tirps - laborator

1

Dragoş PARASCHIV

Ionel SÂRBU Lucian TĂBĂCARU

TEHNOLOGIA INTRETINERII SI REPARĂRII PIESELOR SUDATE

Indrumar de laborator

CATEDRA TCM

IAŞI-2010

2

C U P R I N S

Norme de tehnica securităţii muncii 3

Lucrarea nr. 1: Recondiţionarea pieselor cu degradări

prin sudare oxiacetilenică 5

Lucrarea nr. 2: Recondiţionarea prin sudare electrică 9

Lucrarea nr. 3: Recondiţionarea prin metalizare 15

Lucrarea nr. 4: Recondiţionarea pieselor prin deformări

plastice 20

Lucrarea nr. 5: Incărcarea prin acoperiri galvanice. Cromarea 25

Lucrarea nr. 6: Acoperiri galvanice de protecţie. Cuprarea. Nichelarea. Zincarea 31

Lucrarea nr.7:Deformatii de contact la imbinari plane 35

Lucrarea nr. 8 : Recondiţionarea suprafeţelor cilindrice concentrice şi excentrice 41

Lucrarea nr. 9: Recondiţionarea arborilor netezi şi în trepte prin rectificare 48

Lucrarea nr. 10: Vibronetezirea suprafeţelor exterioare şi interioare 68

Lucrarea nr. 11: Echilibrarea dinamică 72

3

NORME DE PROTECŢIA MUNCII, PREVENIREA ŞI STINGEREA INCENDIILOR

1. Baza de întocmire şi domeniul de aplicare

Normele de protecţia muncii s-au întocmit pe baza legii nr. 5/19 (cu modificările ulterioare) şi a normelor republicane de protecţia muncii, modificate prin Ordin nr. 110/19 al Ministerului Muncii şi nr. 39/19 a Ministerul Sănătăţii şi se aplică conform Ordinului Ministerului Construcţiei de Maşini nr. 97/19 .

Aplicarea prezentelor norme de protecţie a muncii este obligatorie pentru toate unităţile din economie avînd activităţi cu specific de construcţii şi reparare de maşini.

Normele de prevenire şi stingerea incendiilor au în vedere dispoziţiile Decretului nr. 232/19, adresa Comandamentului pompierilor din Ministerul de Interne nr. 31106/19, fiind stipulate în Decretul nr. 469/19 privind organizarea şi funcţionarea Ministerului Educaţiei Naţionale, modificat cu Decretul nr. 125/19 şi în Hotărârea Biroului Executiv al Consiliului de Conducere al Ministerului Educaţiei Naţionale din 30 iulie 1975.

2. Instrucţiuni cu caracter general

Intrarea în laborator în vederea efectuării lucrărilor practice se face num ai cu echipament de protecţie.

Hainele vor fi încheiate, strînse pe corp şi părul legat. Punerea în funcţiune a utilajelor se face numai în prezenţa personalului de

laborator. Desfăşurarea lucrării se urmăreşte cu atenţie evitându-se discuţiile cu

colegii. Piesele şi materialele se vor depozita în afara căilor de acces, în locuri

destinate special acestui scop. Prezenţa defecţiunilor la utilajele în funcţiune va 11 adusă la cunoştinţă

imediat personalului de laborator, iar utilajul scos de sub tensiune. Efectuarea determinărilor practice se va face pe rând de către un singur

student pentru a evita suprapunerile de comenzi. Manevrarea pieselor în vederea instalării se face numai cu maşina sau

utilajul în stare oprită. Este interzisă cu desăvârşire depanarea instalaţiilor electrice de orice fel.

4

în pauzele de lucru, cleştele portelectrod trebuie agăţat de un suport izolant, evitându-se scurtcircuitul sursei de alimentare.

Cablul de masă va fi racordat direct la piesă prin intermediul unor cleme de strângere, suprafaţa de contact Fiind curată.

Sudarea se va face după paravane de protecţie, lipsa acestora obligă sudorul să avertizeze persoanele din jur.

. 5. Instrucţiuni pentru acoperiri metalice

Instalaţiile care produc degajări de gaze nocive vor fi prevăzute cu ventilaţie forţată.

Manipularea substanţelor se va face cu mâinile protejate sau folosind recipiente adecvate.

Băile de acoperiri galvanice vor fi amplasate corespunzător pentru accesul comod. încălzirea electrică a acestora obligă legarea lor la pământ.

La prepararea băilor se va ţine cont de proprietăţile şi reacţiile posibile ale substanţelor respective.

La diluarea acizilor se va ţine cont de reacţiile exoterme posibile. Diluarea acidului sulfuric (H2S04) se face prin turnarea în vână subţire şi sub

agitarea puternică a acidului în apă. Amestecul acizilor se face turnând pe cel mai concentrat în cel mai diluat.

Diluarea cu reacţie exotermă se va face numai în vase incasabile la şocuri termice.

La decapări în acid sulfuric (H2S04) nu se vor admite impurităţi de arsen care pot provoca accidente prin degajare de hidrogen arseniat (substanţă extrem de toxică).

Este obligatorie prezenţa a cel puţin doi operatori în zona de lucru pentru acordarea ajutorului în caz de accident.

La exploatarea băilor de cianuri se vor lua măsuri pentru a se împiedica inhalarea gazelor degajate de aceste băi sau contactul substanţelor cu pielea.

Golirea băilor se face în recipiente destinate special. Apele de spălare vor fi dirijate în bazine de decantare speciale, fiind

interzisă deversarea lor în canalele comune. Anozii scoşi din uz înainte de evacuarea lor în atelier vor fi neutralizaţi şi

uscaţi. Se vor evita stropirile cu soluţiile manevrate. La băile alcaline care formează spumă, există pericolul acumulării de

hidrogen şi oxigen, care pot forma un amestec exploziv.

5

LUCRAREA NR. 1

RECONDIŢIONAREA PIESELOR CU DEGRADĂRI PRIN SUDARE OXIACETILENICĂ

1. Scopul lucrării

Lucrarea prezintă modul de pregătire a locului degradării în vederea aplicării sudurii oxiacetilenice şi parametrii necesari la aplicarea procedeului amintit.

2. Consideraţii teoretice

Unul dintre procedele larg utilizate la recondiţionarea pieselor cu degradări sub formă de fisuri sau ruperi o constituie sudarea, pentru multiple avantaje pe care le are.

Din punct de vedere al unor particularităţi în tehnologia de recondiţionare prin sudare, degradările menţionate mai sus se împart în:

- fisuri nepătrunse, cu adâncime mică, de până la 0,4 din grosimea secţiunii; - fisuri largi, pătrunse, care prezintă îndepărtări ale marginilor cu peste 15

mm; - ruperea piesei în bucăţi. Principial, procedeul de recondiţionare prin sudare a pieselor cu fisuri

constă în îndepărtarea, prin prelucrare mecanică, a materialului din zona fisurii şi completarea spaţiului gol, astfel creat, cu material depus prin sudare, în cazul fisurilor nepătrunse sau a celor înguste, sau sudarea unui petic, în cazul fisurilor largi.

Verificarea piesei, are în acest caz drept scop principal punerea în evidenţă (identificarea) a fisurii şi determinarea lungimii şi adâncimii acesteia. Metodele obişnuite de punere în evidenţă a fisurii sunt cu lichide penetrante (petrol, ulei etc.) sau prin defectoscopie, metode cunoscute de la tehnica sudării. Pentru stabilirea adâncimii fisurii se prelucrează, în zona fisurată, câteva găuri de adâncimi diferite, cu burghiul de 4-10 mm diametru, în funcţie de grosimea materialului.

Prelucrarea mecanică prealabilă. Pentru a rezulta o recondiţionare de bună calitate trebuie îndepărtată zona de fisuri, atât pe lungime cât şi în adâncimea ei, deoarece orice urmă constituie o amorsa care ulterior se dezvoltă conducând la degradarea prematură a piesei şi chiar la accidente în exploatare (avarii).

înlăturarea fisurii se face prin mai multe prelucrări, funcţie de felul fisurii. Astfel, fisurile nepătrunse, cu adâncime mică, se înlătură prin:

- găurirea materialului la capetele fisurii, pe o adâncime care să depăşească cu 2-3 mm adâncimea fisurii (stoparea fisurii), cu un burghiu de 4-10 mm diametru, astfel încât cel puţin jumătate din gaură să fie în material sănătos;

6

Pentru fisurile largi (fig. 3) se pregăteşte un petic de dimensiuni corespunzătoare spaţiului rezultat după decupare, având conturul pregătit la geometria corespunzătoare zonei pregătite. Se centrează peticul, se prinde în puncte şi se sudează (fig. 4), rezultând o îmbinare cap la cap.

Prelucrarea mecanică ce se execută după sudare urmăreşte nivelarea sudurii în planul suprafeţei piesei.

Sudarea oxiaceîilenica. Gazul cel mai utilizat pentru acest gen de sudură este acetilena, care degajă cea mai mare cantitate de căldură în comparaţie cu hidrogenul, gazele de ţiţei etc. El se obţine cu ajutorul

unor generatoare ce pot fi: cu carbid în apă, cu apa peste carbid şi prin contact. Ultimul tip este mai des folosit la noi (fig. 5, în care: l-rezervor; 2-plutitor; 3-clopot; 4-coş de carbid; 5,6,7-ţevi; 8-spaţiul plutitorului; 9-epurator; 10-ţeavă; 1 l-supapă de siguranţă; 12-robinet; 13-tijă; 14-vas pentru reziduri; 15-piuliţă; 16-arzător) şi funcţionează prin cufundarea periodică a carbidului în apă. Presiunea de lucru este de 400 mm H20 iar încărcarea de carbid de 5 kg, obţinându-se debitul de 3500 l/h.

Fig. 5. Generator de acetilena CD-11

Fig. 4. Sudarea peticului în zona fisurată: l-peretele piesei;

7

deplasarea arzătorului în zig-zag sau în spirală. înclinaţia arzătorului faţă de axa cusăturii este cu atât mai mare cu cât grosimea piesei este mai mare (fig. 9). La începerea unei cusături, unghiul a va avea valori maxime, 80-90°, iar după formarea băii, valoarea lui va scădea treptat până la o valoare corespunzătoare grosimii pieselor de sudat.

Când se sudează piese cu grosimi diferite, debitul arzătorului se stabileşte în funcţie de grosimea cea mai mare. El are valorile maxime, pentru fiecare milimetru din grosimea piesei, de 150 l/h la sudarea pe dreapta şi de 120 l/h la sudarea pe stânga.

Viteza de sudare se calculează cu relaţia:

K v= — [mm/min]

în care: g este grosimea piesei de sudat, în mm;

K - coeficient cu valoarea K = 12, la sudarea pe stânga şi K 15 la sudarea pe dreapta.

