INTRODUCERE - si Procedee...INDUSTRIA EXTRACTIV ... tehnologia extraciei materialelor metalice, tehnologia construciilor de ... prin producere de microachii, ca la rectificare sau

Download INTRODUCERE -   si Procedee...INDUSTRIA EXTRACTIV ... tehnologia extraciei materialelor metalice, tehnologia construciilor de ... prin producere de microachii, ca la rectificare sau

Post on 07-Feb-2018

212 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<ul><li><p> Capitolul 1 </p><p> 1 </p><p>INTRODUCERE Competitivitatea economico-industri a viitorului impune obinerea de produse cu </p><p>performane ridicate, la care concepia geometrico-funcional se combin cu exploatarea la maxim a proprietilor de material i cu utilizarea tehnologiilor de fabricaie adecvate. Acest obiectiv se realizeaz prin utilizarea de materiale cu proprieti ridicate, precum i de tehnologii de fabricaie adaptate acestor materiale. </p><p>Exigene specifice impun domeniile prioritare ale industriei - energetic, electronic, aerospaial - cauzate de cerinele pe care, procesele sistemelor lor tehnice (reactorii nucleari, calculatoarele i respectiv motoarele cu reacie i rachetele), le ridic. </p><p>Nevoile amintite, completate cu necesitatea gsirii unor soluii pentru domeniile blocate de inexistena materialului adecvat i a tehnologiei adaptate lui, au determinat urmtoarele mutaii: </p><p> utilizarea de nlocuitori ai materialelor clasice i elaborarea de materiale noi cu performane ridicate i de tehnologii adaptate acestor materiale; </p><p> elaborarea i dezvoltarea tehnologiilor noi, bazate pe introducerea rapid n procesul de fabricaie a descoperirilor tiinifice, numite tehnologii neconvenionale; </p><p> reciclarea i refolosirea materialelor prin utilizarea de metode i procedee mecanice, chimice i biologice. </p><p>Aceste trei direcii se regsesc n circuitul fizic i fluxul tehnologic al materiilor prime, prezentate in figurile 1.1 i 1.2. </p><p>MATERII PRIME PENTRU NATURA DEEURI INDUSTRIA EXTRACTIV </p><p>Materiale brute </p><p>Semifabricate Produse irecuperabile (pierderi) </p><p>Materiale brute </p><p>Produse finite Reziduuri </p><p>RECUPERARE ELIMINARE PRODUCIE </p><p>Fig. 1.1. Circuitul fizic al materiilor prime </p></li><li><p> Capitolul 1 </p><p> 2 </p><p>Ca i n circuitul fizic i n fluxul tehnologic al materiilor prime (fig. 1.1) regsim activitile desfurate n cadrul proceselor de producie, recuperare i eliminare a materialelor, semifabricatelor i produselor. </p><p> n ultimii ani s-au realizat progrese substaniale n cercetarea materialelor i tehnologiilor. </p><p>Exist numeroase laboratoare i institute de cercetare, n Europa, implicate n ntregul spectru de cercetare. Centrul de cercetare de la Patten, Olanda, a dezvoltat un laborator special dedicat studiului coroziunii la temperaturi nalte a elementelor din oel, supuse unor tensiuni mecanice i care lucreaz n atmosfer coroziv, cum ar fi cele din industria petrochimic, schimbtoarele de cldur, turbinele cu gaz sau turbinele cu abur. n 1985, la Lausanne, n Elveia, a fost deschis un centru pentru tratarea suprafeelor materialelor metalice cu ajutorul laserului. </p><p>Fig. 2.2. Fluxul tehnologic al materiilor prime </p><p>Materii prime pentru industria extractiv </p><p>Extracie </p><p>Transformare I </p><p>Transformare II </p><p>Casare </p><p>Recuperare n circuit lung </p><p>ntreinere i reparaii </p><p>Colectare produse uzate </p><p>Vnzare produse </p><p>Eliminare </p><p>Renovare </p><p>Reutilizare ocazional </p><p>Recuperare n circuit scurt </p></li><li><p> Capitolul 1 </p><p> 3 </p><p>La Mol, n Belgia i la Stuttgart, n Germania, exist dou laboratoare pentru studiul ceramicilor de nalt presiune. </p><p>Un laborator, destinat analizei suprafeelor prin spectroscopie cu raze X, este deschis la Universitatea din Surrey, Anglia. Cu ajutorul aparaturii din dotarea acestui laborator este posibil estimarea compoziiei chimice att a suprafeei, ct i a ntregului material sau produs. Institutul Naional de tiin i Tehnologie Nuclear, respectiv Centrul de Studii Nucleare