35
Biela
| Date post: | 07-Feb-2016 |
| Category: |
Documents |
| Upload: | mariniuc-dan |
| View: | 14 times |
| Download: | 0 times |
Biela
Condiţii funcţionale•
Biela este solicitată în timpul funcţionării de sarcini variabile determinate de forţa datorată presiunii gazelor şi de forţele de inerţie.
•
Forţa datorată presiunii gazelor solicită biela la încovoiere, compresiune şi flambaj. Eforturi de încovoiere apar în regiunea de racordare a piciorului bielei cu corpul, ceea ce determină măsuri de rigidizare. Solicitarea de compresiune poate determina deformaţii permanente care scurtează biela, impiedicând mişcarea liberă a acesteia. Flambajul poate modifica axele piciorului şi capului bielei, stricând paralelismul acestora şi determinând o uzură accentuată a lagărelor.
Condiţii funcţionale•
Forţele de inerţie a maselor cu mişcare de translaţie solicită biela la întindere, provocând ovalizarea alezajelor, ceea ce favorizează posibilitatea apariţiei gripajului. Forţele de inerţie tangenţiale proprii înconvoaie corpul în planul de oscilaţie. Deformaţii suplimentare ale piciorului bielei pot apărea şi datorită poziţiei excentrice a bolţului din cauza jocului exagerat.
•
La motoarele
in patru
timpi
apare
o solicitare
puternica de intindere
in cursa
de evacuare
si una
de comprimare
in cursa
de destindere.•
În plus biela trebuie să aiba o mare rezistenţa la oboseală şi o bună rigiditate. De asemenea este interesanta şi reducerea masei.
Constructia bielei
Constructia bielei
Constructia bielei•
Particularitati constructive Bielele
sunt
construite
functie de tipul
de motor pe
care sunt folosite. Astfel, la motoarele
in doi
timpi
biela
este
realizata
din
o singura
bucata, legatura dintre
fusul
maneton si capul
bielei fiind
facuta
de un
rulment. Aceasta
constructie este determinata
de lipsa
sistemului
de ungere, iar
arborele
va fi
realizat
sub forma
de componente, pentru
a putea
monta
sistemul. La motoarele
in
patru
timpi, biela
este
construita
din
doua
parti, inchiderea
lagarului
de la maneton facindu-se
cu
un
capac.
Constructia bielei•
La determinarea
arhitecturii
bielei se tinde
imbinarea
rezistentei
si rigiditatii
cu
masa
minima. De aceea
exista o anumita
traditie in constructia
bielei, acesta
suferind
relativ
putine
modificari
de-a
lungul
timpului.•
Lungimea bielei Parametru
constructiv
important
lungimea
bielei influenteaza
inaltimea
si uzura
motorului. Bielele
scurte
(r/l >1/4) sunt
mai
rigide, au masa
mai
mica, sunt
mai
rigide, dar genereaza
o uzura
mai
mare, datorita
cresterii
inclinarii. Solutie utila
la m.a.s. Pentru
m.a.c. se utilizeaza
biele
lungi, care ofera
o reducere
a fortei normale, si deci
a uzurii. Un
alt parametru
important care trebuie
urmarit
este
acela
a traiectoriei capului
bielei si al contragreutatii, pentru
a nu interfera
cu
pistonul.
Constructia bielei•
Masa bielei este
importanta, valoarea
ei influentind
fortele
de inertie din
sistem.•
Piciorul bielei Constructia
piciorului
bielei este
determinata
de dimensiunile
boltului
si de tipul
de imbinare
piston-bolt-biela. Diferite
forme
ale
piciorului
bielei, care au diferite
avantaje
constructive. Lungimea piciorului
bielei se determina
din
conditia
presiunii
de
contact dintre
bucsa
bielei si bolt. Aceasta
trebuie
sa fie mai
scurta
cu
3-4 mm decit
distanta
intre
umerii
pistonului, pentru
a preveni
blocajul
datorita
dilatarii. La piciorul
bielei si bolt flotant
in picior
se utilizeaza
o bucsa
de bronz
cu
aluminiu
sau
bronz
cu
staniu. La motoarele in doi
timpi
se utilizeaza
rulmenti
cu
ace.
Constructia
bielei
Constructia bielei•
Corpul bielei Profilul
corpului
bielei trebuie
sa
posede
un
moment de inertie maxim
atit
in planul
de oscilatie, cit
si in planul
perpendicular
pe
acesta, astfel incit
executarea
acesteia
(prin matritare) sa fie
relativ
usoara. O sectiune
care
corespunde
cerintelor
este
sectiunea
dublu
T, orientata
cu
talpile
in planul
de oscialtie. Pentru
a asigura
o trecere
continua
de la piciorul
bielei la corpul
bielei, sectiunea
este
variabila
pe
lungimea
bielei, marindu-se
cu
precadere
partea centrala
a profilului. Trecerile
se fac
cu
raze
de
racordare
mari.
