Unitatea de Invatare 1 OM

Probleme generale n proiectarea organelor de maini.Tolerane i ajustaje

Organe de Maini I -Curs

Unitatea de nvare nr.1 1.Probleme generale n proiectarea organelor de maini.Tolerane

i ajustaje. Cuprins Pagina

Obiectivele unitii de nvare nr.1 3

1.1 Obiectul cursului de Organe de maini 4

1.2 Standarde 5

1.3 Materiale utilizate n construcia de maini 5

1.4 Precizia organelor de maini 6

1.5 Criteriile de baz ale calcului organelor de maini 11

1.6 Etapele de proiectare ale organelor de maini 12

1.7 Criterii pentru adoptarea coeficientului de siguran admisibil la organele de

maini de uz general

13

1.8 Stabilirea tensiunilor admisibile pe categoriide solicitri 13

Lucrare de verificare unitatea de nvare nr.1 15

Rspunsuri i comentarii la ntrebrile din testele de autoevaluare 15

Bibliografie unitatea de nvare nr.1 16

3



OBIECTIVELE unitii de nvare nr.1

Principalele obiective ale Unitii de nvare nr.1 sunt:

Standardele folosite n construcia de maini; Materialele utilizate n construcia de maini; Crteriile de baz de calcul i etapele de proiectare ale organelor de maini.

1.1 Obiectul cursului de Organe de maini

Definirea unor notiuni: Masina: mecanism, (complex de mecanisme) transformarea unei forme de energie in

alta, in scopul efectuarii de activitati utile omului (de forta,motoare, de lucru, de transport, frigorifice, de incercare, de uz casnic, agricole etc).

Masina de forta: transforma energia mecanica in alte forme de energie (electrica, hidraulica, pneumatica etc) pentru a fi mai usor distribuita la mai multi consumatori (turbogeneratoare, pompe, compresoare etc).

Masina motoare: transforma o forma de energie furnizata de o sursa (motoare electrice, termice, hidraulice etc) in lucru mecanic necesar pentru actionarea altor masini (de lucru, de transport etc).

Masina de lucru: actionata de o masina motoare si efectueaza activitati necesare omului (masini unelte, prese mecanice, masini pentru prelucarea lemnului, transportoare, concasoare, foreze, masini miniere etc).

Pentru fabricarea acestor masini industria conctructoare de masini (CM). Tendinte noi in dezvoltarea CM :

constructia unor masini ct mai bine adaptate scopului (specializate) efectuarea unor calcule pe modele ct mai apropiate de cele reale marirea vitezelor, presiunilor, a puterilor instalate utilizarea de materiale cu proprietati mecanice superioare marirea numarului de repere componente (masini mai complexe) cresterea preciziei dimensionale, a productivitatii, a randamentului, a fiabilitatii micsorarea jocurilor dintre elementele in miscare diminuarea dimensiunilor si greutatilor, a costurilor de fabricatie si exploatare utilizarea de forme constructive noi si alegerea rationala a materialelor asigurarea interschimbabilitatii totale (partiale) a pieselor asigurarea protectiei muncii, a ergonomicitatii, a esteticii produsului deservire simpla, intretinere usoara respectarea cerintelor legate de protectia mediului si de poluare etc.

4



5

Obiectul cursului. Masina: de piese (repere) sau subansamble componente, cea mai mare parte a acestora fiind denumite organe de masini (OM). OM: (parti componente ale masinilor) au aceiasi forma sau o forma asemanatoare, cu aceiasi functie sau cu o functie asemanatoare, intra n compunerea mai multor tipuri de masini, putnd fi calculate si proiectate separat. Clasificarea OM dupa mai multe creierii: 1. dupa structura :

- OM simple (repere, piese): arbori, roti dintate, pene, suruburi etc. - OM complexe (subansamble): rulmenti, cuplaje, frane, lanturi

2. dupa gradul de utilizare

- OM cu destinatie gen.: OM de asamblare (pene, suruburi, piulite,stifturi etc), arb. dr., transm. de uz general, AN, cuplaje, rul. - OM cu destinatie speciala (restransa): arbori cotiti, pistoane, cilindrii de motor, volanti, trolii, carlige

La proiectarea si constructia masinilor (si a OM) documentatie tehnica proiect.

Cuprinsul proiectului (in afara calculului tehnico economic sau de fezabilitae): parte grafica: desene de ansamblu, de subansamblu, desene de executie; parte scrisa compusa din: MT, BDB, NC, CS (instructiuni de fabricare, de montaj,

punere in functiune, incercare, exploatere, intretinere, norme de tehnica securitatii muncii, lista pieselor de schimb).