de la Gif-sur-Yvette, din Frana, se ocup cu studiul anihilrii pozitronilor. Pornind de la constatarea c defectele, care apar n apropierea suprafeei metalelor i semiconductoarelor, determin durata de viat a pozitronilor, prin msurarea acestei durate se determin tipurile de defecte i cauzele acestora. Totodat, s-a elaborat i o metod pentru depistarea timpurie a stadiilor la formarea microfisurilor. Laboratoarele de cercetare din Karlsruhe, Germania i Grenoble, Frana, studiaz modul de determinare a proprietilor materialelor la temperaturi ridicate, prin utilizarea levitaiei. Fenomenul de levitaie este obinut, pentru sfere ceramice, din sticl sau metalice, utilizndu-se unde ultrasonice sau pern de aer, care asigur studierea materialelor la temperaturi foarte ridicate. Cteva laboratoare specializate n studiul materialelor, prin utilizarea opticii electronice, exist la Universitatea din Oxford, Anglia, respectiv la Departamentul de Metalurgie i tiina Materialelor. Prin urmare, natura tiinei materialelor i ingineriei se schimb. n viitor, mult mai multe procese de selectare a materialelor i proiectare a acestora vor fi realizate cu ajutorul computerului, innd cont att de proprieti, ct i modelnd comportarea ulterioar. Din problematica actual a tiinei materialelor, prezentat anterior, tehnologia reprezint acea parte care studiaz transformrile la care este supus substana n procesele tehnologice de lucru, n vederea obinerii produselor necesare societii. Urmrind un scop practic, tehnologia este o tiin tehnic aplicativ care folosete att legi proprii, ct i legile fizicii, chimiei i altor tiine tehnice. Diferitele tipuri de tehnologii existente au particularitile ramurii industriale n care se aplic, cum sunt de exemplu: tehnologia extraciei materialelor metalice, tehnologia construciilor de maini, tehnologia chimic etc. n concluzie, categoriile de produse care pot fi obinute prin aplicarea tehnologiilor de fabricaie sunt: materiale brute, semifabricate sau semifabricate asamblate prin montaj n maini, utilaje i instalaii i produse finite. </p></li><li><p> Capitolul 2 </p><p> 4 </p><p>PROCEDEE TEHNOLOGICE DE FABRICAIE 2.1. STRUCTURA PROCESELOR TEHNOLOGICE </p><p> Procesul tehnologic este o parte component a procesului de producie n decursul cruia se efectueaz logic i treptat modificrile i transformrile materialelor necesare obinerii produsului. n cadrul procesului tehnologic, materia prim este supus unui ir de transformri fizico-chimice (fig. 1.2), n vederea obinerii unui produs cu proprieti i funcii bine stabilite, n conformitate cu o anumit utilitate social. n funcie de scopul urmrit, procesele tehnologice utilizate n construcia de maini i aparate pot conduce la: </p><p> modificarea proprietilor fizico-mecanice ale materialelor; modificarea formei, dimensiunilor, poziiei reciproce i calitii suprafeelor </p><p>semifabricatelor i pieselor. Se pot deosebi, astfel, mai multe categorii de procese tehnologice (fig.2.1). </p><p> ntr-o prim etap, pornind de la resursele naturale, pentru transformarea materiilor prime </p><p>n substane utile se folosesc procese tehnologice de fabricare specifice industriei extractive. Dup modul n care se regsesc n produsele fabricate, substanele utile pot fi materii prime (cnd se regsesc total sau parial n produsul fabricat) i materiale auxiliare (care ajut numai la fabricarea produselor, fr s se regseasc n acestea). </p><p>n a doua etap se folosesc procese tehnologice de prelucrare, n urma crora se modific starea sau compoziia materialului, forma, dimensiunile, rugozitatea i poziia reciproc a suprafeelor. Procesul tehnologic de prelucrare poate fi de elaborare (pentru a extrage metale sau aliaje industriale din minereuri, respectiv pentru a obine aliaje topite pentru confecionarea pieselor turnate), de confecionare (pentru a obine semifabricate sau piese prin modificarea formei, dimensiunilor, poziiei reciproce i calitii suprafeelor) sau de tratament (pentru modificarea proprietilor fizico-chimice ale materialelor i protecia anticoroziv a acestora). </p><p>PROCES