proiect fra. alexe

12
Capitolul 1. Analiza conditiilor tehnico-functionale si a tehnologicitatii piesei si stabilirea tipului de productie 1.1 Analiza rolului functional, a conditiilor tehnice impuse piesei finite si a tehnologicitatii acesteia 1.1.1. Rolul functional si solicitarile piesei Pompa de injecţie de tipul cu piston asigură presiunile ridicate cerute pentru o bună pulverizare. În soluţia clasică fiecare cilindru este alimentat separate de catre o pampă individuală. Pentru simplficarea constructiei, toate pompele se unesc într-un corp unic 1 (fig1); în acest caz, pompa de injecţie reprezintă un ansamblu de elemente de pompă sau elmente refulante 2, care au în comun alimentarea cu combustibil 3, antrenarea cu arborele 4, reglarea automata a turaţiei cu regulatorul 5 şi reglajul dozei de combustibil (sarcina) cu cremaliera 6. Din cauza blocului unic apare necesitatea conductelor de legătură. În unele cazuri se elimină conductele de legătură, iar pompa de injecţie şi injectorul formează un ansamblu comun, denumit pompă- injector. Deoarece pompa lucrează la presiuni ridicate, este necesar să se asigure o bună etanşare. Etanşarea cu garnituri nu se utilizeată deoarece garniturile se uzează rapid. Etanşarea pistonului pompei în cilindru se obţine prin reducerea jocurilor la valori foarte mici realizate prin rodaj, cuprinse între 1,5 şi 3 µm. În acest scop lungimea pistonului este sporită în raport cu diametrul său.

Upload: alexe-cristina

Post on 01-Feb-2016

53 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Proiect FRA. Alexe

Capitolul 1. Analiza conditiilor tehnico-functionale si a tehnologicitatii piesei si stabilirea tipului de productie

1.1 Analiza rolului functional, a conditiilor tehnice impuse piesei finite si a tehnologicitatii acesteia1.1.1. Rolul functional si solicitarile piesei

Pompa de injecţie de tipul cu piston asigură presiunile ridicate cerute pentru o bună pulverizare. În soluţia clasică fiecare cilindru este alimentat separate de catre o pampă individuală. Pentru simplficarea constructiei, toate pompele se unesc într-un corp unic 1 (fig1); în acest caz, pompa de injecţie reprezintă un ansamblu de elemente de pompă sau elmente refulante 2, care au în comun alimentarea cu combustibil 3, antrenarea cu arborele 4, reglarea automata a turaţiei cu regulatorul 5 şi reglajul dozei de combustibil (sarcina) cu cremaliera 6. Din cauza blocului unic apare necesitatea conductelor de legătură. În unele cazuri se elimină conductele de legătură, iar pompa de injecţie şi injectorul formează un ansamblu comun, denumit pompă-injector. Deoarece pompa lucrează la presiuni ridicate, este necesar să se asigure o bună etanşare. Etanşarea cu garnituri nu se utilizeată deoarece garniturile se uzează rapid. Etanşarea pistonului pompei în cilindru se obţine prin reducerea jocurilor la valori foarte mici realizate prin rodaj, cuprinse între 1,5 şi 3 µm. În acest scop lungimea pistonului este sporită în raport cu diametrul său.

