec pe durata timpilor 2 si 3. Combustibilul, introdus prin injectare in cilindru, se autoaprinde venind in contact cu aerul, comprimat in prealabil in cilindrul motorului, datorita temperaturii inalte realizate prin comprimare. Presiunea aerului comprimat este cuprinsa intre 30 si 60 at. si temperatura 500°C si 700°C, corespunzator unui raport volumetric de comprimare cuprins intre 12:1 si 22:1. Introducerea (pulverizarea) combustibilului in cilindru se face cu ajutorul injectorului.

  Presiunea necesara pentru pulverizarea combustibilului se realizeaza cu o pompa de injectie. Randamentul total (efectiv) al motorului diesel este cuprins intre 0.28 si 0.40. Motoarele diesel se folosesc in centrale termoelectrice, pe nave, locomotive, autovehicule etc.

Protectia mediului

Deoarece condiţiile arderii totale nu sunt niciodată întrunite simultan, arderea amestecului carburant în motoarele cu ardere internă este incompletă sau imperfectă. Prin urmare gazele de eşapament au în componenţă o serie de substanţe poluante cum ar fi: CO, HxCy , NOx, CO2, etc. Pentru a satisface standardele în continuă creştere, privind controlul şi micşorarea emisiilor poluante, a fost necesară adoptarea unor sisteme de control al acestor emisii.

La inspecţia tehnică periodică şi la verificările efectuate în trafic de către reprezentanţii poliţiei rutiere şi Registrului Auto Român, prima operaţiune constă în controlarea etanşeităţii evacuării gazelor arse. Următoarea operaţiune constă în determinarea concentraţiei de CO cu ajutorul analizorului de gaze. Pentru autovehiculele EURO 2 concentraţia de CO la ralantiul motorului nu trebuie să depăşească 0, 5 % din volumul de gaze arse, iar pentru autovehiculele echipate, cu EURO 3 şi 4 procentul nu trebuie să depăşească 0, 3%.

În regim de acceleraţie a motorului la cel puţin 2000 rotaţii pe minut pentru autovehiculele cu EURO 2 conţinutul de CO nu trebuie să depășească 0,3 % din volumul de gaze arse, iar pentru autovehiculele cu EURO 3 şi 4 procentul nu trebuie să fie mai mare de 0,2 %. Pentru autovehiculele destinate transportului public de persoane şi pentru cele de marfă cu masa totală maximă autorizată mai mare de 3,5t, emisiile poluante nu trebuie să depăşească limitele corespunzătoare treptei EURO4, începând cu 1 ianuarie 2007. Sonda lambda sau „oxigen senzorul" măsoară cantitatea de oxigen din gazele de evacuare ale motorului. Calculatorul central al autovehiculului foloseşte semnalele primite de la sonda lambda ajustând amestecul în vederea obţinerii celui ideal L = 1 (14,8 kg aer cu 1 kg benzină fără plumb).

În conformitate cu reglementările legale, concentraţia maximă admisibilă de CO pentru autovehiculele cu motor fără catalizator, fabricate până în anul 1986, procentul este de 4,5 % din volumul gazelor arse, iar pentru cele fabricate după 1 ianuarie 1987, valoarea procentului nu trebuie să depăşească 3,5 % din volumul de gaze arse. Emisia de CO în concentraţie de 2,5 %, stabilită cu analizatorul de gaze după, reglarea funcţionării în gol, la turaţia minimă a motorului pe benzină fără catalizator tricomponent şi sondă lambda indică faptul că instalaţia de alimentare cu carburant funcţionează normal. Măsurarea indicelui de fum la autovehiculele echipate cu motor Diesel constă în primul rând în verificarea etanşeităţii evacuării gazelor arse, apoi operaţiunea se execută după ce motorul a ajuns la regimul termic de funcţionare normală (la cald) şi după ce a fost accelerat de 2-3 ori pentru eliminarea completă a gazelor şi curăţarea traseului de evacuare.

Potrivit reglementărilor legale, valoarea maximă admisă a indicelui de fum este de 2,5 m3 pentru autovehiculele echipate cu motoarele Diesel cu aspiraţie normală, 3,5 pentru cele supraalimentate şi de 1,5 m3 pentru autovehiculele EURO 4 şi 5. Starea tehnică necorespunzătoare a motorului şi a celorlalte sisteme şi instalaţii ale autovehiculului duc 1a creşterea semnificativă a noxelor eliminate în atmosferă. Reducerea consumului de carburanţi prin perfecționarea motorului cu ardere internă şi folosirea combustibililor neconvenţionali contribuie la scăderea noxelor din gazele de evacuare.

Modificarea camerei de ardere (exemplu camera de ardere divizată) duce la coborârea nivelului noxelor. Creşterea raportului de comprimare în combinaţie cu folosirea amestecurilor sărace contribuie semnificativ la reducerea nivelului noxelor. Recircularea gazelor de evacuare, răcite în prealabil, fac ca amestecul de gaze care nu conţin oxigen (sunt inerte din punct de vedere chimic) va reduce viteza de formare a oxizilor de azot (NOx) din noxe. Folosirea camerei de ardere divizate după principiul stratificării (amestec bogat în camera separată, amestec sărac în camera principală) contribuie la reducerea noxelor motorului cu aprindere prin comprimare. Folosirea amestecurilor sărace la alimentarea motoarelor cu aprindere prin comprimare duce la scăderea noxelor din gazele de evacuare. Folosirea la alimentarea motoarelor cu ardere internă a alcoolilor şi eterilor, a gazelor naturale, hidrogenului ori a uleiurilor vegetale a demonstrat în urma cercetărilor efectuate, o reducere semnificativă a noxelor eliminate în gazele de evacuare.

Dintre echipamentele de dezvoltare, întreţinere şi diagnosticare pentru motoarele pe benzină, analizoarele de gaze au realizat cele mai mari progrese din punct de vadere tehnic. La început aceste aparate au fost folosite în scop pur economic. Primele aparate capabile să evalueze compoziţia gazelor eşapate nu erau propriu-zis analizoare de gaze. Metodele de măsurare se bazau în principal pe examinarea conductibilităţii termice sau a căldurii de reacţie a gazelor exhaustate, şi erau calibrate în principal pentru variabila lambda, care reprezintă coeficientul de exces de aer.După câtva timp s-a dovedit necesar să se măsoare concret compoziţia reală a gazelor eşapate. La început a fost măsurat CO (monoxidul de carbon).

