m si t pt ghidaje si batiuri

8/12/2019 m Si t Pt Ghidaje Si Batiuri

1/8

5. MATERIALE I TRATAMENTE PENTRU GHIDAJE

Ansamblul sanie-ghidaj este un organ de main, specific mainilor-

unelte, avnd o importan capital n asigurarea preciziei dimensionale i de

forma suprafeelor pieselor prelucrate pe acestea.

In funcie de natura frecrii, ghidajele pot fi:- ghidaje frelemente intermediare (cu alunecare);

- ghidaje cu elemente intermediare (cu rostogolire).

5.1. Ghidaje cu alunecareGhidajele cu alunecare ale mainilor-unelte se construiesc n douforme:

- ghidaje dintr-o bucatcu batiul;

- ghidaje aplicate

Ghidajele dintr-o bucatfac corp comun cu batiul mainii-unelte sau cuelementul mobil, ceea ce presupune confecionarea fiecrui element din acelai

material cu cel al ghidajelor. Deoarece confecionarea ghidajelor presupune

materiale cu anumite caliti, ntotdeauna superioare celor pentru construciabatiurilor sau elementelor mobile, rezult clar dezavantajul acestor tipuri de

ghidaje. Dacse adaugacestui dezavantaj i dificultile de prelucrare datorate

gabaritului i greutii batiului, n special, este justificat tendina de folosire a

ghidajelor aplicate. Dac totui se adopt soluia ghidajelor dintr-o bucat,materialele utilizate, precum i tratamentele care se pot aplica sunt:

fonte(fontcenuie, fontmaleabil, fontglobular, fontmodificat,

font aliat). Tratamentul aplicat: detensionare, pentru nlturarea total a

tensiunilor interne (pe cale mecanic- prin solicitri variabile, prin vibraii, printensionri mecanice suplimentare - sau pe cale termic- la temperatura mediului

ambiant, timp de 6...12 luni - mbtrnire natural sau prin nclzire la400...650

oC, meninere 2...6 ore, rcire lent n cuptor - mbtrnire

artificial).oeluri carbon nealiate, cu coninut sczut de carbon (OL 32, OL 34.

OL 37, OL 42, OL 50). Tratamentul aplicat: recoacere de normalizare.

Ghidajele aplicatepe batiu sau pe elementul mobil elimindezavantajele

prezentate mai sus. Acest lucru se realizeaz prin construirea batiului sauelementului mobil dintr-un material de calitate inferioar, deci mai ieftin.

Fa de ghidajele dintr-o bucat, ghidajele aplicate prezint unele

avantaje:

- durabilitate mai mare ca urmare a folosirii calitilor superioare de

materiale;

- prelucrare mai uoar;

- posibilitatea nlocuirii n cazul unei uzuri accentuate.

Dezavantajul ghidajelor aplicate constn faptul cele necesitefectuarea

unor prelucrri suplimentare pentru fixarea lor, nregistrndu-se astfel oscumpire a mainii.


2/8

Materialele folosite n construcia ghidajelor aplicate sunt: fontele,

oelurile de calitate i aliate i materialele plastice.

Dintre fonte, la executarea ghidajelor se utilizeazfontele cenuii, fontele

modificate i fontele aliate.Fontele cenuii cele mai folosite sunt cele de calitate superioar, cu

structurperlitic. Astfel, fonta Fc35 se poate folosi pentru ghidaje supuse la opresiune de contact pnla 20 daN/cm

2, iar fonta Fc 25, la o presiune pnla 5

daN/cm2.

Fontele modificate au rezistena la uzur de circa 3 ori mai mare

comparativ cu fontele cenuii, iar proprietile generale se apropie de cele ale

oelurilor.Fontele aliate au rezisten i mai mare la uzur, ns sunt mult mai

scumpe. Se utilizeazfonte aliate cu Ni, Cr, Mg, Ti, etc.

Dintre oeluri sunt recomandate cele de cementare OLC 15 i OLC 20,

clite i rcite n ulei.Oelurile de cementare se utilizeaz pentru ghidaje cu lungime ce nudepete 500...700 mm (dacghidajele sunt mai lungi se utilizeazmai multe

buci); aceasta deoarece aceste materiale au tendine puternice de deformare n

timpul tratamentului termic. Dupclire i rcire n apse supun unei reveniri,

n urma creia duritatea lor ajunge la 52...60 HRC.

Folosirea oelurilor aliateeste justificatnumai datorit faptului celeau o tendinde deformare mai mic n timpul tratamentului termic. Din acest

motiv, oelurile aliate cu crom (de exemplu 41C10) se folosesc pentru

executarea ghidajelor lungi dintr-o singurbucat. Dupclire cu rcire n ulei

se executi la acestea o revenire, n urma creia duritatea va fi tot de 52...60

HRC.

