mecanisme utilizate in componenta produselor

7/21/2019 Mecanisme Utilizate in Componenta Produselor

1/12

MECANISME UTILIZATE IN COMPONENTA PRODUSELOR

Materiale utilizate n construcia de a!ini

Gama materialelor folosite n industria constructoare de maini estefoarte bogat i variat. ntruct de alegerea materialului depindetehnologia de execuie i ndeplinirea condiiilor cerute organelor demaini, se impune ca aceast alegere s se fac dup o analiz atent,sub toate aspectele, a avantaelor i dezavantaelor fiecrei soluii

posibile.

"ontele #rutenu se utilizeaz n construcia de maini n stareaobinut,ele se folosesc doar pentru elaborarea altor materiale.

"ontele cenu!ii cu $ra%it laelar!obinuite sau modificate" turnate npiese sunt prevzute n standardul #$ %&'()'*'+++. ceste fonte suntcaracterizate fie prin rezistena la traciune, fie prin duritatea -rinell

pesuprafaa piesei turnate.

roprietile fontelor se coreleaz cu masa metalic, dimensiunile iforma grafitului. /onta de rezisten minim l00 &1mm2 are masametalic feritic i separri grosiere de grafit. 3reterea rezisteneiminime peste 200 &1mm2 este asigurat de masa perlitic i separri finede grafit. $ezistene peste 400&1mm2 se obin prin modificare.$ezistena la traciune i duritatea -rinell scad cu creterea grosimii de

perete a piesei care se toarn.

5tilizrile fontelor cenuii sunt determinate de proprietile acestora*

6 rezisten la uzur !batiurile mainilor unelte, axe, roi dinate, cilindride la motoare 7iesel"8


2/12

6 rezisten la coroziune i refractaritate !creuzete de topire a metalelor,evi de eapament la camioane"8

6 capacitate de amortizare a vibraiilor !plci de spriin a fundaiilor,

batiuri"8

6 rezisten la oc termic !lingotiere"8

6 tenacitate !volani, batiurile motoarelor 7iesel"8

6 compactitate i rezisten la coroziune !cilindri la compresoare,

pompe, organe de maini ce lucreaz la presiuni mari, discuri de

ambreia"86 pre de cost redus.

"ontele cu $ra%it nodular turnate n forme din amestec clasic suntclasificate n #$ %& '()4*'+++ n funcie de caracteristicile mecaniceale materialului, rezultate din ncercarea de traciune i ncovoiere prinoc mecanic sau prin ncercarea de duritate -rinell.

5tilizarea fontelor cu grafit nodular este n corelaie cu proprietile*

6 rezisten la uzur !arbori cotii pentru motoare de automobile imotoare 7iesel, segmeni de piston, piese pentru turbine, roi dinate,saboi de frn, cilindri de laminor semiduri"8

6 refractaritate !lingotiere"8

6 rezisten 9a coroziune !armturi, conducte de ap subteran,

tubulatur pentru canalizri"8

6 rezisten mecanic !utilae miniere, corpuri la compresoare"

"ontele alea#ilesunt clasificate n standardul #$ %& '()2*'+++, nfuncie de caracteristicile mecanice rezultate din ncercarea de traciune


3/12

plicaiile fontei maleabile cu inim alb sunt limitate, deoarece seobine printr6un procedeu mai complicat, se preteaz mai puin laproducia de serie, grosimea pereilor pieselor este limitat, iar durata

tratamentului de decarburare crete cu grosimea pereilor. 3ostul esteridicat. #e preteaz la piese mici i subiri, dar tendina este de a finlocuitcu fonta maleabil cu inim neagr sau aliae sinterizate.rincipalul avanta al acestei fonte este sudabilitatea, datorat abseneigrafitului n straturile superficiale. #e folosete pentru piese mici deracord la montarea cadrelor de biciclet, radiatoare pentru nclzirecentral etc. /onta maleabil cu inim neagr feritic are o largaplicaie n industria automobilului !cutia diferenialului, suportulfuzetelor, cutia de direcie, pedala de frn, pedala de ambreia etc." i almainilor agricole.