Diametrul sârmei de adaos se stabileşte conform relaţiei:

d= — +s [mm] 2

(2)

în care: s este un coeficient egal cu 1 mm pentru sudarea pe stânga şi cu 2 mm, pentru sudarea pe dreapta.

Parametrii de lucru pentru sudarea diferitelor materiale sunt prezentaţi în tabelul 1.

3. Maşini, aparate, materiale

- Generator acetilenă; - maşină de găurit portabilă; - polizor portabil; - cuptor pentru încălzire; - termostat; - vergele de adaos; - trusă pentru sudare oxiacetilenică; - bloc motor; - şubler.

4. Modul de lucru

în vederea aplicării procedeului de recondiţionare cu ajutorul flăcării oxiacetilenice se pregăteşte generatorul prin introducerea unei cantităţi de carbid în suportul acestuia şi imersarea suportului în apa din bazinul principal.

(1)

Fig.9 Unghiurile de înclinare ale arzătorului

8

:. Se montează furtunurile de legătură de la generator la aparatul de sudură. Sudarea oxiacetilenică a blocului motor fisurat se execută respectând următoarele etape:

- se pregăteşte locul sudării prin teşirea fisurii la 45 - 50° pe o lungime depăşind cu 15-20 mm lungimea fisurii executându-se în capete câte o gaură de 5-6 mm în diametru;

- blocul se încălzeşte în cuptor în două etape: la început până la 200-250° se încălzeşte cu viteza de 500-600° C/h, iar apoi cu viteza de 1500° C/h până la temperatura de 600-700°C;

- blocul astfel pregătit se scoate din cuptor şi se introduce în termostat sau se aşează pe o placă de azbest acoperindu-se cu o cutie de tablă căptuşită cu azbest, având o fantă în dreptul fisurii pentru a se putea realiza sudarea;

- după terminarea sudării blocul motor se introduce în cuptor (dacă durata sudării a fost mai mare de 15 minute) şi se încălzeşte până la 600-700°C, lăsându-se să se răcească încet;

- după răcire se prelucrează sudura şi se face proba hidraulică. Sudarea fisurilor între cilindri pe suprafaţa de asamblare a blocului cu

chiulasa se face numai oxiacetilenic. Se trag concluzii privind folosirea sudurii oxiacetilenice la recondiţionarea

pieselor degradate.

BIBLIOGRAFIE

1. Raşeev D.D.: Tehnologia fabricării şi reparării utilajului tehnologic, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1984;

2. Zamfir Manolache: Fabricarea şi repararea utilajului chimic, Institutul Politehnic Bucureşti, 1982;

3.1.D. Cebotărescu, Dr. Paraschiv: Repararea şi întreţinerea utilajelor din industria alimentară. Ed. Universitas, Chişinău, 1993.

9

LUCRAREA NR. 2

RECONDIŢIONAREA PRIN SUDARE ELECTRICĂ

1. Scopul lucrării

Lucrarea prezintă modalităţile de încărcare şi reparare a pieselor degradate parţial sau total aplicând procedeul sudurii electrice.


Una dintre metodele rapide şi eficiente de recondiţionare a inelelor cu degradări superficiale o reprezintă încărcarea prin sudare, care constă în sudarea succesivă de straturi de metal topit pe suprafaţa uzată, până la formarea unui strat uniform, de grosime necesară.

în procesul de încărcare prin sudare se topeşte atât metalul de adaos cât şi stratul superficial al metalului de bază, realizându-se astfel o îmbinare strânsă, prin contopirea celor două metode în stare topită. Aceasta constituie deosebirea principală a metodei de încărcare prin sudare faţă de metoda de încărcare prin metalizare.

Recondiţionarea prin încărcare cu straturi depuse prin sudare are următoarele avantaje:

- participarea secţiunii integrale a piesei recondiţionate la prelucrarea solicitărilor şi deci, restabilirea, nu numai a formei, ci şi a rezistenţei nominale a piesei;

- posibilitatea realizării recondiţionării fără utilaj special şi cu forţele existente în atelierul de reparaţii, în secţia de sudare;

- posibilitatea obţinerii unui strat extrem de rezistent la uzare, folosind pentru depunere un metal corespunzător;

- volum de muncă redus la pregătirea suprafeţei, în comparaţie cu metalizarea, deoarece sunt excluse prelucrările mecanice preliminare.

Dezavantajele metodei de încărcare prin sudare sunt: - încălzirea puternică şi neuniformă a piesei, care crează premise pentru

deformarea piesei, necesitând măsuri specialiale pentru reducerea deformaţiilor; - apariţia unor tensiuni interioare caracteristice procesului de sudare, cu

urmările posibile ce decurg din acestea. Pentru încărcarea prin sudare a suprafeţelor uzate, se parcurge următorul

itinerariu tehnologic: l-verificarea piesei degradate; 2-pregătirea piesei pentru încărcare; 3-preîncălzirea piesei (dacă este cazul); 4-încărcarea prin sudare; 5-tratament termic; 6-prelucrarea mecanică finală; 7-control tehnic de calitate final.

1. Verificarea piesei. Problemele operaţiei de verificare a piesei degradate sunt similare tuturor procedeelor de recondiţionare, astfel încât rămân valabile indicaţiile date în paragraful referitor la verificare.

10

După depunerea completă a unui strat elementar, tot procesul se reia până la obţinerea stratului de grosime necesară.

Suprafeţele plane extinse, se încarcă prin sudare, utilizând electrozi lamelari, care dau productivitate ridicată şi o calitate bună a stratului depus.

în toate cazurile de încărcare prin sudare, piesa se aşează liber la un capăt, pentru a se elimina deformaţiile împiedicate care produc tensiuni interne puternice.

5. Tratamentul termic. Se aplică în scopul reducerii tensiunilor interne şi pentru îmbunătăţirea structurii materialului depus, tehnica operaţiei fiind aceeaşi cu cea de la îmbinările prin sudare.

6. Prelucrarea mecanică finală. Deoarece stratul depus prin sudare rezultă cu neuniformităţi şi abateri dimensionale relativ mari, pentru a realiza precizia dimensională, de formă şi de rugozitate, suprafaţa încărcată se supune prelucrărilor mecanice prin aşchiere. de regulă, suprafeţele cilindrice se degroşează şi se semifinisează după care se rectifică,

Prelucrarea suprafeţelor încărcate prin sudare prezintă o serie de dificultăţi, atât datorită durităţii ridicate a stratului depus, mai ales în cazul încărcării prin metoda cu arc electric, cât şi datorită neuniformităţii adaosului de prelucrare, rămas după încărcare. Piesele recoapte sau normalizate după sudare, se pot prelucra relativ uşor prin toate procedeele de aşchiere obişnuite. în schimb, cele netratate termic, se prelucrează greu, utilizându-se în general discuri abrazive. La prelucrarea de degroşare se constată un recul puternic şi vibraţii date de şocurile discului abraziv pe suprafaţa denivelată a suprafeţei încărcate prin sudare.

7. Controlul tehnic de calitate. Piesa, după încărcare şi prelucrare se verifică, controlul având următoarele obiective:

- controlul încărcării prin sudare; - gradul de deformare al piesei în procesul încărcării; - precizia dimensională, de formă, de rugozitate etc. La încărcarea prin sudare pot apare aceleaşi defecte ce apar în mod frecvent

la operaţiile de sudare ca: aderenţă insuficientă între metalul depus şi cel de bază, străpungerea metalului de bază, fisuri, depuneri neregulate pe înălţime, porozitate etc. Modul de verificare este cel de la tehnica sudării.

Gradul de deformare a piesei se verifică imediat după încărcare, astfel încât dacă este necesar piesa se supune mai întâi unei operaţii de îndreptare. Precizia dimensională, de formă, de rugozitate, duritate etc. se verifică în modul cunoscut, ca şi pentru o piesă nouă.

în cazul ruperii piesei în bucăţi, procedeul universal de recondiţionare este sudarea, procedeul constând în asamblarea prin sudare a bucăţilor respective, sau a părţii principale a piesei cu alte porţiuni executate din nou. Prin acest procedeu se pot recondiţiona adesea arborii rupţi sau fisuraţi transversal pe adâncime mare şi alte piesei importante, al căror cost de execuţie din nou este fireşte mare şi cu ciclu de fabricaţie larg.

11

----------- / 2 i T,

Fig. 4. Schema sudării manuale cu arc electric: l-sursă de curent; 2-conductori; 3-piesa de sudat; 4-portelectrod; 5-electrod

Diametrul electrodului se alege în funcţie de grosimea piesei de sudat, de forma, dimensiunile şi poziţia în spaţiu a cusăturii. Alegerea corectă a diametrului electrodului împiedică răcirea prea rapidă a băii de metal, evitând, în acelaşi timp, pericolul străpungerii prin topire a metalului de bază. Valorile diametrului, în funcţie de grosimea pieselor de sudat, sunt date în tabelul l.

Tabelul 1

Mărimea diametrului electrodului s, mm 1-2 3-4 5-10 10

de, mm 1,5-2,5 2,5-4 3,25-6 3,25-8

La depunerea primului strat (la rădăcină), electrodul nu trebuie să aibă diametrul mai mare de 3,25 mm, pentru a asigura pătrunderea corectă a cusăturii. Următoarele straturi pot fi depuse cu electrozi cu diametrul mai mare, corespunzător grosimii pieselor. în cazul executării sudurilor verticale sau pe plafon, se recomandă ca diametrul electrodului să nu depăşească 4 mm, pentru evitarea scurgerii unei cantităţi mari din baia de metal. Electrozii pot fi cu înveliş acid (A), bazic (B), celulozic (C), oxidant (O), rutilic (R), titanic (T) - STAS 1126-96, STAS 1125/1-2-96 şi 1125/3...6-96.

Intensitatea curentului de sudare depinde de diametrul electrodului, de felul îmbinării şi de poziţia de lucru şi se calculează cu relaţia I5=5de (d +5) . Un

curent cu intensitate prea mare poate duce la încălzirea excesivă a miezului electrodului, accelerarea topirii acestuia şi la depunerea de metal fără pătrunderea corespunzătoare. în unele cazuri poate produce străpungerea metalului de bază. Datorită temperaturilor înalte pe care le dezvoltă un curent prea mare, baia de metal se încălzeşte puternic şi creşte solubilitatea gazelor în metalul topit, cauză principală a formării porozităţii şi suflurilor în cusătură.

Se recomandă ca, în cazul sudării pe verticală sau pe plafon, intensitatea curentului să fie cu 10... 15% mai mică decât sudarea pe orizontală.

Lungimea arcului are mare importanţă în asigurarea stabilităţii acestuia. Se recomandă ca lungimea arcului să fie minimă pentru ca pierderea de căldură, datorită radiaţiei, să fie cât mai mică. Prin scurtarea arcului se micşorează şi influenţa nefavorabilă a aerului atmosferic asupra băii de metal şi se reduc pierderile prin ardere. Sudarea cu arc scurt asigură obţinerea unei suprafeţe mai regulate a cordonului, precum şi o pătrundere corespunzătoare.

12

Pe lângă aceste avantaje, sudarea automată sub strat de flux prezintă şi unele

dezavantaje şi anume: nu se pot executa suduri de poziţie; exigenţe mărite faţă de calitatea metalului de bază, în special la sudarea oţelurilor cu conţinut ridicat de carbon.

în tabelul 2 sunt prezentate câteva date comparative între sudarea manuală cu electrozi înveliţi şi sudarea automată sub strat de flux.

Tabelul 2 Parametrii de sudare

Mărimea Sudarea cu:

electrozi înveliţi arc acoperit

Densitatea de curent (A/mm2) Coeficientul de topire (g/Ah) Consum specific de energie electrică e (kWh/kg electrod topit) Coeficientul de stropire

4-25 7-15 3,2-3,6 0,17

25-200 9-25 2,5-3 0,07

Fluxuri folosite la sudarea automata. Fluxul este un material granular ce se depune deasupra arcului electric şi în lungul cordonului de sudură şi îndeplineşte următoarele: protejează baia de metal împotriva acţiunii oxigenului şi azotului din aer; izolează termic arcul electric şi baia de metal; absoarbe gazele nocive produse de arcul electric; stabilizează arcul electric; reglează conţinutul băii în elemente de aliere.

Fluxurile folosite la sudarea automată şi semiautomata se clasifică din mai multe puncte de vedere:

- după compoziţia chimică: fluxuri pe bază de silicaţi (de mangan, calciu şi magneziu) şi fluxuri formate pe bază de fluoruri;

- după destinaţie: fluxuri pentru sudarea oţelurilor cu conţinut redus de carbon, fluxuri pentru sudarea oţelurilor slab şi bogat aliate şi fluxuri pentru sudarea metalelor neferoase;

- după procedeul de sudare: fluxuri pentru sudarea automată cu arc acoperit şi fluxuri pentru sudarea sub baie de zgură;

- după modul de preparare: fluxuri topite şi fluxuri ceramice. în funcţie de masa specifică y, fluxurile pot fi cu aspect sticlos (y > 1

kg/dm3) sau fluxuri poroase (y < 1 kg/dm3). c. Sudarea electrică în mediu de gaz protector Sudarea în mediu de gaz protector constă în trimiterea unui jet de gaz în jurul

arcului electric, cu scopul de a proteja capătul incandescent al electrodului, picăturile de metal ce se desprind din acesta, precum şi baia de metal împotriva efectului dăunător al gazelor rezultate prin disocierea aerului.

13

Căldura rezultată prin asocierea hidrogenului topeşte, în zona de sudare, piesele de sudat 2, precum şi metalul (vergeaua) de adaos 3, formând baia de metal. La sudarea pieselor subţiri nu se foloseşte metal de adaos.

Dacă se folosesc electrozi cu diametrul de 1...3 mm, atunci aceştia sunt situaţi în acelaşi plan vertical (fig. 7). în cazul folosirii electrozilor cu diametrul de 2...3 mm, pentru a mări efectul arcului, aceştia sunt aşezaţi în plane verticale diferite (fig. 7 b), astfel încât arcul electric ce se formează între ei, are formă de S.

în fig. 8 se arată modul de lucru şi formare a cordonului de sudură în zonele specificate în jurul arcului electric.

La amorsarea arcului, electrozii se scurtcircuitează. După ce arcul s-a format, cei doi electrozi se îndepărtează şi în acel moment se deschide robinetul de alimentare cu hidrogen.

Intensitatea curentului de sudare se alege în funcţie de diametrul vergelei materialului de adaos conform datelor din fig. 9. în tabelul 3 sunt date indicaţii în legătură cu valorile unor parametrii ai regimului de sudare, la îmbinări cap la cap.

Fig. 8. Sudarea arcatom (ansamblu): l-zona de disociere; 2-zona de asociere; 3-zona de ardere a hidrogenului nedisociat

daLmci]

Fig. 9. Alegerea curentului de sudare L în funcţie de diametrul vergelei, la sudarea arcatorn

Tabelul 3 Parametrii la sudarea tablelor

Grosi- Deschide- Diametrul Intensitatea Numărul

mea ta- Forma sudurii rea ros- electrodului curentului, stratu-blei, s tului, mm de wolfram, I,,A rilornun mm1-1,5 cap la cap 0 1,5 17-22 1

'2-3 cap la cap 0,5 i,5 22-28 13-5 muchiile superioare teşite la 90° 1-2 1,5 sau 2 28-35 15-8 în V cu unghi de 90° 1-2 2 sau 3 35-44 1-28-12 în V cu unghi de 70° 2 3 45-55 2-312-20 în V cu unghi de 60° 3 5 50-79 3-4

Procedeul de sudare arcatom se poate folosi la sudarea oţelurilor slab aliate,

IsCA3

150-

100

50 -l

14

piesei (fig. 11). Sudarea se face cu curent continuu sau alternativ, folosindu-se regimul de sudare dat în tabelul 4.

Piesele de dimensiuni mici ( 3 - 1 0 mm) cu fisuri închise se sudează pe porţiuni scurte, într-o anumită ordine lăsând piesa să se răcească după fiecare porţiune sudată. Pentru a preîntâmpina extinderea fisurii, se sudează mai întâi capetele fisurii, apoi se trece la sudarea acesteia.

în funcţie de grosimea piesei, numărul cordoanelor laterale variază. Pentru preîntâmpinarea fisurării locului sudat din cauza tensiunilor interne, înainte de sudare, piesa se introduce în apă încălzită la 60-70cC până la nivelul fisurării.

Tabelul 4 Grosimea materialului, mm

Diametrulelectrod, mm

Intensitatea curentului, A

Lungimea porţiunii sudate iară întrerupere, mm

Lungimea cusăturii peste capetele fisurii, mm

3-10 Peste 10

3-5 5-6

80-160 160-350

15-25 25-60

5-10 10-20

5. Rezultate experimentale

- Se urmăreşte practic depunerea unor cordoane de sudură cât mai uniform prin păstrarea constantă a vitezei de sudare şi a lungimii arcului electric.

- Se va urmări calitatea cordoanelor de sudură depuse şi polizate în scopul vizualizării prezenţei neuniformităţilor şi a porilor de sudură.

- Se face controlul hidraulic al zonei sudate prin montarea blocului pe un stand hidraulic în vederea verificării etanşeităţii.

- Se trag concluzii asupra metodei de recondiţionare aplicate.

BIBLIOGRAFIE

1. Raşeev D.D.: Tehnologia fabrlca.ru şi reparării utilajului tehnologic, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1983;

2. Zamfir Manolache: Fabricarea, repararea şi întreţinerea utilajului tehnologic, Institutul Politehnic Bucureşti, 1982;

3.1.D. Cebotărescu, Dr. Paraschiv: întreţinerea şi repararea utilajelor. Ed. Universitas, Chişinău, 1994.

-

15

LUCRAREA NR. 3

RECONDIŢIONAREA PRIN METALIZARE ■

1. Scopul lucrării

Lucrarea îşi propune să familiarizeze studenţii cu tehnologia de metalizare, cu aparatele de metalizare electric şi oxihidric şi cu instalaţiile adaptate pe strung.


încărcarea (depunerea) prin pulverizarea pe suprafaţa piesei, a unui metal în stare topită, sub formă de jet, cu aer comprimat sau alt gaz, se numeşte metalizare.

Acest procedeu constituie una din metodele cele mai moderne de economisire a materialelor metalice scumpe utilizate în industria constructoare de maşini. Există trei direcţii principale ce duc la economisirea unor metale scumpe scumpe prin utilizarea acestei tehnologii:

- acoperirea suprafeţelor supuse intens la uzură cu un strat de metal protector;

- reducerea la maximum a rebuturilor prin încărcarea suprafeţelor prelucrate la dimensiuni mai mici decât cele prevăzute în desenul de execuţie;

- recondiţionarea pieselor uzate pe suprafeţe relativ reduse. Metalizarea (prin pulverizare) îşi are originea în experimentele şi invenţia

elveţianului Max Ulrich Schoop din anul 1910. Până astăzi, procedeul a fost perfecţionat continuu, cunoscându-se la ora

actuală aprozimativ 20 de procedee de metalizare. Cele mai utilizate sunt: - metalizarea oxiacetilenică; - metalizarea cu arc electric; - metalizarea cu arc electric sub strat de flux; - metalizarea cu ajutorul curenţilor IF; - metalizarea cu jet de plasmă; - metalizarea prin vibrocontact. Metalizarea se efectuează cu instalaţii speciale compuse din dispozitiv de

încălzire şi topire a metalului, dispozitiv de pulverizare a topiturii, din mecanismul de alimentare cu metal ce urmează a fi topit şi dispozitive auxiliare. Picăturile de metal topit, antrenate de jetul de gaz comprimat, se orientează spre suprafaţa de recondiţionat, lovindu-se de ea şi aderă puternic la suprafaţa respectivă (fig. 1).

Drumul de la orificiul de pulverizare la suprafaţa piesei durează fracţiuni de secundă, deoarece viteza particulelor este de 120-200 m/s, iar distanţa de la orificiul

■

16

Stratul depus este friabil, se rupe uşor la întindere, alungirea relativă fiind aproape nulă, în schimb rezistenţa la compresiune este foarte mare şi anume de cea IO3 MPa. Astfel calculul de rezistenţă se face luând în calcul numai dimensiunile materialului de bază cu excepţia cazului in care suprafaţa metalizată este supusă numai la compresiune.

Recondiţionarea unor piese uzate prin metalizare impun un proces tehnologic format din următoarele operaţii importante:

a - verificarea piesei degradate; b - pregătirea suprafeţei piesei pentru metalizare; c - depunerea stratului de adaos (metalizare propriu-zisă); d - prelucrarea mecanică după metalizare; e - control tehnic final. a) Verificarea piesei degradate se face pe baza constatărilor şi pe baza

măsurărilor efectuate. Se stabileşte grosimea stratului ce urmează a fi depus: S^h1+u+h2

unde: h, este adâncimea prelucrată anterior metalizării; u - uzura;

h2 - adâncimea de material ce se îndepărtează după metalizarea propriu-zisă.

