LICEUL TEHNOLOGIC BUCECEA

PROIECT DE SPECIALITATEpentru examenul de obţinere a certificatului de calificare profesională

nivel 2 Calificarea: Lăcătuş mecanic prestări servicii

Recondiţionarea arborilor

Îndrumător,Ing. NISTOR EUGEN

Candidat,ICHIM S. IULIAN CEZAR

CLASA a XI –a E

Promoţia 2014

1

CUPRINS

Argument..........................................................................................3

CAPITOLUL I

Reconditionarea arborilor drepti........................................................4

CAPITOLUL I I

Reconditionarea arborilor cotiti ........................................................15

CAPITOLUL I I I

Reconditionarea arborilor cu came.....................................................21

Bibliografie.........................................................................................24

2

ARGUMENT

Arborii au funcţia principală de transmitere a mişcării de rotaţie şi a unui moment de răsucire. De obicei arborii sunt solicitaţi atât la răsucire cât si la încovoiere. Deseori solicitarea principală este răsucirea. Principalul criteriu de clasificare a arborilor drepţi îl constitue tipul de solicitare la care sunt supuşi. După acest criteriu există : arbori de torsiune - consideraţi solicitaţi numai la torsiune sau în principal la torsiune ; arbori supuşi la solicitări compuse ( la torsiune şi la încovoiere ). Arborii cotiţi şi cei cu came contribue la transformarea mişcării de rotaţie în mişcare de translaţie. Scoaterea din funcţiune a arborilor se datorează oboselii materialului, uzării, coroziunii etc. Tehnologia de recondiţionare a arborilor depinde de forma geometrica, dimensiunile condiţiile tehnice impuse, mărimea şi natura uzărilor, precum şi de materialul acestora . Arborii cotiţi se rebutează când prezintă următoarele defecte : ; crăpaturi sau fisuri pe tuşuri care nu dispar prin rectificare, crăpături sau fisuri pe suprafeţe neprelucrate, rupere sau răsucire, lungimea tuşurilor manetoane mai mare de o anumita valoare, diametrul fusurilor sub cota minimă. Arborele cu came , prin poziţia şi forma camelor sale, asigura în timpul rotirii intrarea în acţiune a organelor de distribuţie, la timpul oportun şi pe durata necesara. Fusurile arborelui cu came se rotesc în lagăre cu alunecare , care sunt nişte bucşe având turnat pe suprafaţa interioara un strat de aliaj antifricţiune . Defectele arborelui cu came sunt : încovoierea arborelui ; ciupiturile ; uzarea sau deteriorarea filetului găurii pentru şurubul de fixare al roţii dinţate ; uzura canalului de pană pentru pinionul de distribuţie ; uzura tuşurilor şi uzura camelor. Înlăturarea rizurilor de pe fusurile arborilor se face prin procedee mecanice. Rizurile mai mari se pilesc şi apoi se freacă cu hârtie abrazivă. Pentru finisare se foloseşte pasta de şlefuit, operaţia executându-se cu o curea sau cu o bandă de bumbac.

3

CAPITOLUL I

RECONDIŢIONAREA ARBORILOR DREPŢI

La alegerea metodelor şi procedeelor de recondiţionare a arborilor drepţi trebuie să se ţină seama de structura, tratamentele termice, duritatea etc, pe care aceştia le au din procesele de execuţie sau de recondiţionare anterioare. În general, materialele folosite pentru piesele tip arbore sunt oţelurile carbon sau aliate îmbunătăţite, oţelurile de cementare, precum şi unele fonte de înaltă rezistenţă, aliate sau nealiate. Frecvent arborii sunt executaţi din oţeluri carbon şi oţeluri aliate.

Principalele uzări şi defecţiuni care apar la arbori în exploatare şi care se evidenţiază în cadrul operaţiilor de recondiţionare sunt: încovoierea, răsucirea, fisurarea, ruperea sau uzarea unor capete cilindrice sau conice, deteriorarea filetelor exterioare şi a alezajelor filetate, a canalelor de pană sau canelurilor, a orificiilor de centrare etc.

Cauzele încovoierii şi răsucirii se datoreaza solicitărilor mecanice, termice etc, în procesul de reparare anterior, ca urmare a recondiţionării prin sudare şi demontarii-montării necorespunzătoare.

Verificarea încovoierii precede operaţiile de recondiţionare.Uzarea unor suprafeţe cilindrice (conice) se referă la uzarea fusurilor pentru

rulmenţi şi lagăre cu alunecare sau alte îmbinări ce formează ajustaje.Filetele pot prezenta deformări, rupturi ale spirelor pe porţiuni mai mari sau

mai mici.Canalele de pană şi canelurile au de obicei uzări mici sau mijlocii.

La recondiţionarea canalelor de pană prin majorare sau prin prelucrareaunui nou canal decalat se ţine seama şi de implicaţiile asupra piesei conjugate.