Ghidajele aplicate din materiale plastice (de exemplu textolit, PTFE,

rini epoxidice etc.) se utilizeaz n special la maini-unelte grele, cum sunt

strungurile carusel, mainile de frezat longitudinal, mainile de rabotat, mainile

de broat etc., precum i la mainile unelte-mijlocii cu viteze mari de alunecare,

la care principala formde uzura ghidajelor o constituie griparea.

Ghidajele din materiale plastice nlturpericolul apariiei fenomenului de

stick-slip, care face ca micrile de avans, ndeosebi cele cu viteze foarte mici

sse producsacadat, neuniform.Ele se aplicn general pe elementul mai scurt, adicpe sanie sau mas,

iar fixarea se poate face n mai multe moduri:

- cu uruburi din alami tifturi din font;

- cu uruburi din oel, cu dopuri i tifturi din textolit (figura 5.1.);

- prin lipire cu diveri adezivi

- prin aplicare direct.

Fixarea prin ultimele dou procedee are avantajul c reduce grosimea

ghidajelor aplicate de la 8...10 mm (la cele fixate cu uruburi) la numai 2...5

mm.Pentru ghidajele realizate prin aplicare direct se utilizeazcu precdere

rinile epoxidice, principalele avantaje fiind: presiuni statice pe ghidaje pnla


3/8

750 daN/cm2, temperaturde utilizare pn la 80oC, rezisten la atac chimic

din partea multor medii agresive (mai puin aceton, benzen i toluen),

prelucrare uoarprin achiere (cu scule din carburi metalice).

Fig.5.1.Ghidaje din textolit, fixate cu uruburi

Un dezavantaj l constituie faptul cmaterialele plastice au un coeficient

de conductivitate termicmic (de 100...150 ori mai mic dect al fontei), ceea ce

face ca la frecarea uscatacestea sse nclzeascfoarte mult, pnla 120...130oC, temperaturla care devin fragile i se rup.

5.2. Ghidaje cu rostogolire

Ghidajele cu rostogolire sunt tot mai mult utilizate n construcia demaini, datorit frecrii reduse, preciziei de execuie i uniformitii deplasrii

(figura 5.2.).

1

2

Fig.5.2.Ghidaj cu rostogolire

Corpurile de rulare 1, care pot fi bile, role sau ace, se executdin oeluri

cu duritate ridicat(61...65 HRC), clite, rectificate i lepuite (RUL 1, RUL 2).

Cile de rulare 2 se executdin oeluri de calitate (OLC 55, OSC 8, OSC10), fiind necesare apoi operaiile de clire i superfinisare.


4/8

6. MATERIALE I TRATAMENTE PENTRUBATIURI I CARCASE

Meninerea preciziei poziiei reciproce a subansamblurilor unei maini n

timpul funcionrii, pentru a asigura gradul de precizie cerut, constituie cerina

principalce trebuie so ndeplineascbatiurile.Condiiile invariabilitii formei batiului se realizeazprin:

- alegerea materialului i a tratamentului adecvat;

- alegerea formei corespunztoare;

- asigurarea rezistenei la vibraii i a rigiditii;

- asigurarea unei rezistene ridicate la uzare i a unei stabiliti termice ct

mai mari.

Avnd n vedere cele de mai sus, precum i cerinele legate de tehnologia

de fabricaie i cele economice, la construcia batiurilor se utilizeazurmtoarele

materiale:

- pentru batiuri turnate: fontcenuie, fontmaleabil, fontglobular,

fontmodificat, fontaliat.- pentru batiuri sudate: oeluri.Realizarea batiurilor prin turnare, din font, prezintunele avantaje:

- manopermai puin(mai ales la forme complexe);

- capacitate mai bunde amortizare a vibraiilor;- prelucrare mai uoar;

- condiii mai bune de ungere i alunecare la ghidaje (cnd acestea sunt

dintr-o bucatcu batiul);

- suficientrezistenmecanici rigiditate.Existnsi o serie de dezavantaje, cum ar fi:

- creterea duratei de execuie;

- adaosuri de prelucrare relativ mari;

- costuri mari de execuie, care se amortizeaznsla producii de serie;

- duritatea suprafeelor de frecare nu poate depi 220...240 HB, n cazul

cnd ghidajele se confecioneazmonobloc cu batiul.Fontele cenuiicele mai utilizate sunt:

- Fc 35, pentru eforturi = 500 daN/cm2 , avnd rezisten la uzur i

rezistenmecanicmari;- Fc 25, pentru eforturi = 150...450 daN/cm

2 (majoritatea batiurilor

mainilor-unelte mijlocii);

- Fc 20, pentru eforturi = 100 daN/cm2.