Deoarece există o legătură strânsă între concentraţia de CO, conductibilitatea termică a gazelor eşapate şi căldura de reacţie rezultată din creşterea concentraţiei de CO (mai mult de 2%) şi de numărul scăzut de hidrocarburi nearse HC, aceste instrumente au fost calibrate volumetric (% volum de CO).Marele avantaj a fost preţul foarte scăzut al acestor aparate. Totuşi acestea erau inoperabile pentru concentraţii reduse de CO atunci când creştea concentraţia de HC. Era necesar un alt sistem de măsurare care să fie capabil să măsoare selectiv nu numai concentraţia de CO, dar şi concentraţiile de HC, CO2, şi O2.

Acum aproximativ 20 ani, măsurările exacte a concetraţiei de gaz erau posibile doar cu o metodă chimică umedă într-un laborator sau cu analizori optici staţionari (chemiluminescenţă sau analiza infraroşu). Metoda chemiluminescenţei utilizează proprietatea NO de a emite o radiaţie caracteristică când reacţionează cu ozonul (O3). Intesitatea acestei radiaţii este proporţională concetraţiei de masă a NO.

În analiza în infraroşu gazul măsurat este radiat cu o lumină infraroşie şi concetraţia unui anumit component de gaz ( de ex. CO2) este determinată prin rata de absorbţie în şirul lungimii de undă caracteristice pentru acest component. Aceste metode sunt foarte complexe dar de asemenea foarte precise şi deaceea sunt folosite încă pentru măsurări de referinţă. Metodele optice bazate pe absorţia razelor în infraroşu şi selectarea cu ajutorul celulelor electrochimice s-au dovedit a fi mai bune, având o selectivitate suficientă la o compoziţie obişnuită a gazelor eşapate.

Capitolul 3Alegerea materialului optim pentru confectionarea piesei

După stabilirea rolului funcţional se alege materialul optim ce va fi folosit la obţinerea piesei. Rolul funcţional ne arată şi proprietăţile pe care trebuie să le îndeplinească piesa . O alegere optimă a unui material pentru o anumită destinaţie , este o problemă foarte complexă ce trebuie rezolvată de proiectant. Concluzia este că dacă se doresc anumite proprietăţi se face o proiectare a materialului cu o astfel de structură care să implice cerinţele cerute de rolul funcţional . Adică se alege acel material care să îndeplinească cerinţele minime de rezistenţă şi durabilitate ale piesei în condiţiile unui preţ de cost minim şi al unei fiabilităţi sporite.Proprietăţile unui material trebuie considerate ca o sumă de relaţii între material şi mediul înconjurător în care va lucra.Prezentăm o clasificare a proprietăţilor din punct de vedere al alegerii materialului optim şi a caracteristicilor acestuia :

Proprietăţi

Funcţionale

Fizice Greutate specifică , temperatura de topire , condiţii termice

Chimice Rezistenţa la coroziune

Mecanice Rezistenţa la rupere , duritatea

Electrice Conductibilitate , impedanţă

Magnetice Permeabilitate magnetică

Optice Opacitate , reflexie

Nucleare Perioada de înjumătăţire , absorbţia , atenuarea

Estetice Culoare , aspect , grad de netezime

Proprietăţi

Tehnologice

Turnabilitate

Deformabilitate

Uzinabilitate

Călibilitate

Sudabilitate

Preţ de cost , consum de resurse şi de energie , coeficient de poluare si coeficient de

Proprietăţi

Economice

protecţie a operatorului

Nr. crt.

Proprietatea Game de variate

Nota

Obs.

0 1 2 3 4

1 Densitatea materialului. Ρ in [Kg/dm3]

< 5,0 15,0…10,0 2

>10 32 Conductibilitate termica Cr

in [cal/cm*s*° C]<0,2 1

0,2…0,4 2>0,4 3

3 Rezistenta la coroziune. Rc viteza de coroziune

in[mm/an]

<0,02 3

0.02…0,05 2

>0,05 1

4 Duritatea. HB, in [HB]

<90 190…160 2

>160 35 Modulul de elasticitate. E

in [daN/cm2]<10 6 1

10 6…2,0*10 6 2>2,0*10 6 3

6 Rezistenta la curgere a materialului Rp 0,2

In [N/mm2]

<700 1700…1500 2

>1500 37 Rezistenta la rupere. Rm ,

in [daN/mm2]<35,0 1

35,0…60,0 2>60,0 3

8 Rezistenta la oboseala. σ1

In [N/m2]<300 1

300…1000 2>1000 3

9 Alungirea relativa At[%]

<20% 120%…40% 2

>40% 310 Rezilienţa KCU 30/2

in [J/cm2]<50 1

50…100 2>100 3

11 Rezistenţa la fluaj in [N/mm2]

<100 1 Se ţine cont şi de temperatur

a

100…300 2>300 3

12 Proprietăţile tehnologice (turnabilitatea ,deformabilitatea ,

uzinabilitatea , sudabilitatea , călibilitatea)

Satisfăcătoare 1 Notarea se face cu

calificative

Bună 2

Foarte bună 3

Obs

.

23

opti

m

10

Σ

t kd k

k=

1 22 2,1

52,

10

2,4

51,

90

2,3

52,

50

2,5

5

2,3

02,

55

2,3

52,

15

2,2

01,

95

2,4

0

1,7

5

Pro

pri

etă

ţi

econ

omic

eP

reţu

l de

cost

[l

ei/k

g] T10 21 3 2 3 2 3 3 3 3 3 2 1 3 2 3 1

V 20 500

100

300

900

450

475

400

425

750

750

130

350

625

390

120

0

Pro

pri

etăţ

i teh

nol

ogic

e

Uzi

nab

ilit

atea T

9 19 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 3

Cal

fica

tiv

18 FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB B B FB

FB

FB

FB

Def

orm

abil

itat

ea

T8 17 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 2 0 1

Cal

ifi

cati

v

16 FB S S S S S S S S S S N B N S

Tu

rnab

ili

tate

a T7 15 3 3 3 3 2 2 3 3 3 3 2 3 3 3 3

Cal

ific

ati

14 FB

FB

FB

FB B B FB

FB

FB

FB B FB

FB

FB

FB

Pro

pri

etăţ

i Fu

ncţ

ion

ale M

ecan

ice

(E*1

0 p

6)[d

aN/

mm

2 ] T6 13 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 2 1 2 2

V 12 0.74 1.2

1.6

1.5

1.7

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

1.3

0.8

1.6

1.2

Rez

iste

n-ţ

a la

ru

per

e[d

aN/

mm

2 ] T5 11 1 3 3 1 2 2 2 1 2 3 2 1 1 3 1

V 10 30 64 70 60 45 58 54 40 60 95 60 40 20 65 30

Du

rita

tea

[HB

] T4 9 1 1 3 1 3 3 3 2 3 3 3 3 1 3 1

V 8 50 60 280

20 120

164

187

110

169

217

187

260

90 250

65

Ch

imic

e

Rez

iste

n-

ţa la

co

rozi

un

e[m

m/a

n]