Fisurarea arborilor drepţi, cauzată de oboseala materialului, necoaxia- litatea fusurilor, calitatea necorespunzătoare a tratamentelor termice, variaţia bruscă a momentelor de răsucire etc, impune controlul defectoscopic atât înainte cât şi după recondiţionare, cu scopul detectării eventualelor fisuri ascunse.

Echilibrarea arborilor se face după recondiţionare, avînd ca scop funcţionarea fără vibraţii şi zgomote a maşinii sau utilajului din care face parte.

Alte defecţiuni, cum sunt bătaia axială a flanşelor, înfundarea canalelor de lubrifiere etc, se întâlnesc numai la anumite tipuri de arbori.

Controlul tehnic pentru stabilirea uzărilor şi defecţiunilor arborilor constă din operaţii de control ale dimensiunilor, abaterilor de formă şi poziţie, precum şi din operaţii de defectoscopie.

Detectarea fisurilor şi crăpăturilor este o operaţie obligatorie pentru arborii greu încărcaţi, solicitaţi prin şoc, dar şi la unii arbori ce au suferit operaţii de îndreptare, sudare etc.

4

Forţa de îndreptare se aplică, în funcţie de mărimea deformaţiei, la -rece sau la cald .

Uzarea fusurilor arborilor drepţi se manifestă prin ovalitate, poli-gonalitate, conicitate.

Uzarea se măsoară în plane longitudinale pentru determinarea conicită-ţii şi în plane transversale pentru determinarea ovalităţii. Operaţia se execută cu aparate universale (şublere, micrometre, pasametre etc.) sau cu dispozitive care permit măsurarea pe rază a pieselor uzate neuniform. Astfel, ovalitatea arborelui (fig. 1, a) rezultă ca diferenţă a diametrelor maxim şi minim măsurate în secţiunile A—A, B—B etc.

Conicitatea aceluiaşi arbore rezultă ca diferenţă a diametrelor măsurate în secţiune longitudinală, reţinând valoarea cea mai mare a acestei diferenţe

Determinarea pe faza a uzărilor este o metoda mult mai precisă dar care necesită însă un arbore etalon pentru etalonarea comparatorului C1 (fig. 1.b), după care în locul acestuia, se aşază în dispozitivul cu vîrfuri sau cu prisme arborele căruia i se determină uzarea. În acest caz se reţin cele mai mari valori ale uzării, acestea fiind cele care impun treapta de reparaţie sau diametrul de pregătire a suprafeţelor ce urmează să fie încărcate cu material de adaos.

5

Fig. 1. Determinarea ovalităţii, conicităţii şi uzării fusurilor:a — determinarea ovalităţii şi conicităţii; b- determinarea uzării minime (maxime)

pe raza cu dispozitivul cu vârfuri fixe sau prisme unghiulare ' '

Precizia de poziţie a suprafeţelor arborilor se controlează folosindu-se dispozitive mai complexe. În fig. 2 a se observă că la, comparatoarele C1 şi C2 se poate citi bătaia radială a suprafeţelor S1 şi Sz în raport cu axa de simetrie materializată, prin vârfurile fixe ale dispozitivului. Comparatorul C3 de tipul pupitastelor indică, în, raport cu aceeaşi axă de simetrie, bătaia frontală a suprafeţei S3.

În cazul determinării, bataii radiale .a unor suprafeţe în raport cu altele, primele supfafeţe se aşează pe: prîsme iar pe celelalte se execută măsurarea.(fig. 2b)

Fig.2 Controlul bătăii radiale şi frontale a suprafetelor : a) faţă de axa de rotaţie b) faţă de suprafeţele principale .

În afara dispozitivelor şi a mijloacelor de control universale, pentrucontrolul uzării şi al altor abateri ale arborilor, se folosesc în cadrul producţiei de recondiţionări în serie, din ce în ce mai mult, calibrele limitative si instalaţiile de control activ. Recondiţionarea fusurilor uzate reprezintă principala acţiune de recon-diționare a arborilor, fiind urmată sau precedată de recondiţionarea canalelor de pană, a filetelor, alezajelor, canelurilor etc.

Dintre metodele folosite la recondiţionarea fusurilor arborilor se menţionează:— prelucrarea la trepte de reparaţii; .— încărcarea cu material de adaos şi prelucrarea la dimensiunea nominală;

dimensiunea micşorată sau dimensiunea majorată;— înlocuirea unor tronsoane de capăt ale arborilor;— presarea de bucşe, inele folosite drept compensatoare de uzare; — deformarea plastică.

Prelucrarea la trepte de reparaţii se aplică arborilor cu trepte de reparaţii prestabilite şi care au asigurate piesele cu care se asamblează la dimensiunile de reparaţie. Diametrul de reparaţie se; calculează conform metodologiei expusa anterior,

6

rezultând un diametru de reparaţie calculat (dr calc) care, faţă de diametrul de reparaţie ce se va adopta (dr adopt), trebuie să fie :(dr calc) ≥(dr adopt), [mm].