Fontele modificatese apropie, prin proprieti, de oeluri. Ele pot fi clite

superficial prin inducie sau cu flacr, dupcare duritatea lor ajunge la 45...52

HRC.

Fontele aliateau proprieti mecanice superioare cu circa 20 % fade Fc

30 i cu circa 40 % fa de Fc 25. Se utilizeaz pentru batiurile strungurilor

automate, mainilor-unelte de nalt precizie. Aceste fonte sunt ns mult maiscumpe, de aceea se utilizeaz numai cnd se cer o rezisten mecanic i o

rezistenla uzurmari, n condiii de gabarit redus.


5/8

Dup turnare i prelucrarea de degroare, batiurile sunt supuse unui

tratament de detensionare, pentru nlturarea total a tensiunilor interne.

Detensionarea se poate realiza pe cale mecanic (prin solicitri variabile, prin

vibraii, prin tensionri mecanice suplimentare) sau pe cale termic (latemperatura mediului ambiant, timp de 6...12 luni - mbtrnire natural sau

prin nclzire la 400...650o

C, meninere 2...6 ore, rcire lent n cuptor -mbtrnire artificial).

Batiurile sudate din table sau profiluri din oel nu au nici unul dindezavantajele celor turnate.

Dupcalitile oelului au avantajul csunt uoare, ajungnd la 1/2...3/4

din greutatea batiurilor din font. Reducndu-se lungimea liber a elementelor

care pot vibra i dndu-se construciei o formraional, avantajul fontei fade

oel privind amortizarea vibraiilor poate fi compensat. Batiurile sudate din oel

se prefer la forme simple, care nu necesitmanoper mult sau n cazul unui

numr redus de buci, cnd confecionarea modelelor de turnare nu ar firentabil. Se recomandoelurile carbon nealiate, cu coninut sczut de carbon

(OL 32, OL 34. OL 37, OL 42, OL 50), normalizate.

Turnarea batiurilor cere un consum mare de energie, ceea ce devine un

factor negativ n situaiile actuale privind economisirea combustibililor. De

asemenea, dup turnare, batiurile necesit prelucrri suficient de complexe, pe

maini-unelte speciale i cu timpi mari de prelucrare.

Construciile sudate prezint adesea avantaje, ns cu toate recoacerile

aplicate sau detensionrile prin vibraii, apar uneori probleme de deformaii n

exploatarea mainilor-unelte respective.

Ca alternativ la materialele clasice pentru batiuri prezentate mai susau aprut unele materiale noi, cum ar fi betonul polimerizat, granitul, bazaltul

etc.

Principalele tipuri de rini utilizate pentru obinerea betonului

polimerizat sunt:

- rini epoxidice;

- rini poliesterice nesaturate;

- rini de tip metacrilat.

Primul tip de rini n combinaie cu un material de reacie corespunztor

d o masduroplastic solidi dur, cunoscut sub denumirea comercial dearaldit. Amestecul se compune n principal din rina reactivca material de

legturi granit sfrmat ca material de umplere. La ntrirea acestui amestec

este mpiedicat n mare msur formarea de pori i se elimin complet

formaiunile capilare, spre deosebire de betonul obinuit (format din ap i

ciment), la care apa n plus formeazprin evaporare pori i formaiuni capilare.

La executarea batiului din beton polimerizat, economia de energie primar

pentru formare este de 50...80 % fa de execuia prin turnare din metal. Ins

hotrtoare pentru utilizarea acestui material sunt avantajele amortizrii

vibraiilor i capacitii calorice (tabelul 6.1.)


6/8

Tabelul 6.1.Proprieti fizice pentru beton cu rini epoxidice, fonti oel

Proprieti U.M. Beton

polimerizat

Font

(Fc200)

Oel

Densitate

Modul de elasticitate, E

Rezistenla traciuneRezistenla compresiune

Rezisten la ncovoiere

combinatcu traciune

Rezistenla oboseal

Coeficient de dilatare liniar

Conductivitate termic

Cldurspecific

Amortizare

g/cm3

KN/mm2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

106K-1

W/mK

Kcal/kg.oC

-

2,24

36 42

20100

35

4

13

0,8

0,2221

0,02

7,25

105

200800

420

-

13

53

0,14

0,0045

7,85

210

420420

-

230

11,1

80

0,11

0,0023

Proprietile de amortizare a vibraiilor ale betonului polimerizat sunt de

circa 8 ori mai mari fa de font. Aceast comportare excelent privind

amortizarea vibraiilor poate fi folosit la creterea puterii de achiere la timpi

egali de uzur a sculei. Viteza de avans poate fi mrit, ceea ce duce la timpi

mai scuri de prelucrare, deci la mrirea productivitii mainii-unelte.