Page 2: Proiect FRA. Alexe

Pompele de injecţie cu piston-sertar au o mare raspandire în domeniul motoarelor de autovehicule deoarece au o constructive simplă, o siguranţă sporită în funcţionare, se deservesc uşor şi asigură o uniformitate relativă ridicată a debitului de combustibil. Pompele cu piston sertar sunt de tipul aspiraţie invariabilă şi descărcare partial. Pentru simplificarea construcţiei fucţia supapei de aspraţie comandate este preluată de însăşi pistonul pompei, care a primit denumirea de piston-sertar, întru-cat distribuie combustibilul în cilindrul pompei în raport cu sarcina motorului. În fig 4 se arată un element de pompă şi alăturat, cateva detalii principale. În cilindrul 1 se deplasează pistonul-sertar 2, acţionat într-un sens de cama 3, fixate pe axul 4, iar în celalalt capăt de arcul 5. Cama acţionează prin intermediul tachetului 6prevăzut cu rola 7, fixate pe axul 8 prin intermediul unui rulment cu ace. Tachetul transmite mişcarea la tija pistonului prin intermediul şurubului de reglare 9. Arcul se reazemă cu un capăt pe discul fix 10,iar cu celalat pe discul mobil 11, fixat la capătul tijei pistonului. Pe cilindrul 1, se roteşte liber bucşa 12, prevăzută la partea inferioară cu două ferestre 13 (detaliul a); la partea superioară a bucşei rotitoare se fixează coroana dinţată 14 cu ajutorulu şurubului 15. Coroana dinţată angrenează cu cremaliera 16, iar pistonul-sertar angrenează cu bucşa rotitoare prin proeminenţele 17, care se deplasează liber în jurul bucşei, prin ferestrele 13. Cilindrul comunică prin orificiile de alimentare 18 (detaliul b) cu canalul de combustibil 19, practicat in corpul 20 al pompei.La partea superioară a cilindrului se plasează supapa de refulare 21 cu scaunul ei 22; supapa de refulare este menţinută pe sediu de arcul 23 închis în racordul de presiune 24. Supapa de refulare (detaliul c) intră în scaunul ei cu coada cilindrică, pe care sunt practicate şanţuri longitudinale pentru trecerea combustibilului. Ea asigură etanşarea prin gulerul conic 25.

Page 3: Proiect FRA. Alexe

Fig 2. Elementele pompei de injectie in linie

Page 4: Proiect FRA. Alexe

Pompa funcţionează astfel: Cand pistonul-sertar este pe coborare spatiul de deasupra sa se umple cu combustibil prin ambele orificii practicate in cilindru (faza 1). In faza 2 pistonul-sertar urca si o parte din combustibil este evacuat prin orificiile de alimentare care sunt inchise la momentul 3. Faza 4 consta in evacuarea fortata a combustibilului prin supapa de sens catre injector. Aceasta faza dureaza pana la momentul 5 cand rampa elicoidala incepe sa deschida legatura cu orificiul de alimentare. Spatiul parcurs intre momentele 3 si 5 depinde de pozitia unghiulara ( de rotirea ) a rampei elicoidale. Dupa momentul 5 pistonul-sertar continua sa urce fara a mai trimite combustibil catre injector. Practic din cursa totala doar o parte este utila, marimea ei depinzind de pozitia cremalierei lecate de maneta sau pedala de acceleratie.

Fig. 3. Schema de functionare a pompei de injectie in linie cu piston sertar

1.1.2. Conditiile tehnice impuse piesei finite prin desenul de executie

Conditii tehnice. Pistonasul face parte din grupa de inalta precizie a unei pompe de injectie fata de care exigentele de executie depasesc cu mult pe cele obisnuite in constructive de motoare.Forma geometrica a pieselor trebuie sa fie realizata foarte précis cu abateri de valoarea micrometrilor, imperecherea realizandu-se la jocuri incepand cu 0.001mm. Din aceasta cauza rugozitatea suprafetelor trebuie sa fie foarte mica fiind necesare finisari speciale. In figura 4 sunt prezentate in mod sintetic conditiile tehnice pentru executia pistonasului. Tolerante de forma:- Toleranta la planeitate;- Toleranta la cilindricitate este 0,001;

Tolerante de pozitie:

- Toleranta la paralelism este de 0,003;- Toleranta de coaxialitate este 0,005.

Page 5: Proiect FRA. Alexe

Fig 4. Desenul de executie al pistonasului cu sertar

1.1.3. Analiza tehnologicitatii constructiei piesei

Tehnologicitatea trebuie sa asigure fabricarea piesei prin cele mai economice procedee tehnologice, cu utilizarea fortei de munca minima, numar de utilaje redus, materiale ieftine si energie consumata cat mai putina, toate acestea neafectand fiabilitatea si rezistenta mecanica a piesei.