Încărcarea cu material de adaos a pieselor uzate se realizează prin sudare manuală sub strat de flux, cu arc electric vibrator, prin metalizare, acoperiri electrolitice etc, în funcţie de mărimea uzării. Astfel, pentru uzări mari {peste 1 mm) ale arborilor se aplică procedee de sudare manuala şi sub strat de flux. Pentru uzări mijlocii (0,3 . . .1 mm) se aplică sudarea cu arc electric si metalizarea. Pentru arbori de dimensiuni reduse şi cu uzari mici se aplică procedee de cromare, ferare etc. care asigura straturi de compensare de 0,05 . . .0,4 mm rezistente la uzare.

În acest caz al încărcării arborilor cu material de adaos prin diverse procedee, adaosul de material ce trebuie îndepărtat variază astfel:

— după sudare 1,5. . .4 mm;— după metalizare0,5. . .2 mm;— după cromare 0,05. . .0,15 mm,

În funcţie de caracteristicile dimensionale ale arborelui (lungime, diametru). Depunerea de materiale pe arbori are ca scop atît readucerea acestora la dimensiuni nominale cît şi la dimensiuni micşorate sau majorate, creându-se condiţii şi pentru recuperarea pieselor cu care se asamblează (cuzineţi, roţi dinţate sau de curea etc).

La sudarea sub strat de flux a fusurilor arborilor se obţin straturi omogene si rezistente la uzare, se prelucrează uşor, însă procedeul provoacă tensiuni termice mari în masa acestora. De aceea, la arborii care lucrează în condiţii de solicitări mari, după sudare se aplică un tratament termic de detensionare.

7

Tabelul 1

8

În cazul sudării cu arc electric vibrator, datorită întreruperii arcului şi răcirii continue a straturilor ce se depun, se elimină tensiunile termice din masa arborilor.

În urma compensării uzărilor prin procedee de sudare, este nevoie să se refacă şi canalele pentru inele, elastice de rezemare sau inele din sârmă. Canalele se execută prin strunjire cu cuţite profilate, respectîndu-se formele şi dimensiunile stabilite prin STAS 5848/2—73 (extras . în tabelul 1).

Prin metalizare se asigură arborilor straturi de orice grosime şi cu o bună aderenţă dacă se respectă recomandările privind pregătirea suprafeţe lor ce se metalizează (crearea unui microrelief, degresare, sablare etc). Duritatea straturilor depinde în primul rând de compoziţia metalului ce se depune şi apoi de regimul de depunere. Verificarea durităţii, acestor straturi depuse pe fusurile arborilor este o operaţie foarte dificilă datorită neomogenităţii straturilor (pori, oxizi etc).

În cazul folosirii bucşelor sau inelelor compensatoare grosimea pereţilor acestora, după prelucrarea finală, trebuie să fie de minimum 2 mm, pentru a nu se strivi peretele bucşei (inelului) şi a preveni slăbirea ajustajului.

Fig. 3 Asigurarea împotriva slăbirii ajustajului:

a — cu ştifturi longitudinale nefiletate{presate} sau filetate; b — cu sudură frontală sau radială

Asigurarea împotriva slăbirii se obţine printr-un ajustaj cu strângere, prin folosirea unor ştifturi filetate sau nefiletate aplicate longitudinal sau transversal (fig. 3 a) şi prin sudarea îmbinării în anumite zone (fig. 3 b)Prin deformare plastică se recondiţionează în general fusurile de capăt ce nu au impuse condiţii severe privitoare la lungimea tronsoanelor. Unele fusuri cu straturi superficiale mai puţin dure pot fi majorate prin striere urmată de prelucrarea prin aşchiere (strunjire, rectificare).

Fusurile de capăt rupte destinate fixării cuplajelor, roţilor dinţate sau de curea etc. se recondiţionează, prin. metoda înlocuirii unei părţi din piesă, ţinîndu-se seama de recomandările standardelor. Astfel, capetele cilindrice trebuie să aibă dimensiunile şi abaterile limită conforme cu prevederile STAS 8724/2 – 71 (extras în tabelul 2).

b .

9

Tabelul 2 Dimensiuni şi abateri limită ale fusurilor

Abaterile limită din tabelu 2 referitoare la diametrele d corespund câmpurilor de toleranţă j6 pentru d < 30 mm, k6 pentru d = 32. . .50 mm şi m6 pentru d > 50 mm. Dimensiunile şi abaterile limită pentru capete conice de arbori, destinate fixării roţilor dinţate, de curea şi de lanţ, cuplajelor etc. sunt stabilite în STAS 8724/4—71 (extras în tabelul 3). Pentru aceste capete, abaterile limita de la conicitate se aleg în conformitate cu recomandările standardelor în vigoare.

