Fig. 1.1 – Tipuri de asamblări

Capitolul 1

Capitolul 1 Prezentarea generală a organelor de maşini pentru care se face tehnologia

1.1 Generalităţi

Asamblările demontabile se caracterizează prin aceea că folosesc organe care permit montarea şi demontarea pieselor îmbinate sau deplasarea relativă a acestora în timpul funcţionării. Aceste asamblări au cea mai mare răspândire atât în construcţia de maşini, dispozitive şi instalaţii industriale (cazane, recipienţi) cât şi-n unele construcţii metalice (grinzi, ferme).

Asamblările demontabile se pot realiza fie folosind piese de formă dată (şuruburi, pene, arbori şi butuci canelaţi, bolţuri, ştifturi) fie pe baza deformaţiei elastice a pieselor ce se îmbină (asamblări cu strângere).

Principiul de funcţionare a unor piese specifice acestui gen de asamblări stă la baza construcţiei unor organe de maşini cu alte funcţiuni în construcţia de maşini (de exemplu şuruburile pentru transmisie). De asemenea, forma simplă, respectiv costul de producţie scăzut al unor organe de asamblare demontabile, permite folosirea acestora ca organe ce se distrug la suprasarcini (pene, şuruburi, ştifturi) organe de siguranţă.

După tipul organelor de asamblare sau procesul tehnologic folosit distingem asamblări:

- cu şuruburi;- cu pene;- cu arbori şi butuci canelaţi;- cu bolţuri şi ştifturi;- prin strângere.

Piesa 1 filetată la exterior se numeşte şurub, iar piesa 2, filetată la interior se numeşte piuliţă.

Elementul comun al piuliţei şi al şurubului este filetul. Acesta are un profil dat, rezultând teoretic, prin alunecarea unei figuri geometrice (triunghi, pătrat, trapez, semicerc) pe o elice înfăşurată pe un cilindru, obţinându-se filetul cilindric sau pe un trunchi de con – filetul conic.

Tipurile principale de asamblări filetate sunt prezentate în figura 1.1. Dintre acestea cele mai răspândite sunt asamblările cu şurub şi piuliţă,

figura 1.1, a, şi mai puţin cele cu şurub fără piuliţă, figura 1.1, b, respectiv şurub tip prezon, figura 1.1, c.

3

Prezentarea generală a organologiei

Terminologia pentru organele de asamblare este prezentată în STAS 1450/4 pentru piuliţe şi STAS 1450/3 pentru şuruburi.

Piuliţele pot avea diverse forme constructive, în funcţie de spaţiul de montare, rolul funcţional, modul de asigurare contra autodeşurubării. După precizia dimensiunilor piuliţele pot fi în execuţie: grosolană, semiprecisă şi precisă. Formele cele mai reprezentative sunt prezentate în figura 1.2.

a) b)

d) e)

f) g)

h) i)

j)Fig. 1.2 – Forme de piuliţe

Dacă asamblările cu şuruburi cu strângere sunt supuse vibraţiilor sau trepidaţiilor apare autodeşurubarea. O tendinţă de slăbire a strângerii piuliţelor

4

Fig. 1.4 – Piuliţă rotundă cu caneluri

Capitolul 1

apare şi datorită deformaţiei plastice în timp a şuruburilor ca urmare a proceselor de relaxare sau curgere la temperatura obişnuită. Prezenţa şaibelor Grower, figura 1.3, a, de siguranţă, figura 1.3, c, şi elastice, figura 1.3, b, împiedică autodeşurubarea, asigurând o tensiune continuă în şurub.

Montarea şi demontarea piuliţelor sau şuruburilor se face cu chei fixe, reglabile sau şurubelniţe. Acestea se confecţionează din oţeluri cu r = (100 - 120) MPa. La montarea în serie mare se

folosesc dispozitive speciale cu capete (de forma piuliţei sau şurubului) acţionate pneumatic, electric sau mecanic.

În cele ce urmează vom analiza forma constructivă şi tehnologia de realizare a piuliţei rotunde cu caneluri, figura 1.4, ale cărei dimensiuni sunt prezentate în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1Filet d D D1 m b h c Masa kg/100 buc.

M10x1,25 24 16

84 2 0,5

1,97M12x1,25 26 18 2,18M16x1,5 30 22

52,64

M20x1,5 34 28 2,5 3,26M24x1,5 42 31

10 1

6,60M30x1,5 48 40

6 37,88

M36x1,5 55 45 9,42M42x1,5 65 52 13,3M48x1,5 75 60 12 8 4 21,3

5

Fig. 1.5 – Suprafeţele ce alcătuiesc piesa

Prezentarea generală a organologiei

1.2 Prezentarea suprafeţelor din care este alcătuită piesa

În figura 1.5, s-a realizat o identificare a suprafeţelor ce compun corpul din punct de vedere geometric. Aceste suprafeţe sunt prezentate centralizat în tabelul 1.2.

Tabelul 1.2

Cod suprafaţă Formă suprafaţă

Precizia poziţiei

reciproce

Precizia dimensional

ăSTAS 2300

Rugozitatea suprafeţei

S1 Plană Perpendiculară pe S3 0,15 12,5

S2 Conică exterioară 1o 12,5

S3 Cilindrică exterioară 0,10 12,5

S4 Conică exterioară 1o 12,5

S5 Plană Paralelă cu S1 0,15 12,5

S6 Conicăinterioară 1o 6,3

S7 Cilindrică interioară Coaxială cu S3 0,10 6,3

S8 Conicăinterioară 1o 6,3

S9 Plană Perpendiculară pe S1 0,05 6,3

6

Capitolul 1

1.3 Materialele din care se confecţionează piesa

1.3.1 Prezentarea generală a tipurilor de materiale

Piuliţele se confecţionează din oţeluri, neferoase cât şi din nemetale (lemn, mase plastice). Criteriile de alegere a materialelor sunt cele cunoscute adică: mediul de lucru (temperatură, acţiune electrochimică), natura tensiunilor (tracţiune, forfecare) şi condiţiile de solicitare (static sau variabil); tehnologia de fabricaţie (individuală, în serie sau în masă) şi costul de fabricaţie.