#unt piese cu forme complexe, rezisten ridicat, cu suficienttenacitate i ductilitate.

/onta maleabil cu inim neagr perlitic. are rezistena la rupere peste:(0&1mm2. #e folosete pentru piese mai compacte, supuse la

uzurabraziv, cum sunt roile i coroanele dinate, pinioanele. ;rcilecu rezistena la rupere .?elurile cuconinut pn la 0,=> 3 se numesc hipoeutectoide, cele cu 0,=> 3

eutectoide, iar cele cu peste 0,=> 3 hipereutectoide.?elurile carbon sunt acele oeluri care nu conin n mod voit alteelemente n afar de /e, 3 i cele impuse n procesul de elaborare ;n,#i, l. ?elurile carbon constituie n mod nendoielnic cea mai important


4/12

grup de materiale folosit n construcia de maini datoritproprietilor sale*

6 proprieti mecanice i de rezisten superioare8

6 prelucrabilitate tehnologic variat* sudabilitate, prelucrare prindeformare plastic la cald !laminare, forare, presare, matriare",deformare la rece !laminare, ambutisare, extrudare", achiere8

7up destinaie, oelurile carbon se clasific n oeluri de construcie,pentru scule i cu destinaie special. ot fi livrate n stare turnat saulaminat, cu sau fr tratament termic final. #imbolizarea lor exprim

destinaia, tehnologia de prelucrare, caracteristicile mecanice sauconinutul n carbon.

?elurile nealiate turnate pentru construcii mecanice de uz general, suntprevzute n #$ 9#? 43, max. 0,0:(> ,


5/12

!0,020...0,0:("> #. #e supun mbogirii superficiale n carbon8 urmatde clire i revenire oas, pentru obinerea unui strat superficial dur irezistent la uzur, asociat unui miez tenace.

?elurile de calitate nealiate pentru clire i revenire, sunt prevzute n#$ %& '00=462*'++(, n coresponden cu #@# ==06==. #unt oeluri decalitate superioare, care conin 08'3, max, 0,0:(>, 0,02060,0:(>#. #e supun mbuntirii !clire i revenire nalt", pentruobinerea unor piese cu rezistent mecanic i tenacitate ridicate.

?elurile aliate sunt oeluri la care s6a adugat n mod voit unul sau maimulte elemente de aliere pentru a le modifica proprietile fizice imecanice. /uncie de cantitatea elementelor de aliere oelurile pot fislab, mediu sau bogat aliate. #e consider oel slab aliat, acela la careparticiparea total a elementelor de aliere nu depete (> i bogat aliatdac suma elementelor depete '0>. %lementele de aliere conferoelurilor caracteristici fizico6chimice i ndeosebi mecanice superioarecelor ale oelurilor carbon. ;aterialele metalice neferoase, cum ar ficuprul, zincul, staniul, aluminiul etc., se folosesc n mod curent sub

form de aliae !bronz, alam, duraluminiu etc." ceste materiale suntmai scumpe dect cele feroase i se utilizeaz n scopul conferirii unorcaracteristici deosebite pieselor, cum ar fi greutate sczut, caracteristicide antifriciune, proprieti anticorozive, conductibilitate termic ielectric ridicat etc.

luminiul i aliaele lui prezint densitate redus !sunt uoare",conductivitate termic i electric mare. #e utilizeaz la confecionareapieselor n micare accelerat !pistoane, plunere etc", carcase pentrupompe, chiulase de motor, accesorii pentru instalaii de irigaii, roipentru curele, tamburi de frn etc. #taniul cu aliaele lui, precum icuprul cu aliaele se comport bine la antifriciune. #e utilizeaz la


6/12


7/12

6 3eramicele sunt materiale anorganice, care rezult din reacia unormetale !;g, l, /e etc" cu metaloizi !?, 3, & etc" obinndu6se alumina,silicea, carburi, nitruri, boruri, sticle minerale, diamant, grafit. #e disting

prin refractaritate, care se manifest prin rezisten mecanic i termicla temperaturi ridicate. ;aoritatea sunt izolatori termici i electrici. #untfoarte dure i fragile.

6 ;aterialele compozite sunt formate din dou sau mai multe materialediferite, care i combin proprietile specifice. stfel, poliesteriiconsolidai cu fibre de sticl formeaz un compozit uor i rezistentmecanic, folosit la confecionarea recipientelor, brcilor etc. rin

presarea pulberilor metalice i nclzirea lor ulterioar se obinmaterialele sinterizate. ?rganele de maini realizate din materialesinterizate nu mai necesit prelucrri ulterioare prin achiere motivpentru care au un domeniu larg de aplicaii. 9n funcie de compoziiapulberilor utilizate se obin materiale cu proprieti mecanice i fizicedeosebite.

Criterii de ale$ere a aterialelor

Da alegerea materialelor se va ine seama de urmtoarele patru

criterii*

'. 3riteriul mediului de lucru caracterizat prin temperatur, umiditate,aciune electrochimic, prezena particulelor nocive. /uncionarea nmedii corosive implic fie folosirea unor material rezistente lacoroziune, fie materiale obinuite care vor fi proteate prin lcuire,nichelare, cromare, galvanizare.


8/12

Da temperaturi nalte se vor folosi materiale rezistente la flua, materialeceramice, azbest. Da temperaturi oase se vor folosi materiale cu reeacristalin cubic cu fee centrate !3u, l, b, /eE, g".

2. 3riteriul de rezisten, are n vedere caracteristica i naturasolicitrilor ce iau natere n timpul funcionrii n piesaproiectat.legerea materialelor se face n funcie de o serie de factori,cum ar fi* caracteristicile de rezisten static, rezistena la oboseal,rezistena la rupere fragil, concentratori de tensiune, condiii detratament termic etc.

9n maoritatea cazurilor cunoaterea caracteristicilor de rezisten staticnu este suficient. 7ac organul de main proiectat este solicitatvariabil, rezistena la oboseal a materialului ales trebuie s fie ct mairidicat. Da oboseal, oelurile aliate nu prezint avantae sensibile fade cele obinuite, aa cum se ntmpl n cazul solicitrilor statice. Daproiectare se va ine cont de faptul c rezistena la oboseal a pieselor sepoate mri n straturile superficiale prin tratamente mecanice, tratamentetermice, forme raionale i prelucrri corespunztoare a suprafeelor.

entru piesele solicitate la oboseal se recomand oeluri cu un coninutde carbon mai mic de 0,: >.

#e impune adesea ca unele organe de main s aib greutate redus,mai ales la cele n micare, n scopul micorrii sarcinilor de inerie.entru acestea se vor alege oeluri aliate care au rezistena la rupere ilimita de curgere mare, aliae de aluminiu, titan, magneziu sau materialeplastice.

4. 3riteriul tehnologic are n vedere forma organului de main, numrulde buci, procedeul i procesul tehnologic aplicat.

:. 3riteriul economic ine seama de costul materialelor, tehnologiei defabricaie i exploatrii.


9/12


10/12

cu autorul epruvetelor executate din materialul de ncercat. rima dinseria de epruvete se ncarc n aa fel nct s se realizeze n ea un efortunitar alternant6simetric I I )I r 0, max J ' J , pentru oeluri sau I I :I

r 0, max J ' J , pentru aliae neferoase uoare. #e constat c aceastepruvet se rupe dup cicluri. &'.9ntr6un sistem de coordonate I max , &!fig.2.+", se marcheaz punctul corespunztor ruperii primeiepruvete.'! ' ' I , & ". doua epruvet se ncarc la un efort maxim I 2mai mic cu !'0...20" ;a dect I ' i se constat c ea se rupe dupcicluri, unde &2 &2 K &' #e marcheaz punctul urmtor,2! 2 2 I , & ".#e continu acest procedeu. #e constat c la o anumit valoare a lui Imax , creia i se d numele de rezisten la oboseal, epruveta nu se mairupe.