10

În cadrul metodelor de recondiţionare a arborilor se utilizează o serie de procedee de prelucrare mecanică, cum sunt: strunjire, rectificare, netezire, ecruisare etc.La alegerea unuia sau altuia dintre aceste procedee sau a mai multora, aflate într-o succesiune logică, se ţine seama de mai mulţi factori, dintre care duritatea stratului ce se prelucrează poate fi determinantă în alegerea procedeului. Din practică a rezultat că pentru aşchierea obişnuită, oţelul este apreciat ca suficient de prelucrabil pentru producţia de serie dacă duritatea sa nu depăşeşte 350 HB, în timp ce pentru unele prelucrări de finisare această limită poate ajunge la 450. . .500 HB. O înrăutăţire a prelucrabili-tăţii prin aşchiere se înregistrează la prelucrarea oţelurilor călite, în acest caz alegându-se procedee de prelucrare cu abrazivi: rectificare, vibronetezire etc. Alegerea maşinilor-unelte necesare prelucrării arborilor este condiţionată de: felul prelucrării (degroşare, finisare), dimensiunile arborilor, gradul de precizie a prelucrării şi mărimea lotului de arbori ce urmează a se recondiţiona. Utilizarea treptelor arborelui ca reazem pentru sprijinul axial al pieselor montate pe acesta, precum şi accesibilitatea pietrei de rectificat în zona de trecere de la un diametru la altul se obţine prin degajări sau raze de racordare, care se refac în cadrul operaţiilor de recondiţionare. Unele forme de racordări recomandate în standarde pentru operaţiile de rectificare sînt date în tabelul 4 (extras din STAS 7446-66).

Recondiţionarea cu mai mare preczie a fusurilor arborilor se execută prin rectificare pe maşini de rectificat rotund exterior între vîrfuri şi maşini de rectificat fără centre.

Rectificarea între vârfuri a arborilor se poate executa în variantele:— cu avans longitudinal şi cu adâncime de aşchiere mică;— cu avans longitudinal şi cu adâncime de aşchiere mare;— cu avans transversal.Canalele de pană cu uzuri mici se recondiţionează prin majorare. Canalele de pană

cu uzuri mari se încarcă cu material prin sudare şi se frezează un canal la cota iniţială sau se frezează un nou canal decalat la 90 sau 180°, cu condiţia de a se ţine seama şi de implicaţiile asupra piesei cu care se asamblează, în tabelul 5 sînt extrase din standarde (STAS 1004-81) unele date privind caracteristicile dimensionale ale penelor paralele şi canalelor din arborii şi butucii recondiţionaţi.

11

Tabelul 3 Dimensiuni şi abateri limită pentru capete conice de arbori

12

Tabelul 4 Diferite forme de racordări

13

CAPITOLUL I I

RECONDIŢIONAREA ARBORILOR COTIŢI

Arborii cotiţi sunt folosiţi în construcţia motoarelor cu ardere internă,, maşinilor cu abur cu piston, pompelor şi compresoarelor cu piston, preselor cu manivelă, maşinilor textile, maşinilor agricole etc, avînd rolul de transformare a mişcării de translaţie în mişcare de rotaţie sau invers.

Caracteristica principală care îi diferenţiază este rigiditatea, astfel că la motoare şi compresoare se întâlnesc arbori rigizi de mare precizie, iar la. maşinile agricole (prese de balotat, combine, selectoare) etc. arbori nerigizi.

Condiţiile tehnice impuse arborilor cotiţi recondiţionaţi trebuie să fie aceleaşi ca ale arborilor noi. Astfel, pentru arborii cotiţi ai motoarelor, precizia diametrelor fusurilor paliere şi manetoane trebuie să corespundă treptelor 6.. .7 ISO, ovalitatea fusurilor să nu depăşească 0,02 mm, iar conici tatea la 100 mm de 0,02. . .0,03 mm (la motorul Saviem 797 se prescriu o ovalitate şi conicitate maxime de 0,02 mm; la motorul MAN-D 2156 HMN se prescrie valoarea maximă 0,01 mm). Abaterea de la paralelism nu trebuie să depăşească 0,02.. .0,03 mm pe lungimea de 100 mm. De asemenea, rugozitatea fusurilor trebuie să aibă valori R <0.4.. .0,8 μm, iar duritatea acestora 52. . .64 HRC.

Pentru arborii cotiţi ai maşinilor agricole se prevăd toleranţele diametrelor corespunzătoare treptelor 8 . . 9 ISO, ale dimensiunilor longitudinale ± 0,4.... .. .0,6 mm. De asemenea, abaterile de la forma geometrică a fusurilor (ovalitatea, conicitatea) precum şi cele de la poziţia reciprocă a acestor suprafeţe sînt cuprinse în valorile abaterilor limită ale dimensiunilor respective. Rugozitatea are de obicei valori cuprinse între 3,2 şi 6,3 μm .

La alegerea metodelor şi procedeelor de recondiţionare a arborilor cotiţi se ţine seama , ca şi la arborii drepţi, de structura, tratamentele termice, duritatea pe care aceştia le au din procesele de execuţie sau recondiţionare-anterioare.