Conditiile tehnice deosebite determina prelucrarea pistonasului pe masini special, in fluxuri tehnologice specific seriilor mari.

Operatiile de prelucrare mecanica sunt grupate in doua etape: operatii care se executa inaintea tratamentului termic si operatiile care se executa dupa tratamentul termic.

Procesul tehnologic de prelucrare incepe cu strunjirea suprafetelor exterioare 1 si 2 (fig. 5), operatii ce se executa pe strunguri automate. Urmeaza prelucrarea bratului de comanda 3 (freazare , ajustare) si frezarea rampei de comanda a debitului de combustibil 5. Cele doua frezari trebuie sa fie in absoluta concordanta de pozitie.

Page 6: Proiect FRA. Alexe

Dupa acest grup de operatii se trece la tratamentul termic de calire si la tratamentul la rece, la temperature sub 00C, urmat de o periere sau electrodebavurare, pentru a pregati suprafetele in vederea prelucrarilor ulterioare.

Dupa tratamentul termic se executa rectificarea de semifinisare a suprafetelor cilindrice exterioare 1 si 7 la o calitate Ra=0.4 µm, rectificarea fetei gaurii central. Urmeaza demagnetizarea si imperecherea pistonasului cu bucsa. Pentru aceasta pistonasele se sorteaza la diametrul exterior din 0.005 la 0.005 mm si apoi se rectifica la o calitate a suprafetei cu Ra=0.2µm .

In fabricatia moderna aceasta operatie este combinata cu imperecherea pistonasului cu bucsa. In acest scop se utilizeaza masini special de rectificat cu control electronic. Acestea au un dispozitiv de palpare, care introdus in alezajul bucsei elementului pompei de injectie, indica optic cota la care trebuie rectificat pistonasul care se va imperechea cu bucsa respective. Se asigura un joc de 0,002….0,0035 mm. Discul de rectificat este din carbora de siliciu cu granulatie fina (nr. de granulatie 4. STAS 1753-76).

In final, dupa imperechere se face o periere cu peria de nylon, se spala in percloretilena, se marcheaza si se efectueaza controlul jocului pe aparate pneumatice la presiune de 2MPa.

Fig. 5. Prelucrarea pistonasului pompei de injectie in linie

1,2,7-suprafete cilindrice exterioare, 3-brat de comanda, 4-nr. de granulatie, 5-suprafata frontala, 6-suprafata gaurii central

1.2. Alegerea justificata a materialului pentru executia piesei

Pentru a asigura precizia dimensionala se utilizeaza oteluri special de tipul otelurilor pentru rulmenti (exemplu: RUL 1C2 STAS 1456-80).Optimizarea alegerii materialului se bazeaza pe o metoda numita metoda de analiza a valorilor optime.

Metoda presupune rezolvarea urmatoarelor etape:- stabilirea rolului functional al pisei, al tehnologicitatii si a conditiilor economice de functiinare ale acesteia;

Page 7: Proiect FRA. Alexe

- determinarea si stabilitatea factorilor analitici ai problemei alegerii materialului optim;- descompunerea factorilor analitici in elemente primare;- aprecierea cantitativa a factoriloe analitici se face folosind un sistem de notare, in functie de valoarea fiecarei proprietati k acordandu-i-se o nota tk;-stabilirea ponderii importantei fiecarui factor primar se face tinand cont de datele rezultate din etapele 1 si 3 acordand fiecarei proprietati k o pondere dk , in stabilirea poderii trebuie indeplinita conditia: 1;-alegerea solutiei optime la momentul dat se face aplicand criteriul: maxim-analiza solutiilor din punctul de vedere al utilitatii lor si stabilirea conditiilor de inlocuire economica a unui material cu alt material. Alegerea materialului se face in urma criteriilor de decizie:• criteriul densitatii [kg/m3] - criteriul de minim;• criteriul conductibilitatii termice[cal/cm*s*oC] – criteriul de maxim;• criteriul rezistentei la coroziune [mm/an] - criteriul de maxim;• criteriul durabilitatii [HB] - criteriul de maxim;• cnteriul rezistentei la rupere [daN/mm2] - criteriul de maxim;• criteriul turnabilitatii – criteriul de maxim;• criteriul deformabilitatii – criteriul de maxim;• criteriul uzinabilitatii – criteriul de maxim;• criteriul pretului de cost [lei/kg] – criteriul de minim.