"actori care in%lueneaz' rezistena la o#oseal'

$ezistenta la oboseal se consider ca fiind tensiunea maxim ce aparentr6o seciune a unei epruvete solicitat variabil ntr6un ciclu cucoeficient de asimetrie $, n condiii ideale de ncrcare, la care epruvetanu se mai rupe la oricte cicluri ar fi solicitat. 3ondiiile standard de

ncercare presupun* epruveta cu diametrul d0J'0mm, fr concentratoride tensiune, lustruit, ncercat n aer uscat la 2003.$ezistena laoboseal a unui organ de main concret difer de rezistena la oboseala epruvetei chiar dac materialul este acelai. %a este influenat deurmtorii factori*

'. /actori constructivi *

a" 3oncentratori de tensiunecetia pot fi* degari, guri transversale, filete, racordri, canale depan etc. 3oncentratorii de tensiune micoreaz rezistena la oboseal.9nfluena acestora se introduce n calculule prin coeficientul deconcentrare


11/12

b" /actorul dimensional

entru piese similare din punct de vedere geometric, cu aceeai stare asuprafeei i executate din acelai material, rezistena la oboseal scade

cu creterea dimensiunii. 9nfluena deosebirii dintre dimensiunile pieseireale i ale celei ncercate este luat n considerare prin introducereafactorului dimensional L definit ca raportul ntre rezistena la oboseala unei epruvete avnd un diametru oarecare d i rezistena la oboseal aepruvetei cu diametrul d0 J '0 mm

c" /orma seciunii

entru alte seciuni dect cea circular, rezistena la oboseal scade.a" 3alitatea suprafeei

;icrogeometria suprafeei piesei este deosebit de important, deoareceurmele rmase din prelucrarea mecanic reprezint concentratori detensiune. %fectul strii suprafeei poate fi considerat n calculul deoboseal prin introducerea coeficientului de calitate a suprafeei E ,

definit ca raport ntre rezistena la oboseal a unei piese cu suprafaaavnd un grad de prelucrare oarecare E ! " $ i cea a piesei lustruite ! " $ *

b" @ratamentele termice superficiale i cele termochimice producmodificri structurale n stratul superficial, favorabile rezistenei la:0?rgane de maini i mecanisme oboseal. 9nfluena lor se introduce princoeficient ul M t , care poate lua valorile* rulare cu role

4. /actori de exploatare

a" #uprasarcinile au un efect mic n cazul n care durata de aplicare estemic.

b" @emperatura are efect negativ i depinde de material.


12/12

c" 3oroziunea chimic micoreaz considerabil rezistena la oboseal.

Ninnd cont de toi aceti factori de influen, rezistena la obosealpentru o pies de dimensiuni date cu calitatea suprafeei cunoscut,

tratat termic.

Calculul de rezisten' la solicit'ri statice

cest calcul poate fi de dimensionare sau de verificare, iar solicitrilepot fi simple sau compuse.

Da dimensionare se stabilete dimensiunea principal a organului demain ca rezultat al calcului de rezisten, dup care innd cont detehnologia utilizat pentru realizarea lui i de poziia ocupat nansamblu se schieaz forma sa.

Da verificare, dimensiunea sau chiar forma organului de main se alegconstructiv i apoi se fac verificri n seciunile periculoase astfel catensiunea efectiv s fie mai mic dect tensiunea admisibil

Calculul de rezisten' la solicit'ri (aria#ile

7eoarece rezistena la oboseal depinde de o serie de factori careimplic cunoaterea formei i a dimensiunilor piesei, calculul derezisten la oboseal este un calcul de verificare.

entru a calcula coeficientul de siguran este necesar a se cunoaterezistena la oboseal a piesei i valorile caracteristice ale ciclului real de

solicitare. 9n plus este necesar s se aleag un criteriu de calcul detrecere de la ciclul real din pies la ciclul limit. 9n cazul particular alsolicitrilor prin cicluri alternant simetrice, cnd solicitarea variabil estecaracterizat de un singur parametru.

mecanisme utilizate in componenta produselor

Documents