Se impune ca grosimea remanentă să fie (h,+u) > 0,3 mm. b) Pregătirea suprafeţei piesei de metalizat se face prin prelucrări mecanice,

având ca scop pe de o parte, realizarea formei corecte a suprafeţei, şi pe de altă parte curăţirea suprafeţei şi realizarea pe ea a unor profiluri şi asperităţi pentru asigurarea şi mărirea aderenţei stratului depus.

Obţinerea rugozităţii suprafeţei se face prin sablare, prin procedee electrice, prin prelucrări de aşchiere sau prin aplicarea unui strat intermediar de metal, pulverizat.

Sablarea este cea mai eficace, ea realizând simultan atât asperizarea cât şi curăţirea suprafeţei, cu productivitate ridicată.

Procedeul aplicării unui strat intermediar de metal pulverizat dă rezultate bune în special când se pulverizează molibdenul, deoarece oxidul de molibden format în procesul metalizării se volatilizează la temperaturi relativ mici (750 °C), particulele de Mo ajung pe suprafaţa piesei fără oxid, difuzează în masa metalului, formând un strat intermediar puternic oxidant şi cu o rugozitate pentru următorul strat.

Se recomandă ca, după efectuarea prelucrărilor pentru pregătirea suprafeţei, până la metalizare să nu treacă mai mult de 3 ore, pentru evitarea oxidării suprafeţei pregătite. Dacă acest timp se depăşeşte, atunci este necesară curăţirea imediat înaintea metalizării, prin sablare, decapare etc.

c) La execuţia operaţiei de metalizare, una din problemele importante este asigurarea unei grosimi de strat cât mai constantă, suprafeţele cilindrice se

17

Fig. 2. Instalaţie de metalizare electrică pe strung

Fig. 3. Instalaţie de metalizare oxihidrică

în fig. 4 (în care 1-carcasă; 2-sistemde antrenare; 3-mâner; 4-întrerupător;

5-dop filetat; 6-dispozitiv de dirijare; 7-agăţătoare; 8-electromotor curent continuu; 9-ştuţ pentru răcire; 10-ansamblu reglabil; 11-corp de sudură; 12-apărătoare; 13-capac de protecţie; 14-canea) se prezintă schiţa aparatului electric de metalizare. De

18

.

Dozarea se realizează prin deschiderea mai mult sau mai puţin a supapei, prin intermediul pârghiei (11), acţionate de operator.

3 2 i

Fig.5. Aparat de metalizare cu gaz şi pulbere

După ce capul de metalizare a fost asamblat din piese componente, se montează pe strung prin intermediul unui suport în dispozitivul port-sculă. Se racordează capul de metalizare la buteliile de oxigen tehnic şi acetilină, verificând montarea corectă a manometrelor şi reducţiilor de gaz.

Pentru punerea lui în funcţiune se amorsează şi se reglează flacăra, se deschide intrarea aerului comprimat, care aspiră publerea din recipient şi o trimite în zona de topire, după care este pulverizată pe suprafaţa piesei de recondiţionat. Grosimea stratului depus nu va depăşi 10 mm, în caz contrar pot să apară fisuri ale metalului depus ca urmare a tensiunilor termice.

în fig. 6 (unde: l-corp; 2-racord corp arzător-conductă amestec gaze; 3-conductă amestec gaze; 4-corp arzător; 5-conductă pentru pulbere; 6- suport; 7-dozator pulbere; 8-robinet; 9-conductă oxigen; 10-conductă acetilenă (sau H2)) este prezentată construcţia unei alte variante de aparat de metalizare cu gaz fără pârghie de acţionare manuală şi la care pulberea de metal circulă prin exterior având orificiu de evacuare separat de capul arzător. La intersecţia direcţiilor de evacuare ale celor două orificii are loc topirea pulberii care va fi apoi proiectată pe suprafaţa de metalizare.

19

se pune în funcţiune electromotorul de alimentare cu sârmă şi compresorul de aer pentru pulverizare; '

- după lăţimea suprafeţei se utilizează depunerea inelară prin îndepărtarea treptată a aparatului de piesă, menţinându-se la cea 120 mm sau în cazul unor suprafeţe mai late de 20 mm, se utilizează depunerea elicoidală.

Pentru metalizare cu suflătorul oxihidric se vor executa următoarele operaţii: - se cuplează mişcarea de rotaţie lentă la piesă; - se poziţionează metalizatorul în acelaşi mod ca cel electric; - se aprinde arzătorul oxihidric; - se aşteaptă un timp până ce piesa se încălzeşte la aproximativ 150-200°C; - se pune în funcţiune pulverizatorul; - se execută depunerea inelar sau elicoidal până la acoperirea defectului. După metalizare, operaţiile de strunjire şi rectificare a suprafeţei se pot

executa după cel puţin 2 zile pentru a putea fi siguri că stratul depus nu se va desprinde.

BIBLIOGRAFIE

1. Zamfir Manolache: Fabricarea, repararea şi întreţinerea utilajului tehnologic, Institutul Politehnic Bucureşti, 1982;

2. D.D.Raşeev: Tehnologia fabricării şi reparării utilajului tehnologic, Editura Didactică şi Pedagogică, 1983;

3.1.D. Cebotărescu, Dr. Paraschiv: întreţinerea şi repararea utilajelor. Ed. Universitas, Chişinău, 1994.

(SWtMiJ

20

LUCRAREA NR. 4

RECONDIŢIONAREA PIESELOR PRIN DEFORMĂRI PLASTICE

1. Scopul lucrării

Lucrarea are ca scop să familiarizeze studenţii cu principalele metode de recondiţionare a pieselor, prin deformare plastică.


Recondiţionările prin deformări plastice se bazează pe utilizarea rezervei de material a piesei şi pe proprietăţile de deformare plastică ale acesteia.

Această prelucrare modifică forma materialului prin aplicarea unei forţe exterioare, în vederea obţinerii unei alte repartiţii a aceluiaşi volum de material.

Deformarea plastică a materialului este caracterizată prin doi indici de bază: gradul de plasticitate şi rezistenţa la deformare plastică. Aceşti indici depind de natura materialului, de structura lui şi de condiţiile deformării. Prin încălzire creşte gradul de plasticitate al materialului şi scade rezistenţa la deformare.

Gradul deformării plastice este influenţat şi de mărimea şi sensul tensiunilor interne. Tensiunile de compresiune măresc deformarea plastică a metalului.

Deformarea plastică poate avea loc în volumul unui cristal sau între cristale, ultima putând distruge corpul.

Recondiţionările prin deformări plastice au loc la rece fără încălzirea pieselor şi la cald prin încălzirea lor la o temperatură de peste 673°K (400°C).

2.1. Principiile generale ale deformării la rece

Prelucrarea prin deformare plastică produce nu numai modificarea formei sau dimensiunilor piesei ci influenţează şi proprietăţile mecanice şi structura metalului. Calităţile tehnologice depind de următorii factori:

- proprietăţile mecanice: rezistenţa la rupere or, rezistenţa la forfecare x, indicii de plasticitate (gâtuirea specifică £, alungirea relativă e, raportul aJor).

- compoziţia chimică, structura şi mărimea granulelor componente; - precizia dimensiunilor şi calitatea suprafeţelor.

2.1.1. Proprietăţile mecanice Reprezentarea grafică în coordonate rectangulare a variaţiei sarcinii F,

respectiv a efortului unitar o, în funcţie de lungimea epruvetei AL = (L - L0), respectiv alungirea epruvetei e, în cursul încercării la tracţiune, poartă numele de diagramă a încercării la tracţiune (fig. 1) sau curbă caracteristică la tracţiune,

21

2.1.2. Compoziţia chimică

Compoziţia chimică a metalului are o mare influenţă asupra procesului de deformare plastică. Elementele de aliere, de regulă, micşorează plasticitatea metalului. Din această cauză metalele pure au un grad de plasticitate mai ridicat. Rezultate bune se obţin în cazul oţelurilor cu maximum 0,12% C, 0,38% Mn, 0,018% P, 0,045% S, cu structură omogenă şi cu grăunţi de ferită de punctajul 6-7 (STAS 5490- ).

2.1.3. Calitatea suprafeţelor

Calitatea suprafeţelor influenţează în sensul că la calităţi necorespunzătoare apar linii de deformare pe suprafaţa piesei ceea ce dă aliura unei coji de portocală. Se prescrie rugozitatea Ra = 1,6 - 0,4 jum.

Dacă materialul deformat plastic ecruisat se încălzeeşte la temperaturi nu prea ridicate (475-575°C pentru oţel) dispar deformaţiile reţelei cristaline şi creşt e plasticitatea. Aceste fenomene de refacere parţială a proprietăţilor mecanice ale materialului, fără modificarea structurii acestuia se numesc recoaceri de relaxare.

2.2. Prelucrări la cald

Pentru mărirea plasticităţii şi evitarea ecruisării se execută încălziri peste temperatura de recristalizare. La temperaturi ridicate sunt necesare eforturi mai mici de deformare şi scade pericolul apariţiei fisurilor în timpul deformării.

Prezintă mare importanţă temperatura de începere şi de terminare a lucrării. Temperatura maximă de încălzire trebuie să nu atingă valori de supraîncălzire sau de ardere a materialului. De asemenea, terminarea lucrării trebuie să aibă loc la temperaturile optime necesare pentru evitarea ecruisării.

încălzirea poate fi generală sau locală, în funcţie de construcţia piesei şi de locul uzurii, în medii neutre sau de carburare pentru evitarea decarburării stratului superficial.

Durata încălzirii T se poate determina cu expresia: T=k-Dy[D

în care: D este diametrul sau dimensiunea maximă a piesei; K - coeficient (K ■* 1,25 pentm oţel carbon, K = 2,5 pentru oţel aliat). După prelucrarea prin presare la cald piesele vor fi din nou tratate termic, în

vederea obţinerii condiţiilor de duritate, respectiv de structura cerută. Pentru recondiţionări se utilizează mai frecvent următoarele procedee:

deformarea prin presiune şi prin tragere, deformarea prin îndoire, îmbinări prin deformări şi unele procedee de separare (tăiere).

22

Fig. 3. Forţele la umflare I c f - A c f Fig. 4. Umflarea cu dom

2.3.3. Evazarea. Această operaţie constituie o combinaţie dintre refulare şi umflare astfel că forţele acţionează sub un unghi oarecare faţă de direcţia deformării (fig. 5). La astfel de recondiţionări lungimea piesei nu se modifică, ceea

ce constituie un avantaj deosebit.

Această operaţie îşi găseşte aplicaţie la recondiţionarea unor roţi dinţate, a unor canale cu uzuri pe suprafeţele laterale, a

degetelor sferice. în vederea recondiţionării, piesele se preîncălzesc la o temperatură ridicată

(950 - 1190°C pentru oţel). Operaţia se realizează în stanţe, matriţe sau dispozitive speciale (cu role, cu pene etc).

2.3.4. Zimţuirea sau randalinarea. Această operaţie se aplică pentru mărirea dimensiunilor exterioare sau micşorarea celor interioare, cu deplasarea materialului din anumite porţiuni ale piesei. Deformarea 8 are loc în sens contrar forţelor de acţionare F (fig. 6).

Aplicaţii ale acestei operaţii se întâlnesc la restabilirea unor ajustaje cu inele de rulmenţi, cu arbori, diferite alezaje sau lagăre de alunecare cu compoziţie etc.

2.4. Reducerea dimensiunilor interioare prin deformare plastică (restrângerea, gâtuirea, extrudarea sau ambutisarea) Operaţia se aplică în

vederea micşorării dimensiunilor interioare ale pieselor tubulare prin micşorarea celor exterioare (fig. 7).

Fig. 5. Evazarea Fig. 6. Randalinarea

23

.

de unde rezultă: R+S _ 100 K+S_ 100-z

sau:

R = 50

' ,v-

în care: R este raza minimă de îndoire; S - grosimea piesei; 1 - gâtuirea relativă la rupere a materialului. Ţinând cont de arcuirea materialului pentru evitarea repetării îndreptării se

face o corecţie a razei:

în care: R, este raza de îndoire la îndreptare;

r - raza de curbură ce trebuie eliminată la îndreptare;

oc - limita de curgere a materialului; E - modulul de elasticitate.

îndreptarea la cald se realizează la o temperatură de 1073-1173°K (800- 900°C). în acest caz, forţa necesară

îndreptării este mult mai mică. Fig. 10. îndoirea

24

4. Modul de lucru

- Pentru micşorarea suprafeţei de contact şi a forţelor rola se aşează înclinat faţă de axa alezajului ca în fig. 13. Dispunând rolele sub un unghi y faţă de axa dornului (fig. 14) se poate reduce momentul de torsiune şi al forţei axiale necesare executării operaţiei.

- Viteza periferică a dornului va fi V = 20 - 75 m/min; - Avansul axial s = 100 - 120 mm/min. - Adaosul de prelucrare a = 0,02 - 0,2 mm. - Celelalte date privind parametrii tehnologici se dau în tabel. - După prelucrarea unui număr de 3 cilindri se măsoară rugozitatea de

suprafaţă şi se trasează graficul de variaţie al Ra de-a lungul generatoarei pentru diferite avansuri de lucru.

Tabelul 1 Parametrii tehnologici la rularea cu role

Materialul piesei Adaosul, mm

Avansul, mm/rot

Frecvenţa de rotaţie, rot/min

Număr de treceri

Rugozitatea iniţială, pm

Rugozitatea după rulare, jim

Fontă 0,05-0,06 0,5-0,9 240 1 3,2 0,4

Otel 40C. 45. 34 0.05-0.07 0,7-1,2 250 1 3.2-6.3 0.4

Fig. 12. Dorn la rulare

Fig. 13. Poziţia rolei la rulare

Fig. 14. Unghiul de înclinare al rolei

BIBLIOGRAFIE 1. C. Iliescu: Tehnologia presării la rece, Editura Didactică şi Pedagogică,

Bucureşti, 1983; 2. A. Cirillo, V. Braha: Tehnologia presării la rece, Institutul Politehnic

Iaşi, 1982.

25

LUCRAREA NR. 5

ÎNCĂRCAREA PRIN ACOPERIRI GALVANICE. CROMAREA

1. Scopul lucrării

Scopul lucrării de faţă constă în familiarizarea studentului cu noţiunile de bază privind proiectarea şi execuţia unei băi pentru acoperirile galvanice cu crom (cromare) necesare restabilirii dimensiunilor iniţiale sau îmbunătăţirii calităţii stratului supus fenomenului de uzură în timpul funcţionării.


Cromarea este folosită pentru regenerarea dimensiunilor pieselor de mare precizie uzate sau a pieselor de mare uzură şi pentru suprafeţele active ale instrumentelor de măsură.

Dezavantajele metodei sunt randamentul scăzut al băii şi complexitatea operaţiilor pregătitoare.

Grosimea maximă a stratului de crom ce se poate depune este de 0,2-0,3 mm. m Fig. 1. Baie diluată

Baia de cromare se construieşte în aşa fel încât să asigure temperatura necesară care constituie cel de-al doilea factor important la acoperirile cu crom. Astfel, se folosesc 3 tipuri de băi:

- baie diluată cu concentraţie de 150 g Cr203 şi 15 g H2S04; - baie universală cu 250 g Cr203 şi 25 g K2S04 la 1 litru de apă; - baie concentrată cu 350 g Cr,03 şi 35 g H2SO„ la 1 litru de apă. în funcţie 4? condiţiile în care funcţionează piesa se pot obţine 3 feluri de

depuneri dure de crom: lucioase, lăptoase şi mate sau cenuşii. în diagramele din fig. 1, 2 şi 3 se arată zonele de depunere a diferitelor

26

Tabelul 2 Materiale pentru perii c irculare

Materialul supus perierii Materialul sârmei Diametrul sârmei, mm

fontă, oţel, bronz nichel, cupru acoperiri cu zinc, staniu, cupru argint şi suprafeţe argintate aur şi suprafeţe aurite ________

oţel oţel, alpaca alamă, cupru alamă, alpaca alamă

0,05-0,3 0,15-0,25 0,15-0,20 0,10-0,15 0,07-0,10

Duritatea şi elasticitatea discurilor de pâslă sunt diferite, în funcţie de gradul de împâslire, iar greutatea specifică variază de la (0,08 - 0.60) kg/dm3.

între duritatea materialului de şlefuit şi duritatea discului există un anumit raport. Cu cât materialul este mai dur, cu atât discul trebuie să fie mai dur. Prin duritatea discurilor de şlefuit se înţelege rezistenţa pe care materialul o opune deformării la apăsare.

Discurile rotunde se confecţionează prin coaserea discurilor rotunde decupate din caneras, prelată, pânză etc. Discurile se compun din 12-15 elemente cu grosimea de circa 8 mm. în fiecare element sunt aproximativ 20 discuri cusute sau încleiate.

în tabelul 3 sunt date vitezele periferice ale discurilor pentru şlefuirea şi lustruirea diferitelor materiale.

între viteza periferică şi turaţia discului există următoarea legătură: n-Dn V-60-100

VL= [m/s]; n=-Z ------------ [rot/s] p 60100 n-D

unde: D este diametrul discului, mm.

Viteze periferice la şlefuire şi lustruire Materialul de prelucrat Viteza periferică, m/s

şlefuire lustruire Oţel: - piese cu formă simplă

- piese cu formă complexă Fontă Nichel, alpaca, crom Cupru, alamă, bronz, tombac, argint Zinc, aluminiu şi aliajele lui

25-40 15-25 20-25 20-25 13-18 20

30-35 20-25 30-35 30-35 20-35 18-25

Pentru şlefuire şi lustruire mai pot fi folosite maşinile cu bandă abrazivă elastică fără sfârşit. Principalul element pentru fabricarea benzii abrazive este hârtia sau pânza cu rezistenţă mare.

Sablarea constă în aplicarea pe suprafaţa pieselor a unui jet de nisip cuarţos. în unele cazuri din cauza caracterului vătămător, în locul nisipului cuarţos se folosesc nisipuri metalice.

Tabelul 3

27

.

îndepărtarea grăsimilor prin saporificare şi a uleiurilor minerale prin emulsionare. Se efectuează la temperaturi mari de 70°C. Degresarea se poate efectua prin imersie în băi staţionare prin stropire cu jet sau tobe rotative.

Pentru degresare alcalină corpul băii este confecţionat din tablă de oţel şi dotată cu o serpentină de abur din oţel pe fundul băii, precum şi cu dispozitive de aspiraţie.

Suprafaţa băii este curăţită continuu prin scurgerea soluţiei într-un bazin de decantare (fig. 4), printr-o fantă amenajată în peretele băii la nivelul soluţiei.

Pentru degresarea pieselor, compoziţiile soluţiilor alcaline sunt prezentate în tabelul 4.

Degresare electrochimie^ (electrolitică)

Are o largă întrebuinţare datorită rapidităţii operaţiei şi a rezultatelor sale bune. Piesele aşezate la catod, într-un electrolit alcalin sunt supuse acţiunii bulelor de hidrogen ce se dagajă violent pe suprafaţa pieselor şi deslipesc în mod mecanic pelicula de grăsime ce acoperă piesele (fig. 5).

Tabelul 4 Materialul piesei Componenţii băii

Concentraţia g/l

Temperatura

°C

Durata de lucru, min

hidroxid de sodiu 100

i carbonat de sodiu

metasilicat de sodiu

30-35

5-10 70-90 10-30

Oţel hidroxid de sodiu 20

metasilicat de sodiu 20

fosfat trisodic 20 80-90 30

detergent 0,15

Fig. 5. Schema îndepărtării peliculei de grăsime prin intermediul hidrogenului

28

Fig. 7. Baie de cromare

29

de curent va corespunde la distanţa mai mare iar cea maximă la extremitate, apropiată de anod.

Se umple celula Huli cu electrolitul ce trebuie analizat până la semn şi se încălzeşte la temperatura cerută de regimul de lucru. Plăcuţa care constituie catodul se prelucrează la fel ca piesa şi se imersează în soluţia de nichelare lucioasă timp de 2 minute. Nichelarea este

necesară pentru că sunt puse în evidenţă mai bine defectele depunerii de crom pe suportul de nichel.

Catodul se spală bine cu apă, se scufundă rapid în soluţie 5% H2S04, se spală bine şi se introduce în celula Huli. Contactul la sursa de curent trebuie făcut la cel mult câteva secunde de la imersiune. Are loc cromarea timp de 3-15 minute la intensitate de curent de circa 5 A. Catodul este scos şi spălat bine în apă rece şi apoi caldă şi uscat.

Pentru a afla densitatea de curent optimă pentru lucru, se foloseşte ecuaţia generală Hull-Mac Intry;

£>=J(5,019-5,240Hog X) în care: D este densitatea de curent, A/dm2; I -

intensitatea totală a curentului, A; X - distanţa dintre extremitatea cea mai apropiată de anod şi o anumită zonă.

Controlul luciului depunerii

35

Fig. 10. Montaj pentru determinarea gradului de luciu Luciul unei suprafeţe este un indicator asupra gradului său de rugozitate. Obţinerea acoperirilor lucioase direct din baie are o importanţă practică deosebită în cazul depunerilor decorative.

Fig. 9. Poziţia electrozilor

Examinator

30

Se imersează dispozitivul în baia de degresare decapare şi se menţine timp de 10 minute.

Se spală dispozitivul cu apă caldă şi apoi cu apă rece. Se imersează dispozitivul în baia de cromare şi se branşează legăturile

electrice. Se calculează regimul de curent necesar depunerii unei acoperiri lucioase. Se menţine în baie timp de 2 ore. Se scoate piesa din dispozitiv după o spălare prealabilă şi se verifică aspectul şi

grosimea stratului depus prin măsurarea micrometrică a piesei, înainte şi după depunerea stratului de crom.

BIBLIOGRAFIE

1. M. Constantinescu: Tehnologia cromării pieselor metalice, Editura Tehnică Bucureşti, 1977;

2.1.D. Cebotărescu, Dr. Paraschiv - întreţinerea şi repararea utilajelor. Ed. Universitas, Chişinău, 1994.

31

LUCRAREA NR. 6

ACOPERIRI GALVANICE DE PROTECŢIE: CUPRAREA-NICHELAREA-ZINCAREA

1. Scopul lucrării

Cunoaşterea modului de obţinere a peliculelor de protecţie metalice sunt necesare în vederea realizării creşterii duratei de folosinţă a pieselor care lucrează cu agenţi corozivi.

2'. Consideraţii teoretice

Pentru trecerea curentului electric se folosesc două categorii (clase) de conductori.

Din prima categorie de conductori fac parte metalele, cărbunele şi alte substanţe.

în timpul cât trece curentul electric printr-un conductor din prima categorie, nu are loc nici un fel de reacţie chimică în substanţa conductorului.

Din a doua categorie de conductori fac parte acizii, sărurile şi alţi compuşi chimici, atât sub formă de soluţii apoase şi neapoase, cât şi în stare topită.

Conductorii din categoria a doua se numesc electroliţi. Dacă se lasă să treacă un curent electric continuu prin electroliţi aceştia suferă modificări esenţiale în locurile de intrare şi ieşire a curentului.

Se numeşte electroliză procesul care rezultă prin trecerea unui curent electric continuu de la o cursă exterioară printr-un electrolit oarecare.

Conductorii prin care pătrunde curentul electric din circuitul exterior în electrolit şi prin care iese se numesc electrozi.

Electrodul care este în legătură directă cu polul pozitiv al sursei de curent se numeşte anod, electrodul în legătură directă cu polul negativ al sursei de curent se numeşte catod.

în galvanotehnică drept catozi servesc produsele (obiectele sau piesele) supuse acoperirii, iar drept anozi servesc plăcile sau vergelele din metalul cu care se acoperă produsul.

Proprietatea electroliţilor de a conduce curentul electric se explică prin aceea că moleculele de acizi, baze şi săruri prin dizolvarea lor în apă se disociază (se descompun) complet sau parţial, în particule având sarcini electrice de semne contrare numite ioni.

Moleculele de electrolit sunt neutre din punct de vedere electric, deoarece ionii, în care ele se descompun în soluţia apoasă, poartă aceeaşi cantitate de sarcini electrice de semne contrare.

32

Dintre electroliţii acizi, mai cunoscuţi se menţionează cei pe bază de sulfat, de fluoboraţi şi de fosfat de cupru.

Ei se caracterizează prin simplitatea compoziţiei şi prin stabilitate. în anumite condiţii, ei permit folosirea unor densităţi de curent de până la

25...30A/dm2. Neajunsurile electroliţilor acizi sunt constituite de capacitatea mică de

dispersie şi structura mai grosolană a depunerilor, în comparaţie cu cele obţinute din electroliţii cianurici.

Băile alcaline au la bază cianuri, tartraţi, pirofosfaţi sau amine complexogene.

Electrolitulpe bază de sulfat de cupru. Băile de acest gen conţin în general: CuS045H,0 150...250 g/l H2S04 40... 120 g/1

Rolul acidului sulfuric constă în reducerea rezistenţei ohmice a electrolitului în mişcarea concentraţiei active a ionilor Cu++ care se depun contribuind astfel la formarea unei structuri mai fine şi în evitarea hidrolizei sulfatului de cupru, care este însoţită de formarea unui precipitat afânat de protoxid de cupru.

Grosimea stratului maxim depus este 3 mm. Temperatura băilor de cuprare se menţine !a 20.. .22°C. Băile funcţionează

cu densităţi de curent 3...5 A/dm2. Depunerile lucioase necesită densităţi de curent cuprinse între 3...7 A/dm2 la temperatura de 20°C. Băile care funcţionează fără agitare şi cu densităţi de curent 1-2 A/dm2 au următoarea compoziţie: CuS05H20 200 m/l

50 m/l. b. Nichelarea. întrebuinţarea nichelului în galvanotehnică se explică înainte

de toate prin proprietăţile fizico-chimice ale straturilor electrolitice de nichel. în scara potenţialelor normale - standard, însă din cauza capacităţii sale mari

de pasivare, nichelul este foarte rezistent la acţiunea aerului atmosferic, a hidroxizilor alcalini şi a unor acizi.

în raport cu fierul, nichelul are aproape în toate mediile un potenţial mai puţin negativ şi prin urmare oţelul, metal mai bazic, este protejat de nichel contra coroziunii numai când depozitul este continuu şi destul de dens.

Fiind foarte stabil în aer, nichelul îşi menţine mult timp luciul în contact cu acesta.

Acoperirile de nichel obţinute din soluţii de săruri simple au o structură foarte fină.

La nichelare se urmăresc de obicei două scopuri: - protejarea metalului de bază contra coroziunii; - finisarea stratului maxim depus este de 3 mm. Cu cât stratul de nichel este

mai gros cu atât piesele acoperite rezistă mai bine acţiunilor chimice şi mecanice. Pe măsura creşterii grosimii stratului de nichel, scade numărul de pori care

există în acoperire. Acoperiri de nichel fără pori se obţin la o grosime a stratului de nichel de 0,05 mm.

H,SO,

33

Pentru a îmbunătăţi rezistenţa contra coroziunii, straturile de nichel negru se lăcuiesc sau se ung cu ulei sau vaselină.

Straturile obţinute sunt relativ dure şi se pot supune unei lustruiri. Nichelarea dura. Nichelarea dură se foloseşte adeseori pentru mărirea

rezistenţei la frecare, precum şi la rectificarea dimensiunilor unor piese de schimb. Duritatea straturilor de nichel astfel depusă este mai mică decât duritatea

depunerilor de crom. Avantajele nichelării dure constau într-o prelucrare mai uşoară, o tenacitate

însemnată (până la o grosime de 2 mm) coeficient de dilatare apropiat de cel al oţelului şi de câteva ori mai mare decât al cromului.

Depunerea nichelului dur se realizează cu o tensiune la borne de 3...4 ori mai mică decât a cromului şi cu consum de energie de cea. 20 ori mai scăzută decât la depunerea cromului dur.

Compoziţia electroliţilor depinde de natura reperului ce trebuie nichelat. Astfel, pentru nichelarea diferitelor instrumente medicale, electrolitul cel mai adecvat este următorul:

NiS047H20 140 g/l temperatura 75 - 80°C; oxalat de amoniu 300 g/l densitate de curent 10 A/dm2. Viteza de depunere a nichelului în aceste condiţii este de 50...60 m/h şi

duritatea obţinută de 550...650 HV. Duritatea cât şi aderenţa pe metalul de bază pot fi mărite printr-un tratament

termic de 1 oră, la o temperatură de 300...400°C; în acest fel duritatea creşte cu 200...250 unităţi HV.

Concomitent, se măreşte şi rezistenţa la coroziune a pieselor. Straturi dure de nichel şi fosfor măresc de asemenea durabilitatea pieselor de schimb ale maşinilor.

c. Zincarea. Pentru prelucrarea oţelului împotriva agenţilor atmosferici se foloseşte în ultimul timp din ce în ce mai mult zincul, care este în stare să protejeze mult mai eficient oţelul împotriva coroziunii decât nichelul lucitor sau cuprul.

Deci o acoperire cu zinc pentru un obiect din oţel constituie un fel de blindaj împotriva contactului piesei cu oxigenul atmosferic sau cu vaporii de apă.

Deoarece din considerente practice acest blidaj nu poate fi prea gros, chimiştii au găsit o metodă simplă şi eficientă pentru a mări duritatea acoperirilor de zinc; s-a constatat că zincul scufundat pentru 10-15 secunde într-o soluţie ce conţine compuşi de crom se acoperă cu un strat subţire de produse ale acestui metal. Această operaţie se numeşte pasivizare.

Acoperirile galvanice cu zinc se realizează pe baza principiului general al electrolizei (fig. 1).

La zincare catodul este format din piesa pe care dorim s-o acoperim, iar anodul îl reprezintă zincul sub formă de tablă.

Deoarece curentul contează foarte mult, se recomandă ca valoarea acestuia să fie de 1-5 A/dm2, iar timpul de menţinere de 6-8 ore.

în general se folosesc 3 feluri de electroliţi pentru zincare şi anume: - electroliţi acizi;

34

Factorii K reprezintă masa de substanţă depusă electrolitic de către un curent de un amper care circulă timp de o secundă, adică masa depusă prin trecerea unui coulomb prin electrolit.

K=C- n

unde: A/n este echivalent; A - masa atomică a elementului; n - valenţa elementului;

F - constanta lui Faraday; .F« 96500 coulombi/echivalent.

Tabelul 1

Parametrii electrici şi chimici ai unor substanţe Substanţa A n Echivalent

chimic A/n Echivalent electrochimie K, în mg/C

Hidrogen 1,008 1 1,008 0,010363 Argint 107,9 1 107,9 1,118 Oxigen 16 2 8 0,0829 Cupru 63,3 2 31,65 0,320 Nichel 58,69 2 29,345 0,3041 Aluminiu 69,97 3 8,99 0,094

Randamentul curentului Conform legii lui Faraday raportul dintre substanţa depusă în mod practic faţă de

cantitatea calculată teoretic se numeşte randamentul curentului.

35

LUCRAREA NR. 7

DETERMINAREA DEFORMAŢIILOR DE CONTACT ŞI A STĂRII

DE TENSIUNI LA ÎMBINĂRILE PLANE

1. Scopul lucrării

Lucrarea are drept scop să pună la îndemâna studenţilor unele cunoştinţe teoretice şi practice privind modul de determinare a deformaţiilor de contact la îmbinările plane.


în deformaţia totală a sistemului tehnologic, la prelucrarea mecanică, deformaţiile de contact ale straturilor superficiale ale elementelor conjugate pot avea o pondere mare, influenţând substanţial precizia prelucrării mecanice. Din această cauză, determinarea lor, mai ales când numărul elementelor din lanţul de dimensiuni tehnologic este mare se impune cu necesitate.

Dacă contactul suprafeţelor conjugate este punctul sau are loc după o linie, pentru determinarea deformaţiilor de contact se pot folosi cunoscutele relaţii ale lui Hertz.