Constructia bielei•
Capul bielei La motoarele
in patru
timpi
capul
este
sectionat, iar
capacul
bielei se imbina
cu
2- 4 suruburi. Sectionarea
capului
se face dupa
un
plan normal
pe
axa
bielei sau
inclinat
la 45 de grade
pentru
a permite
trecerea
bielei prin
cilindru
la montaj. Forma
cilindrica
a capului
este asigurata
de suruburi
de montaj, iar
la capacele
sectionate
inclinat
se prevad
rizuri
pentru preluarea
fortelor
tangentiale. Capacul
bielei
trebuie
sa fie
o piesa
rigida, pentru
a nu se deforma
in timpul
functionarii, si de aceea
este
prevazut
cu
nervuri.
Constructia bielei
Constructia bielei•
Capul bielei Biela
si capacul
ei se vor
monta
pe
un
plan
de separare
care trebuie
prelucrat
special pentru
a asigura
cilindricitatea. Uneori
in acest
scop
se utilizeaza
un
prag
in planul
de separare
sau
un
bolt de fixare pentru
a preveni
deplasarea
suprafetelor. Aceste
metode
ofera
o buna
precizie
in montaj, dar ridica
dificultati
in prelucrare. Din
aceasta
cauza
se poate
utiliza
metoda
de
fracturare
a capului
bielei pentru
a realiza
capacul. Rizurile
aparute
la rupere
vor
putea
prelua
fortele
tangentiale. Din
punct
de vedere
al prelucrarii, dupa forjare
se prelucrare
mecanica
se realizeaza
fracturarea
capului
bielei prin
introducerea
unei
fisuri
in planul
de fractura. Aceasta
fisura
se poate
realiza
cu
laser si nu se
admit
deformatii
plastice
in aceasta
etapa.
Constructia
bielei
Constructia bielei•
Suruburile de biela In timpul
functionarii
asupra
suruburilor
actioneaza
forta
de prestringere
si fortele
de inertie variabile
determinate
de masele
in miscare
de
translatie si masele
in miscare
de rotatie care solicita surubul
la intindere. Caracterul
solicitarilor
fiind
variabil
se acorda
o mare atentie
rezistentei
la oboseala
pentru
a nu ceda. Din
acest
motiv
constructia
sa este
deosebita.
Capul
surubului
are o forma
speciala
pentru
a facilita montajul. Uneori
corpul
este
prevazut
cu
o zona
cilindrica
pentru
centrarea
capacului. Locul
de trecere
de la cap la corp
se racordeaza
cu
o raza
mare, la fel si
pentru
zona filetata. Rezistenta
la oboseala
va fi
mai mare cu
cit
pasul filetului
este
mai
mic
Constructia bielei
Constructia bielei
•
Montaje specifice La motoarele
in V, bielele
a doi
cilindrii
opusi
se articuleaza
pe
acelasi
maneton. In acest
sens
se utilizeaza
trei
grupe de montaj. In prima grupa
se includ
bielele
identice, montate
succesiv
pe
acelasi
maneton. A doua
grupa
o formeaza
bielele
furca
si biela
interioara, ambele
lucrind
cu
acelasi
cuzinet. Se obtine
o uzura
uniforma
a cuzinetului. A treia
grupa
este
formata
de gruparea
biela
bieleta, solutie complicata, folosita
cazuri
speciale.
Constructia bielei
Conditii
tehnice•
Asigurarea
unei
rezistente
inalte
la oboseala
si a unei
rigiditati
corespunzatoare
determina
conditiile
specifice pentru
biela. Pentru
geometrie: se prevede
ca axele
alezajelor
sa fie
in acelasi
plan si paralele; abaterile
de la coplanietate
si paralelism
sint maxim
0.06mm/100mm;
abaterile
privind
distanta
intre
axele
alezajelor
nu trebuie sa depaseasca
0.1mm. Se limiteaza
ovalitatea
si
conicitatea
alezajului
din
piciorul
bielei la 0.01mm, iar
la cap 0.012 mm. Bataia
fetelor
frontale se admite
la
0.1mm. Capacul
bielei trebuie
sa se aseze
pe
suprafata capului. Rugozitatea
este
1.6, iar
pentru
alte
suprafete
0.8. Diferenta
de masa
a bielelor
montate
la un
motor nu trebuie
sa depaseascs
22 g. Jocurile
trebuie
sa fie
strinse, iar
suruburile
trebuiesc
montate
la cheie dinamometrica.