Studiul organelor de masini (de uz general) se refera la urmatoarele: organele de asamblare (demontabile, elastice); organele miscarii de rotatie (osii si arbori, fusuri, lagare, cuplaje); organele transmisiilor mecanice (roti cu frictiune, angrenaje, transmisii prin curele,

transmisii prin lanturi).

1.2 Standarde

Standardele: norme obligatorii ce cuprind prescriptii unitare dupa care se desfasoara activitatea economica. In cadrul activitatilor ingineresti standardele:unificarea si tipizarea produselor atat din punct de vedere dimensional cat si al conditiilor de calitate. Datorita marei lor diversitati, OM sunt:

OM standardizate (OM care se adopta); OM nestandardizate (OM ce se calculeaza si se proiecteaza).

Standardele romanesti: STAS (SR). Standardele straine: ISO, DIN, ASTM, ASM, GOST.

1.3 Materiale utilizate n construcia de maini In constructia OM de uz general: Fontele (in stare turnata, prelucrate prin aschiere) au costuri mai mici dect otelurile:

fontele cenusii, simbol: Fc+r ,[MPa]: Fc100, Fc 150, Fc 200, Fc 250, Fc 300



6

fontele cu grafit nodular, simbol Fgn +B+r ,[MPa]: (B = bainitica): Fgn B800, Fgn

B900, Fgn B1000, Fgn B1100

fontele maleabile, albe (Fma 350), negre (Fmn 300) si perlitice (Fmp 450) fontele refractare, austenitice, antifrictiune Otelurile (turnate, deformate plastic, sudate, prelucrate prin aschiere) : otelurile carbon de uz general (n stare normalizata, laminate-OL): pentru constructii

mecanice: OL50, OL60, OL70, pentru constructii sudate de uz general, la care producatorul garanteaza sudabilitatea (%C 0,25) si clasa de calitate (CC): OL32.1, OL34.1, OL37.1, (CC: 1, 2, 3), OL44.2 (CC: 2, 3, 4), OL52.2 (CC: 2, 3, 4)

otelurile carbon de calitate, (in stare laminata-OLC): TTCh cem.: OLC10, OLC15, OLC20, OLC25, si TT imb.= C + R: OLC35, OLC45, OLC50, OLC55, OLC60

oteluri carbon turnate in piese: gr.1 (r si A): OT500.1, OT550.1, gr.2 (r, A, c) si gr.3 (r , A, c , KCU300/2 )

oteluri pentru tevi fara sudura : OLT35, OLT45, OLT65 otelurile slab aliate cu 1 EA (r : Cr sau Mn), cu 2 EA (r : Cr, Mn si calibilitatii: Ni,

Si) si cu 3 EA (r :Cr, Mn, calibilitatii: Ni, Si si prevenirea fragilitatii la revenire: Mo); utilizate in CM fiind destinate TT imb.= C + R, TTCh cem., carbonitr., nitrur.

oteluri pentru arcuri: carbon (OLC70A) si slab aliate (56Si17A) oteluri pentru scule: carbon (OSC8) si aliate (C 1 %) cu Cr, W, Mn rezistente la

uzare (la rece si la cald), la socuri (Rp1, Rp2) oteluri pentru rulmenti: RUL 1, RUL 2 otelurile austenitice manganoase (turnate n piese) cu rezistenta deosebita la uzare; otelurile inoxidabile turnate n piese

otelurile refractare si anticorozive turnate n piese Materialele metalice neferoase: ptr. conductivitate termica si electrica, comportare la uzare, rezistenta la coroziune: bronzuri (Cu-Sn), alame (Cu-Zn) sau cu Al, Pb si Sn). Cost Metalurgia pulberilor: o mare gama de produse obtinute din pb. Met. si nemet. Mat. ceramice, mat. sticloase, mat. fibroase, cauciucul, mat. Plastice.

1.4 Precizia organelor de maini Precizia dimensionala . -Abatere efectiva A = dimensiunea efectiva E (masurarea piesei) - dimensiunea nominala N (nscrisa pe desen). Ai (abat infer.)< A < As (abat. super) (Ai , As) = f( precizia aleasa ); = As - Ai = marimea campului de toleranta ( => precizia) Alezaj: dimensiunea interioara (diametrul unui alezaj sau o lungime a unui canal) Arbore: dimensiunea exterioara (diametru sau lungime) Ajustajul: asamblarea dintre alezaj s i arbore(cu joc,intermediar,cu strngere). Sistemul de ajustaje alezaj unitar (H) (fig. 1.1) alez=const. Ai = 0; As > 0. Tipul ajustajului se modifica o data cu pozitia cmpului de toleranta al arborelui.



Sistemul de ajustaje arbore unitar (h) (Fig. 1.1) arb=const. ai < 0; as = 0. Tipul ajustajului modificndu-se odata cu pozitia cmpului de tolerantaal alezajului. Ajustajele recomandate si preferentiale (sirul 1 de preferentialitate) STAS Trepte de toleranta: STAS (n conf. ISO) 20 trepte de tolerante (01, 0, 1, 2,18) - OM de uz general (care formeaz ajustaje), cu t.t. 5, 6, 7, 8, 9, (10, 11, 12); - suprafe ele libere (care nu formeaza ajustaje), cu t.t. 13, 14 18. Simbolizarea pozitiilor cmpurilor de toleranta(claselor de toleranta): alezaje (majuscule) , arbori (cu litere mici) + o cifra care indica treapta de toleranta. Ansamblurile tolerate: valoarea nominala + fractie cu: numarator simbolul cmpului de toleranta(clasei de toleranta) al alezajului iar la numitor simbolul cmpului de toleranta(clasei de toleranta) al arborelui. Inscrierea pe desene a ajustajului si a cmpului de toleranta (clasei de toleranta) al arborelui si alezajului in sistemul alezaj unitar Fig.1.2.

Precizia de forma si pozitie. Abaterile de forma si pozitie: impreciziile de prelucrare, de vibratiile MU, de urmele sculelor de prelucrat (rugozitatea), STAS

Tolerantele de forma: rectilinitate, planitate,circularitate, cilindricitate, la forma data a profilului sau a suprafetei.

Inscrierea pe desene a tolerantelor de forma: STAS , doua casute (tab. 1.1): simbolul tolerantei; valoarea tolerantei,[mm].

Fig. 1.2- Inscrierea pe desen a ajustajului si a clasei de toleranta al arborelui si

alezajului in sistemul alezaj unitar.

7



Fig.1.1- Sistemul alezaj unitar.

Ex.: 35H7 / k6 , N = 35 mm, alezajul: H7 (As = +0,025, Ai = 0), arborele: k6 (as = +0,018, ai = +0,002 => ajustaj intermediar ptr. rulmenti pe arbore. Tabelul 1.1

8



Tolerante de forma, simbolizarea si indicarea lor pe desene

Tolerantele de pozitie: paralelism, perpendicularitate, nclinare, bataia radiala si frontala, coaxialitate si concentricitate, simetrie, intersectare si pozitia nominala.

Inscrierea pe desene a tolerantelor de pozitie: doua casute (tab. 1.2): simbolul tolerantei; valoarea tolerantei, [mm]; litera de identitate a bazei de referinta .

Rugozitatea Rz (adncimea medie a neregularitatilor) Inscrierea pe desene a rugozitati Ra : starea finita a suprafetei,inclusiv TT, sau

acoperirile electro sau termo-chimice (Fig.1.3). In tab. 1.4 sunt indicate cateva recom. pentru alegerea rugozitatii Ra in functie de destinatia suprafetei si de procedeul de prelucrare.

9



Tabelul 1.2 Tolerante de pozitie, simbolizare si indicarea lor pe desene

Fig. 1.3- Inscrierea pe desen a rugozitatii si abaterilor de forma.

10



Tabelul 1.4 Rugozitati obsinute prin diferite procedee de prelucrare

1.5 Criteriile de baz ale calcului organelor de maini

a) Criteriul rezistentei (la solicitari statice sau dinamice, simple sau compuse). In functie de simultaneitatea actiunii lor, solicitarile mecanice pot fi: solicitari simple (intindere, compresiune, incovoiere, rasucire, forfecare, contact etc) si solicitari compuse. Se introduc notiunile: - tensiune nominala: reala (efectiva), de calcul din RM la o solicitare simpla; - tensiunea echivalenta: idem ptr. solicitare compusa Criteriul rezistentei se poate aplica pentru calculul la: - solicitari admisibile, compara , n cu a (ingineria mecanica); - solicitari la stari limita, compara n cu c (ingineria civila). Solicitari admisibile: - pentru solicitari simple ( incovoiere sau rasucire) : n a sau n a - pentru solicitari compuse (incovoiere + rasucire) - tensiunea echivalenta: e a Tensiune periculoasa (( , )) tensiunea la care integritatea piesei este distrusa si care are valori mult mai mari decat tensiunea admisibila:

ptr. solicitari statice si mat. fragile, tens. periculoasa: (r , r) ptr. solicitari statice (Fig.1.4) si mat. tenace tens. periculoasa: 02 , c ptr. solicitarile oscilante tens. periculoasa: R (R = min /max , R = min /max )

functie de natura ciclului de solicitare, R 0, -1, 0 , 1 Sigurantei constructiei: masurata prin (tens. periculoasa - tens. admisibila). Deoarece determinarea tensiunilor admisibile se face cu un anumit grad de incertitudine, proiectantul trebuie sa-si ia o rezerva de siguranta.

coeficientul de siguranta nominal, coeficientul de siguranta admisibil, ,

Conditia de rezistenta: cn ca

11



Fig. 1.4 Curbe caracteristice tensiune-deformatie pentru otel: a)-cu limita aparenta de curgere (oteluri moi); b)-fara limita aparenta de curgere (oteluri cu

plasticitate scazuta); b) Criteriul de rigiditate: / a c) Criteriul de stabilitate: la diferite solicitari urmareste evitarea pierderii stabilitatii la diferite solicitari (flambaj, voalarea etc), in special pentru constructii cu rigiditate scazuta (arbori lungi solicitati si la forte axiale, pereti subtiri etc). De cele mai multe ori aceasta conditie se pune sub forma unei relatii de ordine dintre incarcarea nominala si incarcarea critica rezultata dintr-un calcul de stabilitate: F /Fcr d) Criteriul de rezistenta la uzura : evitarea uzurii pronuntate ale OM in special pentru cele care formeaza ajustaje, fapt la jocurilor , soliciterilor dinamice. e) Criteriul de stabilitate la vibratii: evitarea efectelor daunatoare ale vibratiilor si in special a fenomenului de rezonanta, pericol existent la OM de rotatie (arbori, osii). f) Criteriul de asigurare a ungerii: limiteaza presiunile pn / pa g) Crtiteriul de limitare a ncalzirii: evitarea scoaterii din uz a OM cu suprafete in contact aflate in miscare relativa datorita incalzirii: (Pspec.fr.) / (Pspec.fr.)a sau (pv) / (pv)a h) Criteriul reciclarii : penuriei de materii prime conceptul de productie durabila. i) Criteriul ecologic: care urmareste evitarea poluarii mediului.

1.6 Etapele de proiectare ale organelor de maini Etape: 1. Studierea conditiilor de exploatare. 2. Stabilirea incarcarilor reale. 3. Stabilirea criteriilor de calcul ce vor fi utilizate, a ipotezelor si a modelului de calcul. 4. Adoptarea rationala a materialelor si a TT (TTch) specifice. 5. Stabilirea proprietatilor mecanice necesare ale materialelor. 6. Predimensionarea din conditia de rezistenta a OM din RM.

12



7. Proiectarea formei constructive preliminare a OM. 8. Verificarea formei constructive alese la celelalte conditii (criterii) de calcul. 9. Definitivarea formei constructive a ansamblului si desenelor de executie. 10. Intocmirea documentatiei de executie. 11. Intocmirea programului de reciclare a mater. dupa iesirea din uz.

1.7 Criterii pentru adoptarea coeficientului de siguran admisibil

la organele de maini de uz general Coeficientul de siguranta admisibil, (prescris), ca nivelul de securitate ptr. OM proiectat. Nivelul de siguranta = f(importanta constructiei, alti factori) Coeficientul de siguranta admisibil, folosit doar la aplicarea criteriului de rezistenta pentru: determinarea tensiunilor admisibile, in calculul de predimensionare; compararea cu coeficientul de siguranta nominal, in calculul de verificare. Coeficientul de siguranta admisibil la OM de uz general, daca nu este impus este:

unde: coeficient de siguranta partial care depinde de materialul utilizat ca1 = 1,41,7 pentru oteluri; ca1 = 23, pentru fonte

coeficient de siguranta partial = f (importanta OM) in ansamblul masinii proiectate si de gravitatea distrugerii provocate la deteriorarea OM respectiv: = 1,01,1 NU-oprirea masini si NU-accidente; = 1,11,2 DA-oprirea masini si NU-accidente;