TEHNOLOGIC </p><p>DE EXTRACIE </p><p>DE PRELUCRARE </p><p>DE ASAMBLARE </p><p>DE CONTROL </p><p>DE REPARARE, RECONDIIONARE </p><p>de elaborare materiale de semifabricate de prelucrare dimensional de tratament </p><p>demontabil nedemontabil </p><p>distructiv nedistructiv </p><p>pentru acelai rol funcional pentru un alt rol funcional </p><p>Fig, 2.1. Categorii de procese tehnologice </p></li><li><p> Capitolul 2 </p><p> 5 </p><p>n etapa final se folosesc procese tehnologice de asamblare, fie rigid (care nu d posibilitatea de micare relativ reciproc n timpul funcionrii), fie nerigid (n care piesele au posibilitatea micrii relative reciproce). </p><p> 2.2 PROIECTAREA PROCESELOR TEHNOLOGICE </p><p> Pentru fabricarea unei piese se parcurg, n general, urmtoarele etape: pregtirea tehnic (proiectarea constructiv), elaborarea tehnologiei, organizarea procesului de producie, programarea, lansarea i execuia propriu-zis. Pentru ntocmirea documentaiei tehnologice, se studiaz proiectul constructiv, se alege semifabricatul, ordinea operaiilor, mainile, dispozitivele i sculele de prelucrare i se normeaz tipul aferent fiecrei operaii. Toate datele se nscriu n fia tehnologic, care este un document deosebit de important n elaborarea planurilor ntreprinderii privind aprovizionarea, necesarul de energie, de SDV-uri, de for de munc etc. Pornind de la condiiile impuse procesului de producie, determinate de scopul acestuia, se ntocmesc mai multe variante de procese tehnologice, din care se alege, pentru aplicare, cel mai avantajos din punct de vedere economic. Aprecierea calitii proceselor tehnologice se realizeaz cu ajutorul indicatorilor tehnico-economici. Aceti indicatori se refer la folosirea utilajelor, a materiilor prime i energiei, la calitatea produciei i la condiiile de munc i sunt prezentai sintetic n figura 2.2. </p><p> n categoria indicatorilor pentru folosirea utilajelor intr: indicatorul utilizrii extensive, care se calculeaz cu relaia: </p><p>100TT</p><p>Ical</p><p>efue = (2.1) </p><p>unde efT reprezint timpul efectiv lucrat i calT este timpul calendaristic. Anumite utilaje lucreaz continuu, deci au indicele de utilizare extensiv aproape egal cu 100%. Cu ct acest indicator are valoare mai mare, cu att folosirea utilajelor este mai eficient; </p><p> indicatorul utilizrii intensive, care se calculeaz cu relaia: </p><p> 100PP</p><p>Ic</p><p>rui = , (2.2) </p><p>unde rP reprezint producia realizat, n uniti naturale i cP este capacitatea de producie a utilajului respectiv, n uniti naturale. Uneori, acest indicator se exprim sub forma capacitii produciei specifice, adic raportul dintre producia realizat i o unitate fundamental care caracterizeaz tehnologic un anumit utilaj (de exemplu: tone/m2h sau tone/m3). </p><p> n categoria indicatorilor pentru folosirea materiilor prime i energiei intr: indicatorul de extracie al materiei prime (randamentul de extracie), care se </p><p>calculeaz cu relaia: </p><p> 100GG</p><p>I1</p><p>2MP = , (2.3) </p><p>unde 2G este greutatea regsit n produs, iar 1G este greutatea folosit. indicatorul utilizrii energiei, care se calculeaz cu relaia: </p><p>100EE</p><p>I1</p><p>2E = , (2.4) </p></li><li><p> Capitolul 2 </p><p> 6 </p><p>unde 2E este energia consumat efectiv pentru realizarea unui anumit proces tehnologic (n kWh), iar 1E este energia primit din sistem. </p><p> mbuntirea acestor indicatori este influenat de nivelul calitativ al proceselor </p><p>tehnologice proiectate, refolosirea, recondiionarea i reciclarea materialelor din piese. </p><p>Condiiile de calitate impuse produselor se exprim prin indicatori de calitate, difereniai n funcie de urmtoarele criterii: </p><p>1. dup caracterul lor, adic: indicatori tehnici, care caracterizeaz performanele tehnice ale produsului; indicatori constructiv-tehnologici, care definesc dimensiunile de gabarit, masa, gradul </p><p>de finisare, execuie i montaj. 