T3 7 3 2 1 2 2 2 2 2 2 2 3 1 3 1 2

V 6

<.0

5

>.0

5

>.0

5

>.0

5

<.0

5

<.0

5

<.0

5

<.0

5<

.05

<.0

5

<.0

2

>.0

5

<.0

1

>.0

5

<.0

3

Fiz

ice

Con

du

cti

bil

itat

ea

term

ică

[cal

/cm

*s*°

C]

T2 5 2 2 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 2

V 4

0.25 0.3

0.01

0.25 0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.3

0.14

0.20

0.14 0.2

Den

sita

-te

a[K

g/d

m3 ] T

1 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2

V 2 2.8

8.8

7.32 8.8

7.3

7.3

7.7

7.4

7.4

7.5

7.5

7.3

2.6

7.36 8.4

Ma

teri a- lul 1

Dur

al

CuZ

n

Fgn

-

CuS

n

OL

37

OL

50

OL

C45

OT

40

OT

60

41M

o

12C

r

Fc3

0

AT

Si

Fm

32

CuZ

n39

Pb

2

Nr.

cr

t. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Obs

.

23

10

Σ

t kd k

k=

1 22 2,5

2,3

2,4

1,8

2,5

2,4

2,3

2,3

2,3

2,2

2,3

2,4

2,5

2,4

2,4

1,0

Pro

pri

e-tă

ţi

econ

omic

e

Pre

ţul d

e co

st

[lei

/kg] T

10 21 2 1 1 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2

0,20

V 20 1000

2100

2000

1500

500

200

200

200

210

300

310

310

310

310

320

Pro

pri

etăţ

i teh

nol

ogic

e

Uzi

nab

ili

tate

a T9 19 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

0,15

Cal

fica

tiv

18 FB

FB

FB B FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

Def

orm

abil

itat

ea

T8 17 2 3 3 3 1 2 1 1 1 1 1 2 1 2 2

0,05

Cal

ifi

cati

v

16 B FB

FB

FB S B S S S S S B S B B

Tu

rnab

ilit

atea T

7 15 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

0,05

Cal

ific

ati

v 14 FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

FB

Pro

pri

etăţ

i Fu

ncţ

ion

ale

Mec

anic

e

(E*1

0 p

6)[d

aN/

mm

2 ] T6 13 3 2 2 1 3 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2

0,05

V 12 2,2

1,9

1,8

1,4

2,2

0,9

1,05 1,2

1,3

1,9

1,9 2 2,1

2,1

2,1

Rez

iste

n-

ţa la

ru

per

e[d

aN/

mm

2 ] T5 11 3 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

0,10

V 10 79 89 117

98 50 74,5

88 98 113

76 75 230

115

120

180

Du

rita

tea

[HB

] T4 9 3 3 3 1 3 3 3 3 3 2 3 3 3 3 3

0,10

V 8 174

207

208

217

190

195

300

380

385

180

180

170

240

260

280

Ch

imic

e

Rez

iste

n-ţ

a la

co

rozi

un

e[m

m/

an]

T3 7 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

0,15

V 6

<.0

5

<.0

5

<.0

5

<.0

5

<0,

5

<0,

5

<0,

5

<0,

5

<0,

1

<0,

1

<0,

1

<0,

1

<0,

1

<0,

1

<0,

1

Fiz

ice

Con

du

cti

bil

itat

ea

term

ică

[cal

/cm

*s*° T

2 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0,05

V 4

0,22

0,19

0,20

0,10

0,20

0,01

0,01

0,01

0,07

0,01

0,01

0,02

0,01

0,01

0,03

Den

sita

-tea

[Kg/

dm

3 ] T1 3 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

0,10

V 2 7, 8, 6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,

Mat

eri

a-lu

l

1

15C

r0

18M

g

20M

o

40C

r1

OL

C

FcX

FcX

25

FcX

30

FcX

35

Fc1

00

Fc1

50

Fc2

00

Fc2

50

Fc3

00

Fc3

50

Pon

de

Nr

crt.

0 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Capitolul 4STABILIREA ROLULUI FUNCŢIONAL AL PIESEI FOLOSIND ANALIZA MORFO-

FUNCŢIONALĂ A SUPRAFEŢELOR

Nrcrt

Sup nr.

Forma geom.Dimens.

de gabaritCaracteristici Rol

funcţionalObservaţii

Pdim Pformă Ppoz Rugoz Durit

1 S1 Plană Ø 1052 --- --- --- 12,5 --- S. asamb2 S2 Tronconică Ø 1080 --- --- --- 12,5 --- S aux3 S3 Cilindrică Ø 1080 --- --- --- 6,3 --- S. asamb4. S4 Plană Ø1100 --- --- --- 3,2 --- S. aux 5 S5 Cilindrică Ø 1100 --- --- --- 0,8 --- S. funcţ6 S6 Plană Ø 1100 --- --- --- 3,2 --- S. aux7 S7 Cilindrică Ø 1080 --- --- --- 3,2 --- S. tehn8 S8 Plană Ø 1100 --- --- --- 3,2 --- S. aux9 S9 Cilindrică Ø 1100 --- --- --- 0,8 --- S. funcţ10 S10 Plană Ø 1100 --- --- --- 3,2 --- S. aux11 S11 Cilindrică Ø 1080 --- --- --- 3,2 --- S. tehn12 S12 Plană Ø 1100 --- --- --- 3,2 --- S. aux13 S13 Cilindrică Ø 1100 --- --- --- 0,8 --- S. funcţ14 S14 Plană Ø 1100 --- --- --- 3,2 --- S. aux15 S15 Plană Ø 1100 --- --- --- 3,2 --- S. aux16 S16 Plană Ø 1100 --- --- --- 3,2 --- S. aux17 S17 Cilindrică Ø 1100 --- --- --- 1,6 --- S. func.18 S18 Curbă R 20 --- --- --- 12,5 --- S. tehn19 S19 Cilindrică Ø 1075 --- --- --- 12,5 --- S. aux20 S20 Curbă R 7 --- --- --- 12,5 --- S. tehn21 S21 Cilindrică Ø 1230 --- --- --- 12,5 --- S. func22 S22 Plană Ø 1230 --- --- --- 12,5 --- S. asam23 S23 Tronconică Ø 940 --- --- --- 12,5 --- S. tehn24 S24 Cilindrică Ø 940 --- --- --- 0,2 --- S. func25 S25 Tronconică Ø 940 --- --- --- 12,5 --- S. tehn

NOTĂ:

La stabilirea rolului funcţional al piesei folosind analiza morfo-funcţională nu s-au trecut în tabel

abateri de formă, dimensionale şi de poziţie şi nici toleranţe deoarece nu erau specificate pe desenul de execuţie.

Capitolul 5Stabilirea si analiza procedeelor tehnologice posibile de realizare a piesei semifabricat

Turnarea, ca procedeu tehnologic este una din cele mai vechi metode de obţinere a pieselor prin punere in forma, dezvoltate de om. Turnarea intervine întotdeauna ca metoda tehnologica distinctă la materialele care sunt elaborate in stare lichida sau vâscoasa. Împreună cu prelucrările prin matriţare si cu cele de formare prin sintetizare sunt utilizate in mod nemijlocit la realizarea formei pieselor – spre deosebire de alte prelucrări, unde forma rezulta prin mijlocirea

unor procese tehnologice preliminare distincte ( laminare, tragere, forjare libera, aşchiere si microaşchiere).

Prin turnare se pot realiza forme practic nelimitate, piese cu mase diverse, de la fracţiuni de gram si pana la sute de tone, care îşi găsesc utilizări in toate domeniile de activitate.

Procesele de execuţie a pieselor prin turnare se remarca prin următoarele avantaje:

- permit realizarea de piese cu configuraţii diverse, in clasele de precizie 6..16, cu suprafeţe de rugozitate Ra=1,6...200 μm;

permit realizarea de piese cu proprietăţi diferite in secţiune (unimaterial, polimaterial);

creează posibilitatea obţinerii de adaosuri de prelucrare minime ( fata de forjarea libera, sau prelucrările prin aşchiere);

creează posibilitatea de automatizare complexa a procesului tehnologic, fapt ce permite repetabilitatea preciziei si a caracteristicilor mecanice, la toate loturile de piese de acelaşi tip;

- permit obţinerea unei structuri uniforme a materialului piesei, fapt ce îi conferă acesteia o rezistenţă multidirecţională. In general, compactitatea, structura i rezistenta mecanica a pieselor turnate sunt inferioare pieselor similare realizate prin deformare plastica (deoarece acestea poseda o rezistenta unidirecţională, după direcţii preferenţiale).

Dintre dezavantajele procedeelor de realizare a pieselor prin turnare se pot enumera:

- consum mare de manopera, îndeosebi la turnarea in forme temporare; - costuri ridicate pentru materialele auxiliare;- consum mare de energie pentru elaborarea si menţinerea materialelor in

stare lichida la temperatura de turnare;

- necesită măsuri eficiente contra poluării mediului si pentru îmbunătăţirea condiţiilor de muncă.

Se pot prelucra prin turnare materiale metalice si nemetalice , in producţie de serie sau de unicate.

De menţionat că , prin turnare se pot realiza atât piese / semifabricate dintr-un material unic, sau din cel puţin doua materiale ( acoperiri prin turnare statica sau centrifugala, utilizarea turnării cu inserţii, obţinerea prin turnare a materialelor compozite etc.).

In funcţie de domeniul de aplicare al procesului de turnare ( tehnologii mecanice, metalurgice, de mecanica fina, de tehnica dentara, de prelucrări de industria chimica, de construcţii etc.), pot exista denumiri specifice, care sunt sinonime.

Principalele denumiri cu care se prezintă in continuare.Amestecul de formare este materialul din care e realizează interiorul

formei de turnare ( la turnare in forme temporare), fiind compus din doua

elemente: un material granulat, care are rolul de a se modela după configuraţia modelului si de a umple rama de formare, si un liant, care conferă rezistenta si stabilitate formei de turnare, permiţând ulterior dezbaterea formei pentru extragerea piesei. Amestecul de formare trebuie sa aibă o bună refractaritate, pentru a rezista la contactul cu topitura, precum si o granulaţie corespunzătoare, pentru a asigura etanşeitatea pereţilor cavitaţii formei.

Forma de turnare este scula specifica procesului tehnologic de turnare care conţine cavitatea de turnare reţeaua de turnare si canalele de evacuare a gazelor. Cu ajutorul ei se realizează configuraţia ,gabaritul si calitatea suprafeţei piesei.

Formarea este denumirea generica a operaţiilor prin care se realizează forma de turnare; acest termen se refera numai la realizarea formelor temporare şi semitemporare, confecţionate din amestecuri de formare. Formele permanente , de tipul matriţelor si al cochilelor se realizează prin turnare sau forjare, urmate de prelucrări mecanice, tratamente termice şi de suprafaţă .

Extragerea piesei denumeşte operaţia de scoatere a piesei solidificate din forma de turnare.

Miezul este o parte distincta a formei de turnare, cu ajutorul căruia se obţin golurile interioare ale piese turnate. Miezurile pot fi permanente(la turnare in matriţe sau cochile) sau temporare ( la turnarea in cochile sau in forme temporare).Formarea miezurilor se fa ce cu ajutorul cutiilor de miez.

Modelul de turnatorie este o macheta tridimensionala care reproduce aproape identic piesa, mărită corespunzător in funcţie de caracteristica de contracţie ala solidificare a materialului piesei si serveşte in operaţiile de formare.

Mulajul este un model intermediar (negativul formei piesei reale); serveşte la realizarea modelului de turnatorie(pozitivul formei piesei).

Reţeaua de turnare este partea tehnologica a cavitaţii formei de turnare, care conţine pâlnia d turnare, totalitatea canalelor de conducere a materialului lichid spre cavitatea piesei, precum si maselotele. Pentru formarea reţelei de turnare se realizează modele corespunzătoare.

Turnabilitatea este proprietatea tehnologica a unui material ce defineşte capacitatea acestuia de a capătă după solidificare configuraţia geometrica si dimensiunile unei forme geometrice in care se introduce in stare lichida sau lichido-vâscoasă. Este o proprietate tehnologica complexa, care determina posibilităţile unui material de a fi prelucrat prin turnare; ea este influenţată de mărimi fizice precum: fuzibilitatea, fluiditatea, contracţia de solidificare etc.

Turnarea este denumirea generica a unor grupe de procese tehnologice de realizare a pieselor semifabricat şi/sau finite .

Proprietăţi de turnare ale metalelor şi aliajelor1. Turnabilitatea : proprietatea tehnologică globală , care reflectă

comportarea materialelor în raport cu procedeele tehnologice din grupa

turnării . Ea se exprimă prin calificative : foarte bună , bună , satisfăcătoare , slabă , nesatisfăcătoare .

2. Fuzibilitatea : este proprietatea materialului de a trece în stare topită . 3. Fluiditatea: este proprietatea materialului aflat în stare lichidă sau

vâscoasă de a curge şi umple toate detaliile cavitaţii formei de turnare .4. Contracţia: este proprietatea materialului metalic de a-şi micşora

volumul în timpul solidificării .5. Segregarea: este separarea constituenţilor unui amestec eterogen

astfel încât distribuţia acestora nu mai este uniformă .6. Absorbţia gazelor: exprimă proprietatea de a dizolva gaze .