Arborii cotiţi ai motoarelor sînt executaţi din materiale cu rezistenţă mare la oboseală, ce asigură obţinerea unor durităţi ridicate a suprafeţelor fusurilor paliere prin tratamente de suprafaţă, ca: 0LC 45 (motor D 110, D 115), 33 MoCr 11 (motor 797-05), 40 BCr10 (compresor LP 1848 şi 1982), fonte aliate cu crom, nichel, molibden şi fonte modificate cu grafit nodular (motor Dacia 1300).

Arborii cotiţi ai maşinilor agricole sînt executaţi din oţeluri de uz gene ral (OL 50, OL 60) şi mai rar din oţeluri carbon de calitate (OLC 25, OLC 35) deoarece transmit sau preiau momente de încovoiere sau răsucire de valori mici.In fig. 4 sunt reprezentate defecţiunile caracteristice arborilor cotiţi. Arborii cotiţi se rebutează cînd sunt rupţi, fisuraţi şi răsuciţi sau uzaţi peste limitele admise.Recondiţionarea propriu-zisă este precedată de operaţiile de curăţare-spălare atît la exterior cât şi a canalelor de lubrifiere. Curăţarea canalelor de lubrifiere se obţine prin trimiterea unui jet de petrol sau o soluţie cu detergent şi aer comprimat sub presiunea de 1O6 Pa, urmată de suflare cu aer comprimat. Arborii astfel curăţaţi se supun controlului defectoscopic, şi dimensional.

14

Încovoierea arborilor cotiţi poate fi cauzată de nerespectarea coaxiali-tăţii fusurilor paliere şi a mărimii jocurilor între fusurile paliere şi cuzineţi în procesul de execuţie sau recondiţionare. Mărimea săgeţii de încovoiere se măsoară cu un comparator cu cadran ai cărui palpator se poziţionează pe fusul palier din mijloc, iar fusurile de capăt se sprijină pe prisme unghiulare. Această operaţie se execută de obicei pe masa presei de îndreptat sau pe maşina de rectificat fusuri paliere cu prinderea arborelui între vârfurile fixe ale maşinii. .

Fig. 4. Defecţiunile, şi uzările arborilor cotiţi:1 — încovoiere, răsucire; 2 — înfundarea canalizaţiei de lubrifiere; 3 — fisuri sau crăpaturi; 4 — uzarea canalelor de pana; 5 — uzarea locaşului pentru rulment (bucşă) ; 6 — uzarea găurilor din flanşe; 7 — deteriorarea filetelor etc. : . ■La verificarea între vârfuri a încovoierii arborelui se are în vedere starea orificiilor de centrare, pentru a se elimina posibilitatea introducerii de erori din cauza acestor orificii (bătaia radială a palierelor de capăt nu poate depăşi valoarea 0,05 mm). Odată cu verificarea încovoierii se verifică şi bătaia axială a flanşei. O bătaie mai mare de 0,05 mm impune recondiţionarea prin rectificare frontală a flanşei.Arborii încovoiaţi se îndreaptă la prese hidraulice, la care se indică forţa aplicată în serii timp de 1 . ... 3 min.Un procedeu mai precis de îndreptare a arborilor cotiţi de dimensiuni mari şi mijlocii, cu deformaţii reduse, se realizează cu ajutorul unui dispozitiv cu cap vibrator (fig. 5). Prin acest procedeu arborele se îndreapta în alte zone

15

Fig. 5. Îndreptarea arborilor cotiţi prin ecruisare locală: a, b — zonele ecruisirii la manetoane; c, d — zonele ecruisarii la întreg arborele; e —. dispozitiv de îndreptat; 1 — arbore cu camă rotativi; 2 — ciocan vibrator; 3 — arbore cotit.

decât cele cu concentratori de tensiuni (racordările, degajările), iar stabilitatea îndreptării este foarte mare.

Răsucirea arborelui se constată prin aşezarea acestuia cu fusurile paliere de capăt de, prisme unghiulare şi controlul înălţimii de la placa de control la fusurile manetoane corespondente.

Canalele de pană uzate se pot încărca prin sudare şi reface la dimensiuni nominale. Când acest lucru nu este posibil se frezează unnou canal decalat la 90 sau 180° cu condiţia să se ţină seama de implicaţiile asupra pieselor cu care se asamblează (pinionul de distribuţie la motoare va avea un canal decalat cu acelaşi unghi). Roţile de curea montate pe capetele de arbore cu canale de pană decalate nu necesită decalarea canalului la. butucul roţii. La uzări mici canalul de pană poate fi majorat la dimensiuni de reparaţie.

Alezajele ovalizate din flansa pentru prinderea volantului se majorează sau se decalează cu acelaşi unghi.Uzarea fusurilor paliere şi manetoane este principala cauză care impunerecondiţionarea arborelui cotit. Fusurile se uzează datorită preluării forţei de presiune a agentului de lucru şi a forţelor de inerţie datorate schimbării sensului mişcării pieselor ce se deplasează liniar (în cazul motoarelor şi compresoarelor aceste piese sunt: pistonul cu segmenţii si capul mic al bielei cu bolţul) (fig. 6).

