Manualul Ofiterului Mecanic VOL 1

7/22/2019 Manualul Ofiterului Mecanic VOL 1

1/515

GHEORGHE UZUNOV ANASTASE PRUIUELENA DINU ION DRAGOMIR

DUMITRUCAT AN ADRIAN PETRE

M A N U A L U L O F I E R U L U IM E C A N I C M A R I T I M


2/515

Copyright 19? ,E ltMraiTeWic JToatedrcptunlcasupra acestei ediii siiM rezervate editurii

Adresa: EDITURA TEHNICPiaaPresei Libere, l33 Bucureti, RomniaCod71341


3/515

PREFA

Concepia i ordonarea materialului prezentei lucrri se bazeaz, cuprecdere, peaspectele principale i generale ale posibilitii de exploatare tncondiii de siguran amainilor, mecanismelor, sistemelor i instalaiilor navale.

Activitatea de exploatare a motoarelor, mainilor i instalaiilor navaleimpune ofierilor mecanici o pregtire teoretic i practic multidisciplinar,cunotine teoretice de baz privind principiile de fitncionare ale mainilor iinstalailor, metode de msurare a mrimilor fizice, analiza datelor iinterpretarea rapid a rezultatelor.

Documentaia de exploatare a mainilorcuprindereguli, instruciuni i datetehnice specifice, iar pentru interpretarea lor rapid i corect este necesar oinformare tehnic continu.

Activitatea de exploatare a motoarelor, mainilor, agregatelor iinstalailor de la bordul navelor este puternic influenat de urmtorii factori:Complexitatea datorat numrului mare de tipuri de motoare, maini,agregate, dispozitive i instalaii montate tn compartimentul maini saupe puntea

principal, cu parametri funcionali ridicai si dimensiuni geometrice mari, a cror


4/515

Manualul va aprea n dou volume, n prinul, volum, tyectndprincipiile generale privind pregtirea studenilor tn tnvlimntul superior demarin, se prezintnoiunilefundamentale dem atematic, termodinamic tehnic,rezistena materialelor, desen tehnic, organe de maini, motoare navale, cldri,maini cu abur cu piston, caracteristicile de exploatare ale apei, combustibililorgi lubrifianfilor.

De asemenea suntprezentate cele m ai importante acorduri regionale giinternaionale privind introducere L S .M . (International System Management) siP.C .S. (Post Control State)pentru instalaiile navale, precum si privind pregtirea

profesional i conduita social a echipajului.n volumul al doilea, autorii i propun s prezinte urmtoarele: turbine cu

abur, turbine cu gaze, pompe, compresoare, instalaii de ambarcare i transfer decombustibil, instalaia de ap tehnic, instalaia de ap potabil, instalaiafrigorific de aer condiionat, instalaii specifice tancurilor petroliere M .

Canea este adresat ofierilor mecanici maritimi si ofierilor mecanici

fluviali, inginerilor mecanici din antierele navale, inginerilor de la companiile denavigaie, studenilor din nvmntul de marin.Tehnoredactarea computerizat a crii a fost fcut de doamna Vochia

Pruiu si doamna Laura Alexe, crora le mulumim pe aceast cale pentru efortuldepus.


5/515

CUPRINS< ] ? Prefa 5LMATEMATICA 15

1.1. Elementeuzualedealgebr 151.1.1. Puteri 15

1.1.2. RadicaU 151.1.3. Trinomul de gradul doi 161.1.4. Sisteme denumeraie 161.1.5. Progresii 181.1.6. Analizacombinatorie 181.1.7. Sumefinitede numere 191.1.8. Logaritmi 19

1.1.9. Numerecomplexe 191.2. Elemente uzuale de trigonometrie 201.2.1. Funcii trigonometrice 201.2.2. Relaiilentrelaturile i unghiurile triunghiului 20

1.3. Geometrie 221.4. Calculul diferenial 251.5. Calculul integral 27

Bibliografie 29


6/515

4.TEORIANAVEI 58

4.1.Flotabilitatea 584.2. Stabilitatea iniial anavei ,/;59*4.3. Noiunide dinamica navei 61r 4.3.1. Rezistenalanaintare anavelor 61

4.3.2. Influenanavigaiei n ape limitate asupra rezistenei la naintare 644.3.3.Puterea de propulsie ^ r 654.3.4. Corelareafuncionrii motocului cu propulsorul , 65

Bibliografie , 67:;. .v i . ' , ; .5.MATERIALE, MAINI UNELTE SI TEHNOLOGE 68

5.1.Materiale utilizate n construcia de maini t \ * 685.1.1. Materiale metalice 685.1.2. Materiale nemetalice * 715.1.3. Alegerea materialelor 73

5.2.Mainiunelte ^ 805.3. Tehnologii 81

Bibliografie 84

6. REZISTENTA MATERIALELOR 856.1.Terminologie i notaii utilizate 85


7/515

7.23.1.Definiie 1087.2.3.2.Et^6trtffe2otBitar^mlot 1097.3.Cotareadecodor totak 1097.3.1. Definii 1097.3.2.Bknori*cotai* 110

7.3.3.Cotwttltoiieitespecif ; * 1117.3.4. Stfltttnscboetne 1137.3.5. Metodologiade cotare 114

7.4.Reprezent* i cotareaantelor 1147.5.Reprezentarea,cotarea i notarea fiinelor "r 1157.5.1. Elemenietegeometriceate fifctuhii 1157.5.2, Oaiiffcareafiletelor 1167.5.3 Reprezentarea,cotareai notarea filetelor 1187.6.Notareapadevastriisuprafeelor 118

7.6.1. Definiii 1187.6.2. Notareastrii suprafeelor 1207.63. Indicareape desen astrii suprafeelori a tratamentului termic 1207.7. nscrierea pe desen a toleranelor 1217.7.1. Definiii 1227.7.2. Sisteme deajustaje 1237.7.3. Tolerane fundamentale. Trepte de precizie 1237.7.4. Ajustaje prefereniale 1247.7.5. Caracterul i domeniide aplicare aleajustatelor 125


8/515

10 Cuprins

8.6.4. Coeficientul amiralitii 1708.6.5. Braulfrnei hidraulice 170

8.6.6. Determinarea puterii MP cutraductormontat pe linia axial 1718.6.7. Caracteristicile motoarelor 1718.7. Steaua manivelelor i ordinea de aprindere 1778.8. Controlul funcionrii motoarelor diesel pe baza diagramelor indicate 1918.8.1. Indicatorul de ridicat diagrame 191

8.8.2. Descrierea aparatului 1928.8.3. Alegerea corect a elementelor aparatului indicator 193

8.8.4. Funcionarea aparatului de ridicat diagrame 1958.8.5. Modalitile de acionare a tamburului aparatului indicator 1958.8.6. Operaiuni preliminare ridicrii diagramelor 200

8.9. Ridicarea diagramelor i interpretarea lor 2018.9.1. Diagrame ridicate manual 2028.9.2. Diagrame ridicate cu ajutorul aparatului indicator 2038.9.3. Defeciuniale diagramelor ridicate cu aparatul indicator i

interpretarea lor 2068.10. Metode de calcul al presiunii medii indicate(pm/)i al puterii indicate 2128.10.l.Calcululpmiprin metoda trapezelor 2128.10.2.Calcululpmiprin metoda ordonatelor 2138.10.3.Determinareapmicu ajutorul diagramei desfurate 2148.10.4.Calcululpmicu ajutorulpimetrului 2158.10.5.Folosireaplanimetruluila calculareapmi 2178.10.6.Determinareaputerii indicate 219