Dacă contactul suprafeţelor conjugate are loc pe o suprafaţă nominală mare, deformaţiile de contact se determină cu o relaţie de forma:

y=Cqn [>mj (1) în care: C este o constantă care depinde de proprietăţile fizico-mecanice ale straturilor superficiale în contact, microgeometria şi macrogeometria suprafeţelor conjugate, sau /un.MPa; q - efortul specific de contact raportat la suprafaţa nominală de contact, MPa; n - exponent determinat pe cale experimentală care de obicei are valori subunitare între 0,3-0,5.

Reprezentarea grafica în coordonate rectangulare a

deformaţiilor de contact dintre suprafeţele conjugate ale elementelor sistemului tehnologic pot avea aspectul curbelor din fig. 1.

Curba 1 este caracteristică deformaţiilor de

y(>Jml contact dintre suprafeţele cu

dimensiuni nominale mari, fără Deformaţii de contact strângere prealabilă, în stare

q*(N/m2)

I

Fig. 1.

36

pe baza prelucrării datelor experimentale obţinute în urma efectuării unor încercări pe epruvete stabilite, cu dispozitivul din fig. 3.

Fig. 3. Dispozitiv mecanic pentru determinarea deformaţiilor de contact Dispozitivul se compune din pârghia 1 ce poate fi acţionată manual şi transmite un moment de rotaţie la şurubul 2 cu filet trapezoidal. Partea superioară a şurubului are filet cu pasul de 6 mm care intră în piuliţa 4, o apasă pe dinamometrul inelar 5. Diferenţa de pas a şurubului 2 dă posibilitatea ca la o rotaţie a pârghiei 1 piuliţa 4 să se deplaseze vertical cu 1 mm,

Dinamometrul 5 are un suport pe care se fixează un comparator cu precizie

37

sau: n =

n--

log g2-log q1 log y2-log y1

L M M <j g_ <?. L M M y y y

(4)

(5)

în care: Mq este modulul dimensional al ordonatei corespunzătoare efortului specific q;

My - modulul dimensional al abscisei corespunzătoare deformaţiei de contact y-

De obicei: M =M .

întrucât reprezentarea în coordonate dublu logaritmice cu Mq=My, dă o pantă mult prea mare, pentru a apropia înclinarea dreptei de 45°, se va adopta Mq = 0,5 Mr

Se va marca abscisa pe baza scării simple a riglei de calcul, iar ordonata pe baza scării pătratice a riglei de calcul, fig. 6.

în acest caz: L

n = 0,5-tga = 0,5-^ ±J

y După obţinerea valorii exponentului "n" se determină valoarea constantei "C" cu relaţia;

C=-£-q»

Constanta elastică K din relaţia (2) se Fig. 6. Diagramă experimentală determină foarte simplu din reprezentarea grafică în coordonate rectangulare a datelor experimentale de la încercările ulterioare.

Tehnologia măsurărilor tensometrice

Precizia măsurătorilor tensometrice depinde de o serie de factori, după cum urmează:

- alegerea locului de măsurare; - tipul de traductori folosiţi; - calitatea lipirii traductorului; - protecţia contra umezelii; - calitatea lipiturilor conductorilor de legătură.

tg C

UE » ţi"3

38

aşezarea incorectă a traductorului, efectul necompensat al rezistenţei şi capacităţii cablurilor, rezistenţe parazite etc.

Eroarea maximă se poate exprima cu relaţia: 5=(C1-C2-C3-1)-100%.

Valorile lui C,, C2, C3 sunt date în tabelul 1. Pentru măsurători precise este necesară aplicarea îngrijită a pregătirii şi

conectării traductorilor tensometrici, având posibilitatea înregistrării unor valori mici ale deformaţiilor de ordinul 10 x IO6 /ttm/m.

Tabelul 1

Erori procentuale maxime în tensometria electrică rezistivă Nr. crt.

Calitatea măsurării

c< c, c, c, 5[%] Pt-tI=t,= = lzi

5[%] pt. ^ = 100 zile; tj = 10zile

E = 10" e=10"3 e-104 e=10 3

1. Statică normală fără etalonare

, 5-10"*1+ ---------- e

4 1 0 %l+ 2 e-zi

10 %1+ 3 zi

1,08 60 12 125 17

2. Statică îngrijită fără etalonare

1 + 2,5-10'€

2 1 0 % 1+ 2 e-zi

10% 1+ 3 zi

1,03 29 6 57 10

3. Statică îngrijită cu etalonare l, 2.5-10-3 e 210% 1+

2 ezi 10%1 +

1,0 25 25 53 6

zi

4. Statică de precizie cu etalonare

l+i°l 10"% 1+ 2

ezi io-% 1 3

1,0 1 0,1 2 0,3

zi

5. Nu trebuie punet de zero pe durata

Dinamic^ normal^ etalonare

, 3101+----------e

1,0 1,0 1,11 15 11 15 11

6. Dinamic3

îngrijit» etalonare

e 1,0 1,0 1,07 18 8 18 8

7. Dinamica îngrijită cu etalonare

e 1,0 1,0 1,02 12 3 12 3

8. Dinamic8 deprecizie cu etalonare

, 310 31+ ---------- e

1.0 1.0 1.01 6 1,5 e 1,5

39

PUNTE

TENSDMETRICA

CUTIE COMUTAŢIE

Fig. 12. Instalaţie pentru măsurători tensometrice

o-w

40

LUCRAREA NR. 8

RECONDIŢIONAREA ARBORILOR NETEZI ŞI ÎN TREPTE PRIN RECTIFICARE

1. Scopul lucrării

Lucrarea are drept scop familiarizarea studenţilor cu metodele de rectificare a arborilor netezi şi în trepte şi cu modul în care parametrii regimului de aşchiere influenţează rugozitatea suprafeţelor prelucrate.


în construcţia de maşini în general grupa de piese din clasa arbori este foarte răspândită. Fabricarea şi recondiţionarea lor în funcţie de condiţiile concrete în care funcţionează se face diferenţiat, însă in general, se folosesc anumite metode de prelucrare, în baza unui traseu tehnologic devenit clasic.

Fiind axe netede operaţia de rectificare se execută în cele mai bune condiţii pe maşini de rectificat fără vârfuri, prelucrarea efectuându-se în baza schemei prezentate in fig. 1.

Fig. 1. Rectificarea fără centre

Maşina de rectificat fără vârfuri este prezentată cu două discuri abrazive, dintre care unul este discul abraziv aşchietor (1) iar celălalt este discul abraziv conducător (2). Piesa (3) se aşează pe linealul sau rigla de conducere (4) şi se sprijină pe discul conducător, fiind antrenată în mişcarea de rotaţie cu o viteză periferică rezultantă din vitezele periferice ale celor două discuri abrazive. Acestea din urmă se rotesc în acelaşi sens.

Prelucrarea pe maşinile de rectificat fără vârfuri se poate realiza fie prin trecere (în care caz piesa este antrenată în mişcarea de avans longitudinal - paralelă cu axa discului abraziv aşchietor - prin înclinarea axei discului conducător cu un

35

41

Fig. 2. Maşină de rectificat fără vârfuri

42

4. Desfăşurarea lucrării

- Se verifică funcţionarea corectă a maşinilor de rectificat. - Se îndreaptă discul abraziv cu diamant, folosind un avans longitudinal al

diametrului de 0,01 mm/rot şi o adâncime de pătrundere de 0,05 mm. - Se execută 5 probe de prelucrare pe maşina de rectificat fără centre cu

înclinarea riglei de ghidare de la 1 - 6° şi un adaos de prelucrare de 0,08 mm. - Se modifică apoi turaţia discului de antrenare, executându-se alte 5 probe

cu unghiul de înclinare al riglei de 2° şi adaosul de prelucrare de 0,05 mm. - Se fixează antrenorul pe piesă şi apoi aceasta între vârfurile maşinii de

rectificat rotund exterior. - Se porneşte mişcarea de rotaţie a piesei şi apoi a discului abraziv; se

apropie uşor discul abraziv de piesă până apar primele scântei; se dă drumul la lichidul de răcire şi se acţionează de maneta avansului longitudinal al mesei.

- Se prelucrează un număr de curse duble în aşa fel încât să existe garanţia că piesa s-a prelucrat pe toată lungimea (8... 12 treceri).

Prima serie de încercări se face menţionând constantă turaţia, viteza discului abraziv şi adâncimea de pătrundere modificând viteza de avans a piesei. Se vor folosi cinci viteze de avans diferite, determinate cu relaţia:

Va=— [mm/min]

unde: Lc este lungimea cursei mesei, în mm; t,, - este timpul în care se realizează lungimea cursei, în min.

Se vor prelucra piese cu viteze de avans corespunzătoare timpilor de 30 s, 20 s, 15 s, 10 s şi 5 s.

A doua serie de încercări se face modificând viteza de rotaţie a piesei prin modificarea turaţiei şi menţinând ceilalţi parametri constanţi.

A treia serie de încercări se face modificând adâncimea de pătrundere din 5 în 5 micrometri, până la t = 0,030 mm/c.d, ceilalţi parametri rămânând constanţi.

Valorile parametrilor regimului de aşchiere la care se va lucra vor fi indicate de conducătorul lucrării.

După efectuarea seriilor de încercări, se măsoară rugozitatea suprafeţelor pieselor prelucrate şi se trasează curbele de variaţie a rugozităţii Ra funcţie de viteza de avans a piesei, de viteza de rotaţie a piesei şi de adâncimea de pătrundere.

5. Interpretarea rezultatelor. Concluzii

- Cu ajutorul rezultatelor obţinute se întocmesc graficele de variaţie a rugozităţii suprafeţelor funcţie de parametrul variabil al regimului de aşchiere.

Se vor menţiona următoarele;

43

LUCRAREA NR. 9

VIBRONETEZIREA SUPRAFEŢELOR EXTERIOARE ŞI INTERIOARE

1. Scopul lucrării

Scopul lucrării este de a familiariza pe student cu unele probleme specifice unui procedeu de superfinisare a suprafeţelor exterioare şi interioare.

2. Consideraţii generale

Vibronetezirea (sau supranetezirea sau suprafinisarea sau superfinisarea) este prelucrarea prin aşchiere cu una sau mai multe bare abrazive care efectuează mişcări rectilinii alternative rapide, combinate cu mişcări de avans iar semifabricatul efectuează o mişcare lentă, transversală pe direcţia comună a celorlalte mişcări.