1.3. Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologice. Stabilirea preliminara a tipului (sistemului) de productie

1.3.1. Calculul fondului annual real de timp (Fr):

Fr=[Zc-(Zd+Zs)]*ns*ts*kp [ore/an];Zc – numarul zilelor calendaristice dintr-un an; Zc=365 zile/an.Zd – numarul zilelor libere de la sfarsit de saptamana dintr-un an ; Zd=52 zile/an.Zs – numarul zilelor sarbatorilor legale; Zs=6 zile/an.ns – numarul de schimburi, ns=3.ts – durata unui schimb; ts=8 ore/schimb.kp - coeficient care tine cont de pirderile de timp datorita reparatiilor executate in timpul normal de lucru; kp=0,94.

Atunci Fr=[365-(52+6)]*3*8*0,94=6926 ore/an

Page 8: Proiect FRA. Alexe

1.3.2. Calculul planului productiei de piese (Npp)

Pentru calculul planului productiei de piese se foloseste formula:Npp=Np* n + Nr + Nrc + Nri [piese/an], unde:Np - planul de productie pentru produsul respectiv; Np=135000 autovehicule/ann – numarul de piese de acelasi tip pe produs; n=4.Nr - numarul de piese de rezerva livrate odata cu produsul; Nr=0.Nrc - numarul de piese de rezerva livrate la cerere (pentru reparatii). Se adopta intre 0 si 200... 300% din Np*n.Nri -numarul de piese rebutate la prelucrare din cauze inevitabile.Se adopta in functie de dificultatea proceselor tehnologice presupuse a fi utilizate, intre 0,1...1 % din (Np*n+ Nr+ Nrc).

Atunci, Npp=135000*4+0+0+0,5*(135000*4+0+0)/100=542700 piese/an

1.3.3. Calculul ritmului si productivitatii liniei tehnologiceRitmul liniei tehnologice RλRλ=Fr*60/ Npp [piesa/min];Rλ=6926*60/542700=0.76 piesa/min. Rezulta o productie de masa.Productivitatea liniei tehnologice reprezinta inversul ritmului liniei:Qλ=60/ Rλ [piese/ora];Qλ=60/0.77=78.9 [piese/ora]

1.3.4. Stabilirea preliminara a tipului de productie

Tipul de productie reprezinta ansamblul de factori dependenti, conditionati in principal de: stabilirea in timp a productiei, complexitatea construcriva si tehnologica a acesteia si de volumul productiei.Se va detemina sistemul de productie prin metoda indicilor de constanta a fabricatiei. Tipul sistemului de productie este dat de gradul de omogenitate si de stabilitatea in timp a lucrarilor ce se executa in cadrul diferitelor unitati de productie.In functie de ritmul mediu al liniei tehnologice Rλ =0.77 care se situeaza in intervalul ( 1,10) [buc/min], se va adopta o productie de serie mare.

Marimea optima a lotului de piese fabricate se calculeaza cu formula:Nlot= Npp*Zr / Zl, unde:Zr -numarul de zile pentru care trebuie sa existe rezerve de piese (5... 10 zile) la piese marunte; Zr=7.Zl=Zc-(Zd+Zs)=365-52-7=306 - numarul de zile lucratoare pe an;Inlocund in formula initiala se obtine:Nlot=542700*7 / 306 Nlot=12414 [piese/lot]

Page 9: Proiect FRA. Alexe

Bibliografie- Capitolul 1

1. Grunwald, B. Teoria, constructia si calculul motoarelor pentru autovehicule rutiere, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980

2. Bejan, N., Iozsa, D., Fabricarea si repararea industrial a autovehiculelor – Indrumar de proiect, 1995

3. Marincas, D., Abaitancei, D. Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti