Post on 18-Jul-2016
description
UNIVERSITATEA “TRANSILVANIA” BRASOV
FACULTATEA DE INGINERIE TEHNOLOGICA SI MANAGEMENT INDUSTRIAL
PROIECT AMTT
Arbore principal - presa mecanica
STUDENT: Bici Alecandru Gabriel
GRUPA: 2221
ANUL: III
SECTIA: MUSP
Anul universitar: 2014-2015
Arborele principal al presei mecanice
1
1. Consideraţii generale asupra produsului
Arberele principal al presei mecanice transformă mișcarea de rotatie a acestuia in miscare de transalatie prin intermediul bolțului piston și pendulararii bielei, în mișcarea de translatie. Alternativ, arborele principal al unei prese mecanice, utilizat in alt domeniu poate transforma miscarea de translatie in miscare de rotatie (la motoarele monocilindru unde poate purta rol de arbore cotit)
O data cu aceste mişcări, se transmite prin arbore un moment de răsucire, respectiv o putere, altor organe de maşini, cu care aceştia sunt asamblati.
Arborele este supus, deci, la presiuni şi frecari pe suprafeţele fisurilor, la solicitări de încovoiere, compresiune, respectiv întindere, precum si la torsiune si vibraţii, care pot acţiona simultan în diferitele lui secţiuni
2. Condiţii de lucru, principalele solicitări
Ţinând seama de condiţiile de lucru, arborele trebuie să satisfacă următoarele cerinţe:-să asigure o rezistenţă şi rigiditate mari,-suprafeţele de frecare să prezinte o bună rezistenţă, la uzură,-să evite rezonanţa oscilaţiilor de răsucire
- fie echilibrate static şi dinamic.
3. Condiţii pe care să le îndeplinească materialul pentru asigurarea unei durabilităţi corespunzătoare
Pentru arborii cotiţi se impun urmatoarele cerinţe:
- durată de exploatare ridicată
- rezistenta în medii corozive,adică să aibe rezistenţă la coroziune
- rezistenta la şocuri şi vibraţii
2
- prelucrabilitate usoara prin aşchiere/forjare în matriţă
- densitate mică
- sudabilitate bună
Din punct de vedere al rolului funcţional:
- preluarea de sarcini statice sau dinamice;
- rezistenţă la solicitari mecanice;
- amortizarea şocurilor şi/sau a vibraţiilor;
- realizarea anumitor condiţii cinematice speciale,dinamice;
4. Materiale posibile pentru execuţia produsului. Avantaje şi dezavantaje, economice şi tehnologice. Alegerea materialului optim.
Prntru realizarea arborelui se alege intre urmatoarele materiale avand caracteristicile:
Material.Proprietăţi
C.45. 40Cr10 42MoCr11 C60
Tenacitate.KV.[J/cm2¿
40 40 60 35
Rezistenta mecanica.Rm [N/mm2¿]
540 780 740 690
Duritate.HRC.
50 52 54 55
Calibilitate.J[mm]
4 10 23 4,2
Densitate.ρ[Kg/m3 ¿]
7845 7820 7820 7820
3
Modul de elasticitate [N/mm]
2,1 ∙105 2,1 ∙105 2,1 ∙105 2,1 ∙105
Aschiabilitatea foarte buna buna buna foarte buna
In continuare o sa alegem materialul 42MoCr11 deoarece prezinta o buna tenacitate, duritate si o calibilitate net superiara celorlalte material alese.
5. Caracteristicile fizico-mecanice ale mărcii materialului ales, preluate din literature de specialitate sau internet
Caracteristici mecanice ale oţelului 42MoCr11.
Tab.Nr.6
Compoziţia chimică ale oţelului 42MoCr11
4
Tratam.termic.
Grosimea sau diam piesei.
[mm]
Rm
[N/mm²]
Rp02
[N/mm²]
A5
[min]
KCU300/2
J/cm²(min)
HB.În
starerecoaptă.
Călire martensitică + revenire înaltă.
40-100 880-1080
690 12 70 241
Calitatea Compoziţia chimică %C Mn Si P S Cr Mo
-0,38-0,45
0,40-0,80
0,17-0,37
max.0,035 max.0,0350,9-1,3
0,15-0,30
s 0,02-0,04x max.0,025 max.0,025xs 0,02-0,035
Tab.Nr.7
Unele caracteristici fizice ale oţelului 42MoCr11.
Fig.3.Structura oţelului 42MoCr11
5
Structura oţelului aliat 42MoCr11 este formata din martensitita şi austenită reziduală.
6. Proiectarea tehnologiilor de tratament termic primar şi secundar, aplicate cu scopul unei bune prelucrabilităţi şi a obţinerii caracteristicilor necesare în exploatare.