Cldura specific a betonului polimerizat este de dou ori mai mare n

comparaie cu fonta, iar conductivitatea termic este de circa 1/20 din cea a

fontei, ceea ce face batiul practic insensibil fa de variaiile de temperatur

(figurile 6.1. i 6.2.).

Fig.6.1.Stabilitatea termic aunor materiale pentru batiuri

Batiurile din beton polimerizat se execut cu ghidajele i elementele

pentru fixarea ulterioar a altor piese, nglobate (figura 6.3.). La unele

construcii, batiul din beton polimerizat este combinat parial cu un soclu din

beton hidraulic (figura 6.4.).

Fig.6.2. Variaia temperaturilorla un ciclu de lucru


7/8

Fig.6.3. Seciune printr-un batiu din beton polimerizat

Fig.6.4.Construcia unui batiu

din materiale combinate

Carcasele trebuie s asigure o precizie determinat a poziiei relative a

pieselor i mecanismelor unitilor de asamblare, att n regim static ct i

dinamic. Totodatele permit orientarea i fixarea unitii de asamblare de careaparin cu alte uniti de asamblare, mpreun cu care formeaz o anumit

main, instalaie sau utilaj.

Condiiile tehnice care se impun carcaselor se refer la: rezisten

mecanic, rigiditate, rezisten la uzur, rezisten la coroziune, preciziedimensional, de formgeometrici poziie a suprafeelor, stabilitate termic,

etaneitate.

Avnd n vedere marea diversitate de construcii i de destinaii

funcionale ale carcaselor, pentru fabricarea acestora se folosesc diferite

materiale ca: fonte cenuii, fonte maleabile, oeluri carbon turnate, oeluricarbon obinuite, metale neferoase etc.


8/8

O larg utilizare n construcia carcaselor o are fonta cenuie, datorit

faptului cn multe cazuri satisface cerinele funcional-constructive i totodat

corespunde cerinelor tehnologice i economice. Din Fc 15 i Fc 20 se fabric

carcasele mainilor-unelte obinuite i care nu au suprafee supuse la uzur ntimpul funcionrii (de exemplu, carcasele cutiilor de avansuri), marea

majoritate a carcaselor pentru organe de transmitere a micrii i pentru cutiilede viteze de la mainile agricole, a carcaselor pompelor centrifuge, ale

reductoarelor i altor ansambluri care nu sunt solicitate deosebit i n specialcare nu lucreazn regim dinamic.

Carcasele mainilor-unelte de precizie, carcasele arborilor principali,

blocurile arborilor principali de la mainile-unelte automate cu arbori multipli,blocurile cilindrilor i chiulasele motoarelor cu ardere intern i ale

compresoarelor, carcaselor reductoarelor care lucreaz n regimuri grele de

funcionare etc. se executdin Fc 25 i Fc 30.

Carcasele care lucreaz n condiii de solicitri complexe, supuse lamomente ncovoietoare i de torsiune, la vibraii i n general la sarcini

dinamice, se executdin fontmaleabilsau oel carbon turnat (Fm 35n, Fm42a,

OT 45-2, OT 50-2, OT 55-2 etc).

Pentru carcasele turbinelor cu aburi care lucreazla presiuni pnla circa

20 daN/cm2i la temperaturi sub 250

oC se utilizeaz fonte maleabile perlitice

Fm 50p, Fm 55p, iar pentru cele care lucreazla temperaturi mari (400...500oC)

se utilizeazoeluri aliate cu molibden sau crom-molibden (T30MoCN14 etc.).

Carcasele care lucreaz n mediu coroziv se fabric din oeluri aliate

rezistente la coroziune cum sunt oelurile aliate cu Si, Cr, Ni .a. (T50 SNMo280

- pentru construcii mai complicate, respectiv 20C130 i 7TC170 - pentru

construcii mai simple).

La carcasele sudate se utilizeaz oeluri carbon obinuite cu coninut

sczut de carbon, n general OL 42 i OL 50.

O utilizare largn construcia carcaselor cu destinaii diferite i mai ales

a pieselor de tipul blocurilor motor sau a carcaselor pentru pompe, o au aliajele

de aluminiu turnate sub presiune sau n cochilie.

Tratamentele termice recomandate sunt: recoacerea de detensionare i

uneori recoacerea de omogenizare, pentru carcasele turnate i normalizarea

pentru carcasele sudate.

m si t pt ghidaje si batiuri

Documents