= 1,21,3 DA-oprirea masini si DA-accidente; coeficient de siguranta partial care depinde (ipotezele de calcul); = 1,11,3; coeficient de siguranta partial care depinde caracterul sarcinii; = 1,01,3;

1.8 Stabilirea tensiunilor admisibile pe categoriide solicitri

Calculele de rezistenta predim. OM tensiunile admisibile la solicitarile respective. Pentru simplif. calculelor solicit. reale ce apar in OM proiectate, tinand seama de modul de variatie al acestora in timp, pot fi incadrate intr-una din cele trei solicitari particulare (tab.1.5):

solicitare statica (pseudostatica) cu un ciclu de solicitare pulsant pozitiv (I); solicitare dupa un ciclu de solicitare pulsant nul (II); solicitare dupa un ciclu de solicitare alternant simetric (III).

13



Tabelul 1.5

Determinarea tensiunilor admisibile pentru organele de masini de uz general

14



De reinut!. -. Standardele folosite n construcia de maini; - Materialele utilizate n construcia de maini; - Crteriile de baz de calcul i etapele de proiectare ale organelor de maini

Test de autoevaluare 1. 1) Care sunt standardele folosite n organe de maini? 2) Care sunt criteriile de baz ale calculului organelor de maini? 3) Care sunt etapele de proiectare ale organelor de maini?

Lucrare de verificare la Unitatea de nvare nr.1 Precizia organelor de maini; Tolerane i ajustaje. .

Rspunsuri i comentarii la ntrebrile din testele de autoevaluare:. 1) Standardele folosite n organe de maini sunt : standardele romanesti: STAS (SR) i standardele straine: ISO, DIN, ASTM, ASM, GOST. 2) Criteriile de baz ale calculului organelor de maini sunt: - criteriul rezistentei; - criteriul de rigiditate: / a - criteriul de stabilitate; - criteriul de rezistenta la uzura; - criteriul de stabilitate la vibratii; - criteriul de asigurare a ungerii; - crtiteriul de limitare a ncalzirii. 3) Etapele de proiectare ale organelor de maini sunt: - Studierea conditiilor de exploatare. - Stabilirea incarcarilor reale. - Stabilirea criteriilor de calcul ce vor fi utilizate, a ipotezelor si a modelului de calcul. - adoptarea rationala a materialelor si a TT (TTch) specifice. - stabilirea proprietatilor mecanice necesare ale materialelor. - predimensionarea din conditia de rezistenta a OM din RM.

15



- proiectarea formei constructive preliminare a OM. - verificarea formei constructive alese la celelalte conditii (criterii) de calcul. - definitivarea formei constructive a ansamblului si desenelor de executie. - ntocmirea documentatiei de executie. - ntocmirea programului de reciclare a mater. dupa iesirea din uz.

Recapitulare:

Bibliografie: [1].CHISIU,A.,s.a: Organe de maini, Editura Didactic i Pedagogic,Bucureti,1981. [2].DRAGHICI,I.,.a.:Suspensii i amortizoare, Editura Tehnic,1970. [3].DRAGHICI,I.,.a.:ndrumar de proiectare n construcia de maini,Editura tehnic,Bucureti,1981. [4]. DRAGHICI,I.,.a:Organe de maini-Probleme, Editura Didactic i Pedagogic,Bucureti,1980. [5].GAFIANU,M.,.a.:Organe de maini vol.I, Editura Tehnic,Bucuresti,1981. [6].GRIGORESCU, L.:Organe de maini-Culegere de probleme,Editura Nautica,Constana,2006. [7].MANEA,GH.:Organe de maini vol.I,Editura Tehnic, Bucureti,1970.[8].PAIZI,GH.,.a.:Organe de maini i mecanisme,Editura Didactic i Pedagogic,Bucureti,1980. [9].PAVELESCU,D. .a.:Organe de maini vol.I,Editura Didactic i Pedagogic,Bucureti,1985 [10].ZIDARU,N.:Organe de maini-ndrumar de proiectare,Institutul de Marin, Constana,1982. [11].***********Desen tehnic industrial, Editura Tehnic, Bucureti,1973. [12].***********Manualul inginerului mechanic vol.I,Editura Tehnic,Bucureti,1980.

16



17



18


19Organe de Maini I

.

.


20Organe de Maini I


21Organe de Maini I


22Organe de Maini I

Date post:	09-Nov-2015
Category:	Documents
Upload:	george-parpala
View:	49 times
Download:	5 times

Unitatea de Invatare 1 OM

Documents