2. dup complexitatea lor, adic: </p><p> indicatori simpli, cnd caracterizeaz o anumit latur a produsului i se folosesc pentru materiale sau produse simple; </p><p> indicatori compui, cnd exprim larg funcionalitatea, durabilitatea, fiabilitatea, conservarea proprietilor de utilizare dup un anumit timp etc. Compararea acestor indicatori se face pe baza prevederilor din STAS, norme etc., obligatorii att pentru executani, ct i pentru beneficiari. Determinarea cantitativ a acestora se face prin ncercri de laborator, ncercri care pot fi distructive (ncercri mecanice de traciune, </p><p>INDICATORI TEHNICO - ECONOMICI </p><p>a) INDICATORI </p><p>PENTRU </p><p>FOLOSIREA </p><p>UTILAJELOR </p><p>b) INDICATORI PENTRU </p><p>FOLOSIREA MATERIEI PRIME I ENERGIEI </p><p>c) INDICATORI </p><p>DE </p><p>CALITATE </p><p>d) INDICATORI PENTRU </p><p>CONDIIILE DE MUNC I </p><p>MEDIU </p><p>1. Indicatorul utilizrii extensive </p><p>100TT</p><p>Ical</p><p>efue = </p><p>2. Indicatorul utilizrii intensive </p><p>100PP</p><p>Ic</p><p>rui = </p><p>1. Indicatorul de extracie al materiei prime </p><p>100GG</p><p>I1</p><p>2MP = </p><p>Indicatorul utilizrii energiei </p><p>100EE</p><p>I1</p><p>2E = </p><p> dup caracter </p><p> indicatori tehnici </p><p> indicatori constructiv-tehnologici </p><p> dup complexitate </p><p> indicatori simpli </p><p> indicatori compui </p><p>Fig.2.2 Indicatorii utilizai pentru aprecierea calitii proceselor tehnologice </p></li><li><p> Capitolul 2 </p><p> 7 </p><p>compresiune, ncovoiere, forfecare, oc etc.) sau nedistructive (metode fotoelastice, tensometrice, ultrasonice, termografice etc.). Asigurarea unei bune protecii a muncii i a mediului nconjurtor reprezint o problem deosebit de important a epocii actuale. Aprecierea calitii acestor msuri se face cu ajutorul indicatorilor condiiilor de munc i de mediu. Normele stabilite pe cale legislativ sunt obligatorii pentru toate unitile economice i instituiile de nvmnt. Pentru pstrarea climatului natural al mediului nconjurtor, unitile economice au obligaia s execute amenajri care s permit respectarea cantitilor maxim admise de substane toxice sau poluante eliminate n atmosfer, sol sau ap. </p><p>2.3. PROCEDEE TEHNOLOGICE DE PRELUCRARE Procedeele tehnologice de prelucrare a materialelor metalice cuprind tehnologiile de </p><p>prelucrare i tehnologiile de formare. Prin tehnologii de prelucrare nelegem procedeele de prelucrare a materialelor metalice </p><p>care duc la obinerea pieselor industriale, ca urmare a unei aciuni de ndeprtare de materie. Fie c aceast ndeprtare se face prin formare de pan, ca la tiere, prin producere de microachii, ca la rectificare sau, nc, prin fuziune sau evaporare, ca la electroeroziune, n toate cazurile vom spune c este vorba de un proces de prelucrare. </p><p>Tehnologiile de formare se opun celor de prelucrare, ele executndu-se fr ndeprtare de materie, prin fasonarea piesei pn la obinerea formei finale. </p><p>Fie c se lucreaz cu sau fr ndeprtare de materie, definim o maina-unealt ca o main antrenat de o surs exterioar de energie, neportabil n timpul funcionrii i care prelucreaz materialul metalic prin ndeprtare, formare, procedee electrofizice sau o combinaie ntre aceste tehnici. </p><p>n afar de prelucrare, procedeele de fasonare cuprind, deci, procedeele de formare sau de obinere a formei fr ndeprtare de materie i procedeele de asamblare sau obinere a formei prin juxtapunere a materialelor. </p><p>Inginerul se confrunt cu problema alegerii celui mai bun procedeu de lucru pentru fabricarea unei piese sau ansamblu. De aceea, el trebuie s cunoasc avantajele i dezavantajele diverselor procedee care-i stau la dispoziie, pentru alegerea celui mai bun procedeu. </p><p>ntre procedeele de prelucrare i cele de formare s-a stabilit, n ultimii ani, o mare concuren, cele de formare tinznd s se extind n dezavantajul primelor. </p><p>Procedeele de formare posed avantaje evidente (incontestabile), cum ar fi: economia de material, consolidarea materialului prelucrat i o productivitate ridicat, dar prezint dezavantajul utilizrii unor maini-unelte i unor utilaje costisitoare, foarte specializate i care necesit un material de preluc...</p></li></ul>