În majoritatea cazurilor piuliţele se execută din oţeluri. În memoratoare şi standarde piuliţele sunt împărţite în grupe de caracteristici mecanice sau clase de rezistenţă, luându-se ca bază rezistenţa la rupere şi limita de curgere pentru o alungire de 0,2%.

Astfel pentru piuliţe clasele de rezistentă au la bază raportul r min/100. Piuliţele obişnuite se execută de obicei din oţel fosforos pentru piuliţe

OLF, STAS 2400.Piuliţele ştanţate la rece se pot obţine şi din OL 37, STAS 500.Piuliţele fluture se fabrică din OL 37, STAS 500 sau din fontă maleabilă,

STAS 569.În cazul asamblărilor filetate destinate maşinilor de precizie, cu condiţii

mai severe, se folosesc oţelurile OL 50, OL 60, oţelurile de îmbunătăţire OLC 35, OLC 45, STAS 880 şi oţelurile pentru automate, STAS 1350.

Piuliţele pentru temperaturi între –50oC şi +300oC se execută din oţeluri carbon sau oţeluri aliate (STAS 2700/4). Clasele de rezistenţă pentru piuliţe sunt: 5, 8, 10, 12.

În tabelul 1.3 sunt prezentate asocieri de piuliţe şi şuruburi pe baza grupelor de caracteristici mecanice (extras STAS 2700/4).

Tabelul 1.3Piuliţă Şurub

5 4,6 4,85,6 5,8

8 8,810 10,912 12,9

Pentru reducerea unor construcţii realizate prin asamblări cu mai multe şuruburi ce lucrează la temperaturi între –50oC şi +300oC se recomandă folosirea unor piuliţe din grupe de rezistenţă înaltă care duc la micşorarea dimensiunilor asamblării şi deci la economie de materiale.

Pentru medii cu acţiune corozivă sau pentru temperaturi ridicate şuruburile şi piuliţele se execută din oţeluri inoxidabile sau se protejează prin zincare şi cromare (t ≤ 300°C); cadmiere sau cromare (t ≤ 200°C); depuneri de straturi de cupru-nichel-crom (t ≤ 600°C şi medii agresive); cuprare (700°C);

7

Prezentarea generală a organologiei

argintare (t ≤ 720°C). Se depun straturi cu grosimi de 3 până la 12 m, controlul, făcându-se conform STAS 2700/8.

În ce priveşte tehnologiile de fabricaţie, filetul se execută manual, cu filiera pentru şurub şi cu tarozi pentru piuliţe (la unicate); tăiere pe strung sau pe maşini automate; frezare; rulare (imprimarea formei filetului pe tijă); în vârtej (cu scule rotitoare).

Pentru îmbinări de fixare supuse unor solicitări mici, sau care funcţionează în medii cu acţiune electrochimică, cu cerinţe magnetice electrice sau pentru izolare termică, şuruburile, piuliţele şi şaibele se execută din materiale neferoase sau nemetalice (mase plastice, lemn).

1.3.2 Stabilirea materialului din care se confecţionează piesa

Materialul din care se va prelucra reperul este oţel carbon de calitate OLC45, STAS 880.

1.3.3 Compoziţia chimică a materialului

Conform STAS 880, compoziţia chimică a oţelului OLC 45 este prezentată în tabelul 1.4:

Tabelul 1.4Carbon Mangan Siliciu Fosfor Sulf Crom Nichel Cupru Arseniu

C Mn Si P S Cr Ni Cu As0,42...0,50% 0,50...0,80% 0,17...0,37% max.0,04%max.0,04% max.0,3% max.0,3% max.0,3% max.0,05%

1.3.4 Caracteristicile mecanice ale materialului

Conform STAS 880, caracteristicile mecanice ale oţelului OLC 45 sunt:Starea – Îmbunătăţit – I Limita de curgere σ0,2 = 40 daN/mm2

Rezistenţa la tracţiune σr = 66 daN/mm2

Alungirea la rupere δ5=17%Gâtuirea la rupere z=35 %Rezilienţa: KCU30/2=6 daN m/cm2

KCU2/30/5=4,5daN m/cm2.

1.3.5 Tratamente termice şi termochimice ce se pot realiza pentru materialul ales.

Conform STAS 880 deformarea la cald şi tratamentul termic se desfăşoară la temperaturile specificate în tabelul 1.5:

8

Capitolul 1

Tabelul 1.5Forjarea 1100oC ... 850oC

Recoacerea de înmuierecu răcire în cuptor 680 oC ... 700 oC

Normalizareacu răcire în aer 830 oC ... 850 oC

Călirecu răcire în apă sau ulei 830 oC ... 850 oC

Revenireacu răcire în aer 550 oC ... 650 oC

În conformitate cu prescripţiile din STAS 880 materialul va fi supus tratamentului termic de îmbunătăţire după operaţia de semifabricare urmând ca apoi să fie supus îndreptării ulterior intrând în domeniul prelucrărilor de aşchiere.

9