16

.

Fig. 6. Schema forţelor ce solicită arborele cotit: a — forţa de presiune a gazelor; b — forţele de inerţie ale pieselor în mişcare de translaţie .

Mărimea uzărilor se pune în evidenţă prim măsurare cu micrometre de exterior, pasametre etc. La capetele fusurilor, ovalitatea se determină ca diferenţă între valoarea cea mai mare şi cea mai mică a diametrelor, măsurate în plane de secţiune perpendiculare pe axele geometrice ale fusurilor paliere şi manetoane. Valorile minime măsurate sînt cele care impun treapta de reparaţie sau recondiţionarea prin aducerea la diametrul nominal. Această ultimă metodă presupune încărcarea fusurilor paliere şi manetoane prin diferite procedee, ca de exemplu: cromare, metalizare, sudare urmate de prelucrări de finisare prin aşchiere.

Procedeele de încărcare se aplică diferenţiat, în funcţie de mărimea uzării, şi materialul arborelui cotit.

Procedeul de cromare se aplică arborilor de dimensiuni şi uzări mici (0,05.. . 0,3 mm), obţinîndu-se straturi a căror duritate variază între 50 şi 62 HRC.

Cromarea arborilor din fontă presupune luarea unor măsuri speciale de degresare-decapare, care să asigure aderarea cromului pe toate zonele fusurilor.

Pentru uzări mijlocii ale fusurilor (0,3. .. 1 mm) se aplică procedeele de metalizare sau sudare cu arc electric vibrator. Prin aceste procedee se compensează uzările, fără a influenţa termic întreaga masă de material a arborelui cotit, ci numai stratul superficial.

Metalizarea cu arc electric presupune utilizarea unor materiale de adaos-(sârme) speciale (RUL 1; RUL 2; OSC 7. . .9) cu care se obţin straturi rezistente la uzare, cu duritate ridicată şi cu un procent mare de pori.

Arborele cotit este o piesă complexă, a cărui recondiţionare se justifică economic chiar prin metalizarea cu pulberi, folosindu-se plasma pentru topirea, şi pulverizarea acestora. Un proces tehnologic general de recondiţionare a fusurilor paliere şi manetoane cu pulberi metalice cuprinde următoarele operaţii:

— curăţarea-spălarea de impurităţi mecanice şi ulei a fusurilor şi cana lelor de lubrifiere; — controlul dimensional; — îndreptarea; — controlul defectoscopic; — rectificarea fusurilor uzate pentru corectarea formei geometrice şi îndepărtarea stratului degradat în procesul exploatării; — protejarea suprafeţelor ce nu se metalizează; — degresarea-decaparea arborilor;: — preîncălzirea fusurilor şi canalelor de lubrifiere; — sablarea fusurilor pentru obţinerea suprafeţelor cu rugozitate mărită;

17

— fixarea arborelui în dispozitivul de rotire de pe maşina de strunjit; — aplicarea stratului intermediar de aderenţă: molibden, aliaj aluminiu, aliaj aluminiu-crom etc.; — metalizarea propriu-zisă cu pulberi metalice; — desprinderea din dispozitiv a arborelui; — îndepărtarea materialelor de protecţie de pe suprafeţele ce nu s-au metalizat; — fixarea arborelui în dispozitivul de rectificat fusuri, rectificarea fusurilor metalizate; — desprinderea arborelui din dispozitivul de rectificat; — teşirea muchiilor ascuţite ale alezajelor de lubrifiere; curăţarea-spălarea; — controlul final; — fierberea în ulei-conservare.

În urma calculelor tehnico-economice se poate aprecia că la recondi- ţionarea în serie a pieselor pot fi folosite cu eficienţă sporită instalaţiile de metalizare cu plasmă, care, prin controlul permanent al parametrilor regimurilor de lucru, asigură o aderenţă foarte bună a straturilor depuse. în acest fel se recuperează o gamă largă de arbori cotiţi.

Procedeul de sudare cu arc electric vibrator, prin întreruperea cu o anumită frecvenţă a arcului format între sârma ce se depune şi arborele cotit precum şi datorită răcirii continue a cordonului depus, permite obţinerea unor straturi omogene, dure, dar fără a influenţa termic întreaga masă de material a acestor arbori.

În toate cazurile de aplicare a materialelor de adaos pe fusuri uzate se cere mai întâi corectarea formei geometrice a acestora dacă gradul de neuniformitate a uzării este prea mare.

Metoda treptelor de reparaţii se foloseşte cel mai frecvent la arborii cotiţi, constînd în rectificarea şi lustruirea fusurilor uzate la dimensiuni de. reparaţii stabilite de întreprinderile constructoare sau reparatoare.

Fusurile paliere fiind toate pe aceeaşi axă de rotaţie a arborelui se rectifică pe maşini universale prevăzute cu vârfuri fixe şi pietre abrazive de diametre care să le permită accesul la fusurile ce se rectifică.