Vibronetezirea are ca scop: - reducerea rugozităţii la valori sub Ra = 0,20 ţim; - reducerea abaterilor de formă în limite admisibile; - îndepărtarea stratului superficial defect, rezultat de la prelucrările

anterioare. Vibronetezirea are ca rezultat îmbunătăţirea proprietăţilor funcţionale ale

suprafeţelor de contact, prin îmbunătăţirea stării suprafeţelor şi prin creşterea suprafeţelor efective de contact (fig. 1).

h

I I 111111 I

100 % b)

vibronetezire a) suprafaţa reala de

contact' dupâ rectificare Fig. 1. Profilul real al suprafeţei

Ca scule se folosesc bare abrazive din carbură de siliciu sau carborund, cu granulaţia de 400-500 ftm cu liant ceramic sau de tip bachelită. Aceste bare se pregătesc în prealabil cu ajutorul unor pulberi abrazive cu ulei sau petrol şi al unui dorn cu diametrul cel puţin egal cu diametrul piesei de prelucrat.

41

100%

44

*

Fig. 4.

Mişcările barei abrazive

Fig. 5. Mişcările de lucru vibrohonuirii

2. Dispozitivul de vibraţie

Fig. 6. Dispozitivul de vibrare a sculei

46

Fig. 7. Schema cinematică a maşinii de vibrohonuit interior

oH^-^5

.28

±_E

48

compusă dintr-un număr mare de bare abrazive într-un suport în cazul vibronetezirii. în măsura în care este posibil, semifabricatul va avea o rugozitate Ra = 0,3-1 jttm obţinută printr-o prealabilă rectificare.

2. Se reglează maşina-unealtă şi dispozitivele pentru realizarea parametrilor de lucru prescrişi (turaţii, avans, presiune).

3. Se prelucrează un număr oarecare de semifabricate pentru o variaţie a unora dintre parametrii regimului de aşchiere între anumite limite în conformitate cu indicaţiile date de conducătorul lucrării.

4. Se va măsura cu ajutorul unui aparat rugozitatea suprafeţelor atât înainte cât şi după efectuarea lucrării, trecându-se datele experimentale în tabelul 3.

Tabelul 3 Date experimentale _________________________

Nr. crt.

n cot. min.

Ra (/im) t sec Ra (fim)

MATERIAL MATERIAL

-

5. Interpretarea rezultatelor. Concluzii :■

- Se vor trasa graficele Ra = f(n); Ra = f(t); n - turaţia semifabricatului; t -timpul de vibronetezire sau vibrohonuire.

- Se va verifica în ce măsură valorile raportului Vp/V„ se încadrează între limitele recomandate.

- Concluzii privind desfăşurarea lucrării.

BIBLIOGRAFIE 1. Drăghici Gh.: Tehnologia construcţiei de maşini, Bucureşti, Editura

Didactică şi Pedagogică, 1980; 2. Paraschiv Dr.: Contribuţii la influenţa regimurilor de aşchiere asupra

stării stratului superficial la prelucrarea unor materiale de scule şi rulmenţi, Teză de doctorat, 1981, Iaşi;

3. Paraschiv Dr. - Starea stratului superficial după prelucrarea mecanică. "^hnica, Chişinău, 1999.

49

LUCRAREA NR. 10

ECHILIBRAREA DINAMICĂ

1. Scopul lucrării

Lucrarea are drept scop să pună la îndemâna studenţilor cunoştinţele teoretice, dar mai ales a celor practice necesare pentru a se putea aplica cu uşurinţă în practică metodele de echilibrare dinamică.


în tehnica industrială este cunoscut faptul că vibraţiile constituie cauza principală care limitează durata de funcţionare a diferitelor organe de maşini. După cum se ştie, fenomene vibratorii apar în foarte mult domenii de activitate, dar lucrarea de faţă se preocupă numai de vibraţiile mecanice a pieselor aflate în mişcare de rotaţie şi metodele pentru eliminarea acestora. Analizându-se unul din parametrii importanţi de funcţionare ai diferitelor maşini şi anume turaţia, se observă tendinţa de creştere a acesteia la maşinile moderne atingând valori de ordinul sutelor de mii de rotaţii pe minut. Acest fapt scoate în evidenţă necesitatea executării pieselor rotitoare ale maşinilor cu o simetrie cât mai perfectă faţă de axa lor de rotaţie, cu scopul de a elimina vibraţiile produse de masele în dezechilibru. Practic s-a constatat că o piesă care se roteşte, chiar dacă este executată dintr-un material omogen şi prelucrată cât se poate de îngrijit, numai în foarte rare cazuri are centrul de greutate pe axa sa geometrică. De asemenea, oricâte măsuri s-ar lua în timpul procesului de fabricaţie, la operaţiile de asamblare şi montare apar unele defecţiuni care se traduc prin dezechilibrul elementelor care se rotesc.

Operaţiile de înlăturare a dezechilibrului fiecărei piese sau ansamblu care se roteşte sunt cunoscute în lucrările de specialitate sub denumirea de echilibrare.

în general, la un corp aflat în mişcare de rotaţie poate apare atât abaterea centrului de greutate faţă de axa de rotaţie cât şi devierea ax ei de inerţie faţă de axa de rotaţie. Datorită faptului că centrul de greutate este excentric faţă de axa de rotaţie cu distanţa "e", în timpul rotaţiei ia naştere o forţă care acţionează asupra centrului de greutate de aceeaşi parte cu el, a cărei mărime este dată de relaţia:

Fc=mu>2 (1)

Dacă axa principală de inerţie a piesei aflate în mişcare de rotaţie este deviată faţă de axa de rotaţie, asupra acesteia va acţiona un moment dat de două forţe egale şi opuse aflate în planuri radiale diferite. Acest moment, pentru unghiuri de deviere y mici se poate determina cu relaţia:

50

- 5 g.cm pentru piese de până la 100 kg cu greutatea de 3 kg amplasată la raza de 12 cm.

Antrenarea piesei in mişcare de rotaţie se face prin intermediul unui arbore cardanic.

Principiul pe care se bazează funcţionarea maşinii tip MS 901 este:

Fig. 1. Schema cinematică a maşinii de echilibrat

- un rotor rigid dacă a fost echilibrat la o anumită dată, rămâne echilibrat la orice altă viteză de rotaţie;

- un rotor elastic (cel care funcţionează la o viteză nominală superioară celei critice), dacă a fost echilibrat la o viteză redusă, trebuie verificat şi la viteza de funcţionare.

51

8. Buton pentru alegerea turaţiei (12). 9. Buton pentru ungerea lagărelor (11).

10. Buton pentru pornirea în mişcare de rotaţie (10). 11. Buton pentru oprire (9). 12. Comutator (18). 13. Comutator "reglare-lucru" (20). 14. Comutator "etalonare" - planul din stânga (19). 15. Comutator "compensare" - pentru corecţie în planul din stânga (17). 16. Comutator "etalonare" - planul din dreapta (23).

19 20 21 22 23

(32).

Fig. 2. Maşina de echilibrat dinamic MS-901 17. Comutator "compensare" - pentru corecţia din planul din dreapta (24). 18. întrerupător pentru comutarea planului de măsurare "stânga-dreapta"

52

Se readuce comutatorul "unghi-mărime" în poziţia "unghi" şi dacă acul indicator al aparatului deviază de la poziţia de zero se readuce la zero cu întrerupătorul "etalonare 1". Apoi din nou se comută întrerupătorul "unghi-mărime" în poziţia "mărime" şi se controlează dacă acul aparatului indicator rămâne la zero. în cazul în care acul se deplasează de la zero urmează să se repete operaţia de mai sus. Se opreşte rotaţia piesei etalon.

Pentru realizarea etalonării în planul drept se comută întrerupătorul" stânga-dreapta" în poziţia dreapta - piesa etalon nefiind antrenată în mişcare de rotaţie. Se porneşte rotaţia piesei şi se repetă toate operaţiile care au fost făcute cu planul stâng. Se opreşte rotirea piesei etalon.

B. Compensarea 1. La piesa etalon se plasează în planul stâng de echilibrare o greutate la o

rază oarecare. Greutatea va avea o valoare care va produce o deplasare cu 15-20 diviziuni a acului indicator a aparatului de măsură cu comutatorul pe x20.

2. Comutatorul "stânga-dreapta" se instalează în poziţia stânga. 3. Comutatorul "scară" - în poziţia x20. 4. Comutatorul "unghi-mărime" - în poziţia unghi. 5. Se porneşte rotirea piesei. 6. Volantul "caută-unghi" 15 aduce acul indicator al aparatului indicator la

zero. 7. Comutatorul "stânga-dreapta" se comută pe poziţia "dreapta". Pentru

această poziţie acul indicator trebuie adus la zero. în caz contrar nu este eliminată influenţa dezechilibrării unui plan asupra celuilalt.

8. întrerupătorul "unghi-mărime" se comută în poziţia "mărime". 9. Se roteşte comutatorul "compensaţie" până se obţine indicaţia zero. Dacă

rotind comutatorul "compensaţie II" nu se obţine o micşorare a indicaţiei aparatului indicator ci o mărire a acesteia se modifică poziţia comutatorului "compensaţie I" în una din poziţiile B, V sau G unde se obţine micşorarea indicaţiei aparatului, până la valoarea zero.

10. Comutatorul "unghi-mărime" se pune în poziţia unghi, acul aparatului trebuind să rămână la poziţia zero. Deviaţia acului cu 1-2 diviziuni nu are o influenţă importantă.

11. Se opreşte rotirea piesei. 12. Se scoate greutatea de probă cu care s-a lucrat în planul din stânga şi se

montează în planul din dreapta. 13. Se repetă operaţiile de la punctele 5, 6, 7, 8, 9, 10 şi 11 pentru a

compensa influenţa dezechilibrului din planul drept asupra celui din stânga. Cu aceste operaţii compensarea va fi complet terminată.

53

5. Mersul lucrării

■

Fig. 3. Dispozitiv pentru echilibrarea jantelor pentru autovehicule - în cazul lucrului la maşină se determină poziţia şi mărimea maselor în

dezechilibru. Pentru determinarea acestor mărimi se utilizează numai comutatoarele: a. scară - x20; xlOO; xlOOO; b. "stânga-dreapta"; c. "unghi-mărime"; d. roata "caută-unghiul" e. butoanele "pornire", "oprire", "ungere" şi cel pentru stabilirea frânei.

12 3 4 5 6 7 8

54

11. Se porneşte maşina şi se verifică dezechilibrul remanent. Dacă precizia de echilibrare nu este suficientă se repetă operaţia până se obţine valoarea dezechilibrului mai mică decât cea cerută.

BIBLIOGRAFIE

1. Radu T., Brebenel D.: Maşini, dispozitive şi metode de echilibrare statică şi dinamică, Editura Tehnică, Bucureşti, 1971;

2. * * *: Cartea maşinii de echilibrat dinamic tip MC 901. /

tirps - laborator

Education