La proiectarea modelelor şi a cutiilor de miez trebuie parcurse următoarele etape:1. –stabilirea rolului funcţional al piesei – se face pe baza metodei de analiză morfofuncţională a suprafeţelor;2. –alegerea materialului optim pentru confecţionarea piesei - se foloseşte metoda de analiză a valorilor optime;3. – întocmirea desenului piesei brut turnate – se face pornind de la desenul piesei finite, pe care se adaugă: -Ap - adaosuri de prelucrare, pe toate suprafeţele a căror precizii dimensionale şi rugozităţi nu pot rezulta direct din turnare; -At - adaosuri tehnologice, pentru toate suprafeţele a căror configuraţie sau poziţie nu poate fi obişnuită direct prin turnare sau în vederea simplificării formei tehnologice a piesei; -Aî - adaosuri de înclinare, care facilitează scoaterea modelului din formă şi a piesei din formă. Valoarea adaosurilor de înclinare depinde de poziţia planului de separaţie; -Rc - adaosuri sub forma razelor de racordare constructive, în scopul de a evita apariţia defectelor de tipul fisurilor şi crăpăturilor; -Ac - adaosuri de contracţie. Stabilirea acestuia se face în funcţie de natura materialului de turnat;4. –întocmirea desenului modelului – se face pornind de la desenul piesei brut turnate ţinându-se seama de valorile adaosurilor de contracţie şi de numărul şi forma mărcilor;5. –întocmirea desenului cutiilor de miez – se face ţinând cont de configuraţia interiorului piesei brut turnate care indică numărul şi forma miezurilor. Alegerea planului de separaţie se face ţinând cont de următoarele recomandări:- să fie, pe cât posibil, plan de simetrie;- să fie, pe cât posibil, un plan drept;- să fie situat în poziţie orizontală;- să conţină suprafaţa cea mai mare a piesei.Stabilirea adaosului de contracţie, se face utilizând formula:

(mm)

unde: dm – dimensiunea modelului; dp – dimensiunea piesei; k – contracţia liniară

Pentru piesa în discuţie am ales ca procedeu de turnare , turnarea în forme permanente statice . Acest procedeu permite obţinerea de piese cu configuraţie simplă sau complexă , în serie mare sau masă , o precizie dimensională mm sau mm; o calitate a suprafeţei bună ( Ra m ) , permite obţinerea de piese cu grosimea peretelui de 0,75 – 1 mm cu găuri interioare mm filetate sau nefiletate . La acest procedeu metalul sau aliajul lichid se introduce prin cădere liberă . Forma permanentă poartă uzual numele de cochilă şi este confecţionată din aliaje de Al , rezistând până la 70.000 turnări sau fonte aliate 150.000 turnări .

În pereţii semicochilelor şi se prelucrează cavitatea şi elementele reţelei de turnare : pâlnia, piciorul pâlniei, canalele de alimentare şi răsuflătorile prin care se elimină gazele. Metalul sau aliajul lichid se introduce prin reţeaua de turnare în cavitatea de turnare. Pentru scoaterea piesei din cochilă se acţionează dispozitivele prin rotaţie sau prin translaţie . Deoarece se formează o cantitate mare de gaze la contactul dintre metalul sau aliajul lichid şi pereţii reci ai cochilei în planul de separaţie X-X pot fi prevăzute orificii de felul celor prevăzute în figură sau în pereţii cochilei pot fi prevăzute orificii (13) înfundate cu dopuri rotunjite.Pentru realizarea golului piesei se aşează miezul în locaşul special.

Capitolul 6Elaborares procesului tehnologic

Otelul este un aliaj din fier si carbon, unde procentul de carbon se regaseste in limitele normale de 0,02% si 6,5%. Carbonul, in functie de fazele prin care trece, se regaseste in diferite interstitii sau modificari cristaline, care sunt diferit de mari si care cauzeaza diferite distorsiuni ale retelei atomice. Deseori se aliaza si cu alte metale cum ar fi cromul, cobaltul, manganul, etc. care modifica de asemenea structura otelului si a retelei atomice. Fierul pur se afla de la temperatura ambianta pana la temperatura de 911°C in structura cristalina cubica cu volum centrat (faza α) si se mai numeste si ferita.La temperaturi mai inalte, intre 911°C si 1392°C este in structura cristalina cubica cu fete centrate (faza γ) care se numeste si austenita si care intr-un interval foarte mic formeaza o retea cristalina cubica cu volum centrat numita si faza δ sau δFe. In functie de reteaua cristalina, carbonul se regaseste fie in forma

tetraedrica sau octaedrica a retelei cristaline a fierului, care au marimi diferite si care la inmagazinarea atomilor de carbon duce la diferite distorsiuni ale structurilor cristaline / atomice.

Cu cat distorsiunile sunt mai puternice, cu atat otelul este mai calit. La racirea lenta a otelului dupa turnare, structura cristalina sufera transformari si trece in diferite faze cum ar fi faza de formare a austenitului, a feritului si faze mixte. Carbonul migreaza in timpul transformarii pe pozitia cea mai favorabila a structurii. Capacitatea de absorbtie a structurii cristaline a fierului este limitata iar cand la racire se atinge solubilitatea maxima de carbon in otel, se produc separari de cementita, Fe3C sau separari de grafit. Un amestec de ferita cu cementita se numeste perlita. La un continut mai ridicat de carbon in fier se formeaza ledeburita, o faza de amestec dintre austenita si cementita

La execuţia cusinetilor biela motor, semifabricatele se obţin prin turnare în cochilă sau matriţare. Tehnologia de sinterizare din pulberi de aliaje de aluminiu hipereutectice este una din cele mai moderne, dar cu costuri ridicate. Inserţia din fontă cenuşie sau aliată pentru canalul primului segment se încorporează în fazele procesului de turnare.

Pentru a asigura aderenţa aliajului de aluminiu cu inserţia din fontă, atât pentru canalul primului segment cât şi pentru inserţii (de exemplu, calota camerei de ardere din piston) este necesară acoperirea inserţiilor cu aluminiu tehnic pur. Materialul pentru inserţii poate fi de tipul nirezist (2,7…3,1 % C, 1,5…2,5 % Si, 0,75…1,5 % M, 5…7 % Cu, 1…3 %Cr, 15…17 % Ni) şi cu structura austenitică. Matriţarea în trepte este un procedeu mai pretenţios, mai scump, aplicabilă pistoanelor solicitate puternic mecanic şi termic (motoarele automobilelor de curse, autovehiculelor militare, etc.).

Tratamente termice şi acoperiri de protecţie

Tratamentul termic presupune călirea urmată de îmbătrânire artificială. Călirea se execută după diagrama:- încălzire până la 500…520 °C;- menţinerea la această temperatură timp de 4…6 ore;- răcire în ulei.Îmbătrânirea se face după ciclul:- încălzire la 170…190 °C;- menţinere timp de 6…12 ore;- răcire lentă.

Otelirea in cuptorul de calire

La operatiunea de calire a otelului nealiat se incalzeste in prima faza piesa ce urmeaza a fi prelucrata, la o temperatura intre 800°C-900°C, daca e cazul

unui otel cu continut scazut de carbon, si cu continut mare de austenit. La otelurile aliate, temperaturile pot avea variatii inseminate. Pentru a impiedica coroziunea se insufla in cuptor gaz exoterm. Exotermele se pot obtine cu un generator de gaze, care se genereaza din hidrocarburi si mai contine pe langa CO si H2, N2, CO2 si H2O.

Dupa maleabilzare, otelul se va raci / cali rapid pentru a impiedica o migrare a atomilor de carbon pe structuri mai convenabile, acesta deoarece viteza de difuziune a atomilor de carbon devine destul de mica pentru a mai permite un schimb a structurii, respectiv a retelei atomice. Structura cristalina a fierului se modifica totusi la temperatura scazanda astfel formanduse martensita sau asa zisa transformare martensitica, denumit si otel martensitic. Din cauza defectelor in structura si a tensiunilor, martensita este casanta, foarte dura si aspra dar si greu deformabila.

La piese groase sunt necesare sesiuni de racire inalte pentru a permite calirea lor. In practica piesele se racesc in ulei sau bai cu apa. Cea mai efectiva este calirea in apa deoarece apa are proprietatea de a a dispersa bine caldura.La scufundarea in baia de apa se formeaza in prima faza pe suprafata piesei un strat de abur, rau dispersor de caldura, acest fenomen numinduse si "Efect Leidenfrost". Trebuie urmarit ca piesa sa fie in asa fel scufundata ca lichidul sa aibe un contact pe toata suprafata sa. Alternativ se pot folosi si diferite solutii polimerice care se pot adauga la baia de calire.

Incalzirea pieselor se poate efectua in cuptoare transportoare actionate cu lant sau cuptoare actionate cu role transportoare (conveioare), piesele cazand sau alunecand la capatul acestora in baia de calire sau mai pot ajunge si intr-un cuptor cu hota la care incarcarea se face de jos in sus permitand astfel o evacuare rapida a pieselor de dimensiuni mari.

Acoperirile de protecţie se execută pentru îmbunătăţirea rezistenţei la uzură, la solicitări termice şi chimice, înlocuind în perioada de pornire a motorului pelicula de ulei.

Eloxarea (oxidarea anodică) este un proces de transformare electrochimică a suprafeţei pieselor supuse la uzură, pe o adâncime de 10…30 .

Pentru eloxare se foloseşte un amestec de acid sulfuric tehnic (H2SO4) şi carbonat de sodiu anhidru tehnic (Na2CO3 – 10H2O).

Capitolul 7Succesiunea logica a tuturor operatiilor si fazelor necesare transformarii semifabricatului d.p.v.d al costului

Oricare tehnologie trebuie să realizeze maximum de eficienţă pentru care a fost proiectată în momentul aplicării ei. Piesa trebuie realizată :

- mai repede ; - mai bine ;- mai ieftin ;- la momentul oportun.Factorii care influenţează eficienţa procedeului tehnologic sunt :- costul;- productivitatea;- fiabilitatea;- consumul de energie;- consumul de material;- protecţia mediului;- protecţia operatorului.Eficienţa presupune optimizarea din punct de vedere al tuturor acestor

factori. Acest lucru este foarte dificil de realizat, întotdeauna existând factori prioritari.

Pentru realizarea analizei tehnico-economice vom lua în considerare procesele tehnologice de turnare şi de matriţare.

Foarte important pentru întocmirea unei tehnologii de realizare a piesei este numărul de bucăţi care trebuie realizate(programa de producţie). Din acest punct de vedere se deosebesc:

-producţie individuală- care se referă la realizarea unui singur produs sau a unui număr foarte mic de produse care nu se mai reia în timp; foloseşte maşini unelte universale, S.D.V.-uri universale, productivitatea este foarte mică, preţul de cost este foarte mare, necesită muncitori cu înaltă calificare;

-producţie de serie - se referă la un număr mare de producţie, foloseşte maşini unelte universale şi specializate, S.D.V.-uri universale şi specializate, productivitatea este medie, preţul de cost este mediu, necesită muncitori calificare medie;

- producţie de masă - număr foarte mare de produse de acelaşi fel care se repetă după o anumită perioadă de timp; foloseşte utilaje speciale şi specializate; S.D.V.-uri speciale şi specializate; muncitori cu calificare redusă (cu excepţia muncitorului reglor); productivitate foarte mare; preţ de cost mic(bunuri de larg consum).

Analiza economică a procedeului de turnare

Se vor folosi următoarele notaţii :- ştiind că un lot are 1.500 de bucăţi :

CT =cost total; CF =cost fix; CV =cost variabil.

CF/buc = 0.3Ron CT/lot=3450 RonCV/buc = 2 Ron CF/lot = 450 Ron

CV/ lot=3000 Ron

Luând în considerare cheltuielile de stocaj s = 0.6 Ron /buc rezultă şi ştiind că un lot are 5000 bucăţi:

C = CF/lot /n+CV/lo+sn ;Din formulele anterioare se poate calcula numărul de bucăţi rentabile

pentru procedeul respectiv:nop=( CF/lot /s)1/2=86buc

Deci costul total pentru 1.500 de bucăţi este :

CT = CF/lot + CV/buc * n = 450 + 2 * 5000 = 10450

Analiza economică a procedeului de forjare

CF/buc = 1.4 Ron CT/lot=3000 Ron CV/buc =0.6 Ron CF/lot=2100 Ron

CV/lot=900 Ron

Luând în considerare cheltuielile de stocaj s= 0.6 Ron/buc rezultă:C = CF/lot /n+CV/lo+sn ;

Din formulele anterioare se poate calcula numărul de bucăţi rentabile pentru procedeul respectiv: nop=( CF/lot /s)1/2=187buc

Deci costul total pentru 5000 de bucăţi este : CT = CF/lot + CV/buc * n = 2100 + 0.6 * 5000 = 5100RON

Compararea celor două procedeelortehnologice de obţinere a piesei

Pentru determinarea procedeului de obţinere optim , folosim o metodă grafică .Numărul de bucăţi pentru care costurile de producţie pentru cele două procedee sunt aceleaşi este :

Rezultă că procedeul de obţinere prin forjare a piesei este mai eficient din punct de vedere economic

Unul din punctele importante a tehnologiei de forjare care nu a fost discutat până acum şi care are o importanţă deosebită , este încălzirea materialelor metalice în vederea prelucrării prin deformare plastică . Aceasta este foarte importantă din punct de vedere a alegerii utilajului de încălzire folosit .

Se ştie că încălzirea semifabricatului se poate face în două moduri :- prin introducerea semifabricatului într-un mediu cald ;- prin producerea căldurii în masa semifabricatului .

Cea mai uşor de realizat şi cea mai răspândită modalitate de încălzire este prima : semifabricatele se introduc în spaţiul e lucru al instalaţiei de încălzire, spaţiu care adus în prealabil la o temperatura superioară celei la care se poate face deformarea .

In funcţie de sursa de căldură folosită instalaţiile de încălzire se împart în două mari categorii :

Instalaţii de încălzire cu flacără (cuptoare cu flacără ) Cuptoarele se împart şi ele în două mari categorii după distribuţia căldurii în

interior: cuptoare cu temperatură constantă în tot spaţiul de lucru numite cuptoare cu camera.

Cuptoarele cu cameră (figura a ) ,se pot construi cu vatră fixă sau mobilă iar temperatura din interiorul lor poate varia într-un interval îngust prin varierea cantităţii de combustibil arsă în focar . Pentru a micşora pierderile de material prin ardere se utilizează mufle din material refractar sau oţel aliat refractar , figura b .

Cuptoarele cu propulsie (figura c) , sunt utilizate la producţia de serie mare şi masă , deoarece sunt foarte productive . Încălzirea semifabricatelor făcându-e treptat de la o zonă de preîncălzire I , o zonă de încălzire II şi o zonă de egalizare a temperaturilor III . Semifabricatele parcurg spaţiul cuptorului prin împingere sau prin cădere libera pe un spaţiu înclinat .

Instalaţii de încălzire electrice

Echipamentul tehnologic se compune din :

- ciocane mecanice sau prese de forjare;

- instrumente de control nedistructiv : cu ultrasunete , cu raze X , cu lichide penetrante;- şublere , micrometre , pasametre pentru controlul dimensional;- cuptoare pentru tratamente termice ;- perii de sârmă - cleşti de prindere;- fierăstraie mecanice pentru debitare ;- personal specializat care să aibă calificarea necesară pentru lucrul cu utilajele de mai sus .

Capitolul 8Elaborarea documentatiei tehnologice

Forma complexă a piesei camasa piston (secţiuni eliptice şi profil longitudinal variabil), condiţiile tehnice riguroase care trebuiesc realizate, precum şi rigiditatea mică a cuzinetului (pereţi subţiri), impune ca în procesul de prelucrare să se utilizeze acele tehnologii care ţin seama de datele amintite, şi anume:

-concentricitatea conturului exterior faţă de cel interior neprelucrat se obţine numai atunci când pistonul se fixează pe un dispozitiv cu strângere interioară cu autocentrare;

-condiţia de perpendicularitate între axa bolţului şi axa de simetrie a cuzinetului impune prelucrarea din aceeaşi aşezare cu operaţiile anterioare.

Procesul tehnologic de fabricare a pistoanelor cuprinde următoarele etape:-alegerea şi prelucrarea bazelor de aşezare;-prelucrarea suprafeţelor exterioare;-prelucrarea alezajului pentru bolţ;-operaţii de găurire şi frezare;-sortarea şi marcarea pe grupe masice si dimensionale;-operaţii de control.

Exemplu de proces tehnologic de fabricare a cuzinetului.

Alegerea bazelor de aşezareProiectarea procesului tehnologic se face prin aşezarea operaţiilor într-o

ordine logică pentru a respecta condiţiile tehnice, inclusiv pentru excluderea deformaţiilor şi a operaţiilor inutile de prelucrare universală.

Ca baze de aşezare se utilizează:-suprafaţa specială de pe partea exterioara a cuzinetului;

-alezajul pentru bolţ;-suprafaţa interioară

Prelucrarea suprafeţelor exterioare

În cazul fabricaţiei de serie sau a fabricaţiei flexibile, prelucrarea suprafeţelor exterioare se execută pe maşini automate, cu mai multe axe, permiţând ca din aceeaşi prindere a piesei să fie executate mai multe operaţii (figurile 5.3 şi 5.4).

Postul 1. Alimentarea cu piese si pornirea ciclului automatDispozitivul preia cinci grade de libertate, asigurând o strângere suplimentară S1 şi una principală S pe strungul multiax 6x6”, strângerea fiind realizată hidraulic.

Postul 2. Strunjirea exterioară de degroşareSe conservă bazele de aşezare şi fixare anterioare si se execută prin strunjire frontală şi cilindrică cepul tehnologic şi cu cuţit cu plăcuţă P-10, cu regimul:N=1380 rot/min; vp=300 m/min; S=0,73 mm/rot.

Postul 3. Strunjire finiţie exteriorSe execută cu un dispozitiv cu trei cuţite pentru cele 2 fete, pentru a asigura precizia poziţiei reciproce a celor trei suprafeţe, cu rugozitatea Ra=3,2 cu acelaşi regim de lucru.

Postul 4. Strunjire eboş canale segmenţiSe execută cu cuţit multiplu (pentru cele trei canale), cu Ra=0,8, cu acelaşi regim de lucru.

Postul 5. Strunjire teşire – canale pentru segmenţiPostul 6. Strunire finiţie canale pentru segmenţi, respectând condiţiile de

rugozitate Ra=0,8 şi de concentricitate faţă de R.După efectuarea celei de-a şasea operaţii, se execută controlul complex al

cuzinetului, pentru a determina impreciziile dimensionale, de formă şi de poziţie.

Capitolul 9Scurta istorie a motoarelor

Motorul diesel este un motor cu ardere internă în care combustibilul se aprinde datorită temperaturii ridicate create de comprimarea aerului necesar arderii, și nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, așa cum ar fi bujia în cazul motorului cu aprindere prin scânteie.

Numele motorului a fost dat după inginerul german Rudolf Diesel la sugestia soției sale, Martha Diesel, care în 1895 îl sfătuiește cu: Nenn ihn doch einfach Dieselmotor! („numește-l pur și simplu motor Diesel!”),[1] ușurînd astfel lui Diesel căutarea după denumirea motorului, pe care l-a inventat în 1892 și l-a patentat pe 23 februarie 1893. Intenția lui Diesel a fost ca motorul său să utilizeze o gamă largă de combustibili, inclusiv praful de cărbune. Diesel și-a prezentat invenția funcționând în 1900 la Expoziția Universală (World's Fair) având drept combustibil ulei de alone .