Fusurile manetoane sunt aşezate pe axe paralele cu axa palierelor, şi de aceea, la rectificare arborele se fixează dezaxat, cu distanţa dintre cele două axe, în dispozitive speciale care asigură prinderea pe fusurile paliere, de capăt (fig. 7).

Fig. 7. Schema verificării şi rectificării fusurilor manetoane:a — schema rectificării; b —schema verificării razei manetonului; I— poziţia de

sus a fusului palier; I I — poziţia de jos a fusului palier iu timpul verificării razei manetonului.

Aşezarea şi fixarea arborelui cotit pe maşina de rectificat necesită măsu rări şî verificări repetate, pentru a se evita modificarea razei manetonulut printr-o prindere

18

greşită. în acest scop se folosesc şublere cu talpă, care se aşază pe masa maşinii de rectificat, ca în fig. 7, măsurindu-se cotele H şi H1 ale poziţiilor maxime şi minime ale palierelor de capăt. Diferenţa lor trebuie să fie şi după recondiţionare egală cu dublul razei manetonului

(6.6)H — H1 = 2r [mm].

Cota H se reglează la valoarea H = h +r + d/2 [mm],

(6.7)unde: h este înălţimea centrului de rotaţie al maşinii, în mm; r — valoarea normală a razei manetonului, în mm; d — diametrul fusurilor paliere, în mm.

Dacă valoarea r măsurată nu este conformă cu cea perscrisă se reglează din nou poziţia arborelui pînă cînd se obţine o aşezare corectă.

Rectificarea se execută cu discuri abrazive din carbură de siliciu, cu un regim de lucru caracterizat de următorii parametri: — turaţia arborelui cotit 30. . . 45 rot/min; —turaţia pietrei de rectificat 900 rot/min; — avansul transversal 0,0025 mm/rot; — răcire cu emulsie din apă cu 5% sodă calcinată.

Razele de racordare a fusurilor cu braţele se rectifică cu aceleaşi discuri abrazive, ale căror tăişuri se profilează cu role dinţate, avînd profilul conjugat concav sau cu dispozitive speciale prevăzute cu vârfuri de diamant (fig. 8).

Dispozitivul (fig. 8, b) profilează colţul pietrei abrazive cu raza dorită, egală cu excentricitatea e , prin rotirea vîrfului de diamant faţa de axa ∆ prin acţionarea cu ajutorul mânerului. Situarea vârfului de diamant faţă de axa ∆ în zona excentricităţii negative e — duce la obţinerea de suprafeţe concave, rezultînd că dispozitivul poate fi folosit atît pentru racordări convexe cât şi concave. ' Pentru îmbunătăţirea rugozităţii după rectificare şi mărirea rezistenţei la uzare, fusurile arborilor cotiţi se durifică prin ecruisarea zonelor de racordare şi a suprafeţelor cilindrice, folosindu-se dispozitive cu cap vibrator şi cu role. De asemenea, tot în scopul îmbunătăţirii rugozităţii şi măririi rezis-tentei la uzare, fusurile se supun operaţiilor de netezire cu bare abrazive (fig- 9).Pe lângă respectarea condiţiilor de precizie geometrică, netezime şi duritate, arborilor cotiţi li se impun, datorită configuraţiei lor şi condiţiilor de funcţionare, o echilibrare dinamică în limite foarte strînse. Aceste limite sînt în funcţie de tipul arborelui, de numărul fusurilor manetoane, de mărimea braţelor acestora precum şi de turaţia maximă în exploatare, variind între 14 şi 40 g-cm/braţ la arborii cotiţi ai motoarelor termice. Echilibrarea se execută fie numai arborelui sau în stare asamblată cu alte piese (volantul, ambreiajul).

19

Fig. 8. Profilarea colţului pietrei de rectificat:a — cu role dinţate (cu pas variabil) avînd profil concav; b — cu dispozitiv universal . pentru profil convex şi .concav.

Fig 9 Dispozitive pentru netezirea fusurilor arborilor cotiţi: a — dispozitiv.cu suport din lemn şi pasta abraziva— b – dispozitiv pentru netezirea simultană a fusurilor corespondente cu suport din piele (pâslă) şi pasta abrazivă; c — dispozitiv cu bare abrazive; d — dispozitiv cu curea şi pasta de slefuit.Înaintea controlului final este obligatorie curăţarea canalelor de lubrifiere de impurităţile depuse pe parcursul operaţiilor de recondiţionare. După controlul final urmează operaţia de conservare şi depozitare .

20

CAPITOLUL I I I

RECONDITIONAREA ARBORILOR CU CAME

Arborii cu came sunt executaţi de regulă din fontă nodulară aliată cu Mo, Cr prin turnare sau din oţeluri de calitate prin matriţare. Pentru creşterea rezistenţei la uzare camele se durifică prin tratamente termice superficiale (călite prin CIF, nitrurare, fosfatare etc).La un arbore cu came pot apărea următoarele defecţiuni şi uzări (fig. 10): încovoierea arborelui 1, uzarea fusurilor paliere 2, uzarea suprafeţelor de lucru ale camelor 3, deteriorarea canalului de pană 4 şi f iletului 5, uzarea excentricului 6 sau pinionului de antrenare a pompei de ulei şi ruptorului-distribuitor.

Fig. 10. Arbore cu came.Rebutarea arborelui cu came este impusă de fisuri, crăpături, ciupituri sau exfolieri de dimensiuni mari, precum şi de uzarea pinionului, excentricului sau camelor peste limitele admise.Majoritatea defecţiunilor pot fi remediate prin metodele şi procedeele folosite la arborii drepţi şi cotiţi. Condiţiile tehnice privind abaterile de la conicitate şi ovalitate(max. 0,02 mm), rugozitate (max. Ra = 0,8 μm), duritate (54... 62 HRC) ale fusurilor paliere impun valori foarte apropiate de cele ale arborilor cotiţi.La arborii de dimensiuni mai mari uzarea vârfurilor camelor se remediază prin încărcare prin sudare. Pentru evitarea deformării arborelui, acesta se menţine în apă tot timpul sudării (fig.11, a). Sudarea se poate executa electric cu electrozi din materiale dure sau oxiacetilenic. Pentru uzări mici ale camelor (sub 0,4 mm) se folosesc procedee de încărcare prin cromare poroasă sau sudare cu arc electric vibrator după tehnologii cunoscute.Camele se rectifică la dimensiuni de reparaţii sau la dimensiuni nominale pe maşini de copiat sau maşini de rectificat exterior dotate cu dispozitive de-copiat. Aceste maşini şi

21

dispozitive asigură urmărirea unui profil etalon. Toate camele se rectifică la dimensiunea impusă de cama cea mai uzată.În urma rectificării camelor la dimensiuni de reparaţii se modifică unele dimensiuni, cea mai evidentă fiind înălţimea totală a camei.

Fig. 11 Schema sudării şi rectificării camelor :

a — schema sudării camei cu imersarea arborelui în apă ; b — schema rectificării.

Rezultă în continuare, pe baza notaţiilor din figura 11, b, că chiar dacă. se modifică înălţimea totală a camei, aceasta nu va modifica legea de mişcare a motorului din care face parte, deoarece înălţimea de ridicare a supapei rămîne nemodificată.

înălţimea de ridicare a camei neuzate va fih = H-2R[mm]. (6.8>

înălţimea de ridicare a supapei în cazul rectificării camei va fih1 = H1- 2R1 [mm]. (6.9>

În timpul rectificării, dimensiunile camei uzate se reduc pe tot profilul cu aceeaşi valoare ∆R, egală cu suma uzării constante, şi a adaosului de prelucrare, rezultînd

H1=- H — 2∆R [mm]; (6.10)2R1 = 2R - 2∆R [mm]. (6.11)

Rezultă: hx = h, adică înălţimea de ridicare a supapei în cazul camei rectificate după acelaşi profil va fi egală cu înălţimea camei noi. Diferenţa ∆R de la înălţimea totală va fi compensată prin şuruburile de reglare a jocului termic al supapelor.Rectificarea camelor pe maşini dotate cu dispozitive speciale de copiat (fig.

12) asigură atît refacerea profilului camelor cât şi o bună calitate a suprafetelor . Arborele cu came 3 se solidarizează cu arborele cu came şablon 1 printr-un

cuplaj rigid 2 după o poziţie unghiulară foarte precisă. Mişcarea oscilantă impusă de legătura dintre cama şablon aflată în mişcare de rotaţie şi discul de contact 4 se transmite şi camei ce se recfitică, care este în contact cu piatra abrazivă 5. După

22

rectificarea unei came discul de contact este montat la altă camă etalon, iar piatra abrazivă la cama corespunzătoare poziţiei unghiulare a acesteia.

Fig. . 12. Dispozitiv pentru rectificarea după şablon a arborilor cu came.

Pentru obţinerea unei rugozităţi mai bune a suprafeţelor, rectificarea se execută cu avans radial combinat cu deplasări axiale alternative mici ale discului abraziv.

După rectificare, în unele cazuri, camele se lustruiesc cu pânză abrazivă .

23

BIBLIOGRAFIE

1)M. Ivan ş.a. - Maşini unelte şi control dimensional; E.D.P. Bucureşti 1980 . 2)Vasile Mărginean ş.a. - Utilajul şi tehnologia meseriei; E.D.P. Bucureşti 1998 . 3) N. Antonescu ş.a. - Maşini unelte şi control dimensional; Vol.2; I.P.G. Ploieşti 1976. 4) N. Antonescu ş.a. - Maşini unelte şi prelucrări prin aşchiere; E.D.P. Bucureşti 1982. 5) Emil Botez - Masini – unelte ; Editura tehnica Bucuresti 1977. 6) Matei Rădoi ş.a Recondiţionarea pieselor;Editura tehnică Bucureşti 1995.

24