Conditii tehnice
Materiale si semifabricate•
Caracteristicile materialelor Fata de conditiile
de lucru
pentru
materialul
bielelor
se impun
o serie de cerinte: rezistenta
mare la oboseala
si la solicitari
cu
soc
(buna
plasticitate); bune
proprietati
de forjare, care sa asigure o repartitie corespunzatoare
a fibrelor
semifabricatului;
stabilitate
ridicata
la operatiile
de tratament
termic. Materialul
cel mai
potrivit
este
otelul
de imbunatatire, cu
continut mediu
de carbon cu
sau
fara
elemente
de aliere. Se mai
poate
utiliza, pentru
cazurile
motoarelor
mai
putin
impinse
fonta
perlitica. In general
nu se recomanda utilizarea
aliajelor
de aluminiu, in ciuda
greutatii
reduse
a
bielei, datorita
rezistentei
reduse
la oboseala. Se pot folosi
totusi
la masini
de curse.
Materiale si semifabricate•
Semifabricate pentru biela Asigurarea
unei
rezistente
inalte
la oboseala
se realizeaza
printr-o
forjare
corecta a materialului, cu
o repartizarea
corespunzatoare
a fibrelor
in semifabricat. Semifabricatele
pentru
biela
se pot realiza
in doua
moduri: unul
in care corpul
se realizeaza
separat
de capac
si a doua
varianta
in care sunt realizate
impreuna, apoi
separate. In general
biela
se
forjeaza
cu
urmatoarea
succesiune: debitare, incalzire
in cuptor la 1100C, preforjare
in matrita
inchisa, reincalzire
in cuptor la 1200C, matritare
prealabila
cu
debavurare, reincalzire
si matritare
finala
(calibrare).
Materiale si semifabricate•
Semifabricate pentru biela Operatia
de forjare
se poate
executa
si intr-o
singura
etapa, in cazul unor
utilaje
performante
care lamineaza
semifabricatul. La fabricatia
de serie mare se pot concepe
linii
de forjare
in flux continuu, in care
transportul, deplasarea
semifabricatului
se realizeaza
automat. Dupa
forjare, procesul
tehnologic
continua
cu
operatii
de tratament termic, normalizare, calire
si revenire, dupa
care
se executa
operatiile
de curatire
si ecruisare
cu alice.
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Aspecte particulare ale tehnologiei Procesul tehnologic
de prelucrare
mecanica
a bielei este
caracterizat
de prelucarea
de precizie
inalta
a alezajelor
din
capul
si piciorul
bielei si a fetelor
frontale perpendiculare
ale
acestora. Deaorece bielele
nu sunt
piese
rigide este
important sa se
aleaga
bazele
de asezare
prin
care sa se evite deformatiile
ce
pot apare
sub actiunea
fortelor
de stringere
si de aschiere. Biela
si capacul acesteia
nu sunt
interschimbabile, prelucrarea
lor facindu-se
in perechi, la fel ca si bucsele.
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Etapele principale ale procesului tehnologic La prelucrarea
bielei se disting, in principiu,
urmatoarele
etape: alegerea
si prelucrarea bazelor
de asezare, respectiv
a suprafetelor
frontale plane, prelucrarea
preaalbila
a aelzajelor
din
capul
si piciorul
bielei, prelucrarea
suprafetelor
de separatie ale
capului
si capacului
bielei, prelucrarea
gaurilor
pentru
suruburile
bielei, prelucrarea
de finisare
a alezajelor, ajustarea
si sortarea
bielelor.
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Alegerea si prelucrarea bazelor de asezare Pentru
realizarea
unor
suprafete
plane
de
reazam
de calitate
procesul
tehnologic
incepe cu
prelucrarea
fetelor
frontale ale
capului
si
piciorului
bielei. Se recomanda
ca la prinderea piesei sa se respecte
pozitia
de matritare
a
bielei, pentru
a avea
o repartitie uniforma
a adaosurilor
de prelucrare
si se asigura
o
distanta
relativ
egala
fata de planul
de simetrie. Prelucrarea
fetelor
frontale se executa
prin
frezare, brosare
si rectificare
plana.
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Alegerea si prelucrarea bazelor de asezare Brosarea
fetelor
frontale poate
fi
aplicata
atit
la
bielele
la care latimea
capului
este
egala, cit
si la cele
la care este
diferita
de cea
a piciorului.
Ele
se vor
executa
pe
masini
de brosat orizontale
sau
verticale. Rectificarea
se aplica
bielelor
simetrice, care au latimea
capului
egala cu
cea
a piciorului
si ale
caror
fete
frontale se
afla
in acelasi
plan. Se rectifica
intii
o parte
apoi semifabricatul
este
intors
si se rectifica
cea
de-a
doua
parte.