Consolidarea volumică a acestui material se face aplicând tratamentul termic de îmbunătăţire la 820°C-850°C ,deoarece carbura de molibden se dizolvă mai încet în austenită se va ţine seama de aceasta la durata de încălzire.Dacă nu se va dizolvă,creşte viteza critică de călire.Răcirea se va face în ulei sau apă.Revenirea se aplică la 570°C-650°C timp mai îndelungat,deoarece viteza de descompunere a soluţiei solide la revenire este mai scăzută.Răcirea după revenire,se poate realize în orice mediu fără precauţii speciale.
6
În funcţie de mărimea lotului de arbori,de dimensiunile acestora şi de dotarea tehnică operaţia de călire superficială se poate realiza prin mai multe moduri :
Călire prin curenţi de inducţie ;
Călire prin flacără ;
Călire prin contact electric ;
Călire superficială prin încalzire în băi de aliaje sau săruri ;
Călire superficială în electrolit.
Metoda de durificare stabilită este C.I.F. (călire cu curenţi de înaltă frecvenţă) prin care se asigură anumitor suprafeţe straturi durificate de grosimi mici capabile să reziste la uzură şi oboseală.
Prin călire superficială se asigură anumitor suprafeţe straturi durificate (călite) de grosimi mici capabile să reziste la uzură şi la oboseală.
La arborii prevazuţi cu canale de pană sau caneluri,forma inductoarelor şi parametri tehnologici de tratament termic se vor stabili astfel încât stratul călit sa aibă o adancime de 2-3 mm şi o dispunere ca in fig.5.
Fig.5 Dispunerea pentru canale de pană
7
În urma călirii de suprafaţă arborii se supun unei reveniri joase la 160-220°C.Obiectivul revenirii constă în reducerea tensiunilor interne apărute la călire şi realizarea proprietăţilor de exploatare impuse produsului.
Grosimea de călire prestabilită se obţine prin alegerea adecvată a frecvenţei curentului şi prin corelarea acesteia cu puterea specifică, în primul rând şi cu timpul de încalzire,în al doilea rând.
Banda de călibilitate şi variaţia unor caracteristici mecanice cu temperatura de revenire a oţelului 42MoCr11.
Fig.6.Bnda de călibilitate a oţelului 42MoCr11
Călirea cu C.I.F. a arborilor se poate realiza prin două metode :
-prin metoda simultană (pentru suprafeţe de lungime mică);
8
-prin metoda succesivă (pentru lungimi mari );
-poziţia de răcire va fi obligatoriu verticală;
7. Tehnologia de realizare a produsului cu accent pe principalele operaţii tehnologice
Arborele principal al unei prese mecanice se confecționează prin două procedee: prin turnare sau forjare. Arborele turnat, se confecționează din fontă aliată, modificată prin operația de turnare, sau oțel de calitate cu conținut mediu de carbon. La arbori mai solicitați, se utilizează oțeluri aliate cu Cr, Ni, etc. care au o rezistență la rupere superioară. Arborele este confecționat din aceste materiale pentru a rezista la solicitările de încovoiere, răsucire și uzură. Arborii de mărime mai mică sunt forjați din oțel.
După turnare sau forjare, arborele este prelucrat mecanic, urmat de tratarea suprafețelori de frecare.
Este necesar să se realizeze o precizie înaltă a poziţiei spaţiale a manetoanului şi a altor suprafeţe. Se
cere precizie dimensională şi calitate a suprafeţelor de lucru, rigiditatea relativ mică determină asezarea
arborelui pe mai multe reazeme.
Stabilirea itinerariului tehnologic principal de fabricaţie:
9
Debitare
10
Recoacerea de înmuiere şi detensionare 700°C-
730°C
Strunjire
Frezare
Găurire
Îmbunătăţire 820°C-850°C şi revenire înaltă
11
Rectificare
C.I.F.şi Revenire joasă
Control calitate
Filetare
Nr.
crt.
Supr
.N
r.
Form
a ge
om. a
su
pr.
Dim
ens.
de
gaba
rit
Prec
izia
dim
ens.
Prec
izia
de
form
aPr
eciz
iade
po
zitie
Rug
ozit
atea
Ra
[µm
]D
urita
tea
Tip
ul si
ro
lul
supr
.Pr
oced
ee
tehn
. de
1. S1 cilindrica
Se vor calcul
a
0.01-0.015 0.01 - 0.8
In functie de
material
Functionala
Turnare,
frezare,
rectify-care
2. S2 cilindrica
Se vor calcul
a0.02 0.02 - 1.6
3.2
In functie de
material
Fucntionala
Turnare,
frezare,
rectify-care
12