Scurtă cronologie-1862 - Nicolaus Otto dezvoltă motorul pe bază de gaz de cărbune, similar

unui motor pe benzină modern.-1891 - Herbert Akroyd-Stuart îmbunatățește motorul său pe bază de ulei

și cedează drepturile către Hornsby din Anglia pentru construcția motoarelor. Aceștia au construit primul motor cu aprindere prin comprimare cu start rece.

-1892 - Motorul Hornsby cu numărul 101 este construit și instalat într-o casă de apă. Acesta se află în muzeul camioanelor MAN din nordul Angliei.

-1892 - Rudolf Diesel dezvoltă versiunea sa de motor având la bază principiile motorului Carnot alimentat cu praf de carbune. În data de 10 august 1893 în Maschinenfabrik Augsburg pornește pentru prima dată motorul inventat de el. Aprinderea carburantului în cilindru produsese o bubuitură atât de puternică, incât a spart niște geamuri și aparate de măsurat, motorul însă rămânând intact. A mai durat însă încă patru ani, pînă motorul a funcționat. El avea o putere de 20 CP.[1] El este angajat de Carl von Linde, apoi de producătorul de fier MAN AG din München și mai tărziu de Sulzer, companie de motoare din Elveția. Diesel împrumută idei de la fiecare și lasă o moștenire bogată firmelor.

-1892 - John Froelich construiește un tractor cu motor având drept combustibil petrolul.

-1894 - Witte, Reid, and Fairbanks încep construcția de motoare pe bază de petrol cu diverse sisteme de aprindere.

-1896 - Hornsby construiește tractoare cu motor diesel și motoare pentru locomotive.

-1897 - Winton produce și conduce primul automobil pe benzină din Statele Unite; mai târziu construiește fabrici de motoare diesel.

-1897 - Mirrlees, Watson & Yaryan construiesc primul motor diesel englez cu licență Rudolf Diesel. Acesta este expus în Science Museum din South Kensington, Londra.

Comprimarea unui gaz conduce la creșterea temperaturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde combustibilul în motoarele diesel. Aerul este aspirat în cilindri și este comprimat de către piston până la un raport de 25:1, mai ridicat decât cel al motoarelor cu aprindere prin scânteie. Spre sfârșitul cursei de comprimare motorina (combustibilul) este pulverizată în camera de ardere cu ajutorul unui injector. Motorina se aprinde la contactul cu aerul deja încălzit prin comprimare până la o temperatura de circa 700-900 °C. Arderea combustibilului duce la creșterea temperaturii și presiunii, care acționează pistonul. În continuare, ca la motoarele obișnuite, biela transmite forța pistonului către arborele cotit, transformând mișcarea liniară în mișcare de rotație. Aspirarea aerului în cilindri se face prin intermediul supapelor, dispuse la capul cilindrilor. Pentru mărirea puterii, majoritatea motoarelor diesel moderne sunt supraalimentate cu scopul de a mări cantitatea de aer introdusă în cilindri. Folosirea unui răcitor intermediar pentru aerul introdus în cilindri crește densitatea aerului și conduce la un randament mai bun.

În timpul iernii, când afară este frig, motoarele diesel pornesc mai greu deoarece masa metalică masivă a blocului motor {format din cilindri și chiulasă) absoarbe o mare parte din căldura produsă prin comprimare, reducând temperatura și împiedicând aprinderea. Unele motoare diesel folosesc dispozitive electrice de încălzire, de exemplu bujii cu incandescență, ajutând la

aprinderea motorinei la pornirea motorului diesel. Alte motoare folosesc rezistențe electrice dispuse în galeria de admisie, pentru a încălzi aerul. Sunt folosite și rezistențe electrice montate în blocul motor, tot pentru a ușura pornirea și a micșora uzura. Motorina are un grad mare de vîscozitate, mai ales la temperaturi scăzute, ducând la formarea de cristale în combustibil, în special în filtre, împiedicând astfel alimentarea corectă a motorului. Montarea de mici dispozitive electrice care să încălzească motorina, mai ales în zona rezervorului și a filtrelor a rezolvat această problemă. De asemenea, sistemul de injecție al multor motoare trimite înapoi în rezervor motorina deja încălzită, care nu a fost injectată, prevenind astfel cristalizarea combustibilului din rezervor. În prezent, folosirea aditivilor moderni a rezolvat și această problemă.

O componentă vitală a motoarelor diesel este regulatorul de turație, mecanic sau electronic, care reglează turația motorului prin dozarea corectă a motorinei injectate. Spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scânteie (Otto), cantitatea de aer aspirată nu este controlată, fapt ce duce la supraturarea motorului. Regulatoarele mecanice se folosesc de diferite mecanisme în funcție de sarcină și viteză. Regulatoarele motoarelor moderne, controlate electronic, comandă injecția de combustibil și limitează turația motorului prin intermediul unei unități centrale de control care primește permanent semnale de la senzori, dozând corect cantitatea de motorină injectată.

Controlul precis al timpilor de injecție este secretul reducerii consumului și al emisiilor poluante. Timpii de injecție sunt măsurați în unghiuri de rotație ai arborelui cotit înainte de punctul mort superior. De exemplu, dacă unitatea centrală de control inițiază injecția cu 10 grade înainte de punctul mort superior, vorbim despre un avans la injecție de 10 grade. Avansul la injecție optim este dat de construcția, turația și sarcina motorului respectiv.

Avansând momentul injecției (injecția are loc înainte ca pistonul să ajungă la punctul mort interior) arderea este completă, la presiune și temperatură mare, dar cresc și emisiile de oxizi de azot. La cealalată extremă, o injecție întârziată conduce la ardere incompletă și emisii vizibile de particule de fum.

Bibliografie L.Cummins Jr., Diesel’S Engine – From

Conception to 1918 , Ed. Carnot Press , 1933 „Motoare pentru autovehicule” ; autori:Popa Bazil, Bataga Nicolae, Cazila Aurica",Editura Dacia „Motoare cu piston pentru aviatie” ;Vasile

Nicolae Constantinescu , editura Printech , 2005 „Dinamica motoarelor cu ardere interna” ; autor:C. Pana, editura Matrixrom , 2005 „Automobile - cunoastere, intretinere si reparare” editura „Didactica si Pedagogica”,2007 „Internal Combustion Engine” ; author Mathur

M.I. and Sharma R.P. D.Drimer, G.Dumitru, S.Ionescu, A.Paris,

D.Dimitrescu, „Îndrumar pentru tema de casă la tehnologia materialelor” vol. I, vol II, Bucuresti, 1989

www.google.com www.e-referat.com www.regielive.ro/facultate www.wikipedia.com