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Baze
de asezare
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Prelucrarea prealabila a alezajelor din piciorul si capul bielei. In cazul
prelucrarii
bielelor
forjate
separat,
pentru
prelucrarea
capului
bielei se uitlizeaza
ca baza
de asezare
alezajul
din
piciorul
bielei, prelucrat
prealabil,
asigurindu-se
astfel precizia
pozitiei
reciproce
a capului si piciorului. Alezajul
din
piciorul
bielei se executa
prin
burghiere, orientind
piesa
dupa
conturul
piciorului, cu stringere
pe
fata frontala. Operatia
de burhiere
este
urmata
de cea
de alezare
pe
aceiasi
masina. La bielele forjate
cu
capac
se executa
burghierea
piciorului
pe
masini
multiax, apoi
strunjirea
capului
bielei pe
strunguri paralele, dupa
care se face sectionarea
capului.
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Prelucrarea suprafetelor plane de separatie ale capului bielei Cind
biela
si capul
sunt
semifabricate
distincte, suprafetele
plane
de separatie se prelucreaza pe
masini
de brosat
verticale sau
se frezeaza. La
prelucrarea
bielelor
forjate
cu
capacul
facind
corp
comun se face mai
intii
sectionarea
capului
bielei si apoi
rectificarea
suprafetelor
de separatie. Pentru
aceasta
se prind
piesele
perechi.
•
Prelucrarea gaurilor pentru suruburile de biela se executa
concomitent
prin
operatii
de burghiere, largire,
tesire, alezare
si eventual
filetare, pe
masini
de gaurit
cu capete
multiaxe
si masa
rotativa. Solutia
de alezare
separata
nu este
foarte
folosita.
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Prelucrarea de semifinisare a alezajelor din capul si piciorul bielei La cap semifinisarea
se
realizeaza
dupa
asamblarea
capului
cu
capacul. Prelucrarea
este
de strunjire
interioara
din
mai
multe
treceri
si mai
rar
din
operatii
de adincire
si alezare. Pentru
asigurarea
paralelismului
axelor
si fixarea
distantei
dintre
cele
doua
alezaje aceasta
operatie se executa
simultan. In unele
procedee
finisarea
alezajului
din
capul
bielei se executa
prin
honuire.
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
Tehnologia
de prelucrare
mecanica a bielei
•
Ajustarea si sortarea bielelor pe grupe masice Operatia
de ajustare
a masei
bielelor
se
executa
pe
masini
de frezat
orizontale
si consta in indepartarea
de pe
suprafetele
celor
doua
capete
a cantitatilor
de metal suplimentare. Inainte
de indepartare
bielele
se cintaresc
si
indepartarea
de masa
se face numai
cit
este admisibil
din
fiecare
zona in parte. Dupa
aceasta
biele
se cintaresc
si se impart
in grupe
de greutate
pentru
a fi
imperecheate. In final
se
executa
operatiile
de verificare
si control
al pieselor.
Proces tehnologicNr. crt.Denumirea operatiei Masina unealta1 Rectificarea simultana a suprafetelor plane ale capului
si picioruluiMasina de rectificat cu platou magnetic
2 Demagnetizare Dispozitiv special
3 Prelucrarea alezajului din piciorul bielei prin burghiere alezare Agregat de gaurit
4 Retezarea capacului de biela de corpul acesteia Agregat de retezat cu disc5 Rectificarea simultana a suprafetei de imbinare Masina de rectificat plan
6 Prima strunjire a alezajului din capul bielei la o prindere pereche a corpului si capacului strung paralel
7 Executarea gaurilor pentru suruburi in capacul si corpul bielei
masina de gaurit cu cap multiaxe
8 Filetarea gaurilor pentru suruburi in corpul bielei Masina de filetat9 Control intermediar10 Asamblarea bielei cu capacul
11 Strunjirea simultana a alezajelor din capul si piciorul bielei, cu respectarea distantei intre axe Masina speciala de strunjit
12 Presarea bucsei in alezajul piciorului bielei Banc de montaj
13 Strunjirea de finisare a alezajelor din capul si piciorul bielei cu controlul activ al dimensiunilor Masina speciala de strunjit
14 Control intermediar15 Demontarea capacului bielei
16 Frezarea locasului pentru pintenul cuzinetului, simultan la corp si la capac. Masina universala de frezat
17 Asamblarea bielei cu capacul18 Cintarirea si marcarea masi suplimentare19 Frezarea adaosului de material Masina de frezat20 Cintarirea si sortarea pe grupe Cintar21 Control final