9/515

Cuprins U8.14.5.Marcareamotoarelor MAN 254

8.14.6. MarcareamotoarelorSKL 2548.14.7. Marcareamotoarelor GOTAWERKEN 2558.14.8. MarcareamotoarelorSKODA 2558.14.9. Mapareamotoarelor MITSUBISHI 2558.14.10. Marcareamotoarelornavale romneti MNReia 2558.15.Hrmeconstructoaredem otoarenavale 256

Bibliografie 260

9.CALDARINAVALE 2619.1.Definiii.Parametrii. Caracteristici 261, 9.2. Cldriignitubulare 2629.2.1. Cldarea ignitubular cu flacr direct 262

9.2.2. Cldarea ignitubular cu flacr ntoars 2629.2.3. Cldrileorizontale 265

9.2.3.1. Cldri scoiene 2659.2.3.2. CldriHowdenJhonson iCpu 2699.2.3.3. CldritipCochran Chieftain iWeeChieftain 2709.2.3.4. CldareaSteambloc 272

9.2.4. Cldri verticale 2769.2.4.1. Cldarea cu tuburincruciate 2769.2.4.2. CldareaAalborg 2779.2.4.3. CldareaSunrod 281


10/515

12 Cuprins9.5.2. Circulaiaartificial a apei 322

9.6. Instalaiile ce deservesc cldrile navale 323

9.6.1.Instalaia de alimentarecuaer 3239.6.2. Instalaia de alimentare cu ap 3239.6.3. Instalaia de alimentare cucombustibil 324

9.7. Automatizarea cldrilor navale 3259.7.l.Reglarea automat a debitului de ap 3269.7.2. Reglajul arderii ' 3279.7.3. Reglarea automat a cldrilor auxiliare 329

9.7.3.1.Sistemul poziional de reglare 3309.7.3.2. Sistemul de reglare continuu 3309.7.3.3. Sistemul combinat 3309.7.3.4. Reglarea automat acaldarineirecuperatoare de tip"LA MONTE" 330

9.8. Exploatarea cldrilor navale 3329.8.1.Pregtirea pentru exploatare 3329.8.2. Ridicarea presiunii la cldare 3329.8.3. Deservirea cldrii n funcionare 3339.8.4. Oprirea cldrii 3339.8.5. Incidente caracteristice n exploatarea cldrii 334

Bibliografie 335

10.APA,COMBUSTIBILI,LUBRIFIANT 336


11/515

Cuprins 13

10.2.4.4. Caracteristici de ardere 36410.2.4.5. Reziduul de carbon ( cifra de cocs) 36710.2.4.6. Cenua 367

10.2.4.7. Coninutul de vanadiu 36810.2.4.8. Coninutul de aluminiu plus siliciu 36810.2.4.9. Coninutul de ap 36910.2.4.10.Coninutulde sulf 36910.2.4.11.Aciditatea combstibililor 37010.2.4.12.Punctul(temperatura)deinflamabilitate 37010.2.4.13. Punctul(temperatura)de tulburare 37010.2.4.14.Punctul(temperatura) de curgere 37110.2.4.15. Sedimente 371

10.2.5. Specificaii de combustibili navali 37210.2.6 Aditivi pentru combustibili navali 37310.2.7. Modalitide remediere a efectelor negative ale caracteristicilor

combustibililor 37510.3. Lubrifianinavali 377

10.3.1. Generaliti 37710.3.2. Obinerea i compoziia uleiurilor minerale 37810.3.2.1. Uleiuri de baz 37810.3.2.2. Aditivi pentru uleiuri minerale 379

10.3.3. Clasificarea uleiurilor minerale 38010.3.4. Caracteristicile uleiurilor minerale 382

10.3.4.1. Clasificarea caracteristicilor uleiurilor minerale 382


12/515

14 Cuprins11.1.4.Ciclul cu destindere incomplet 41911.2.Generaliti privind maina cu abur cu piston. Definiie. Clasificare 42011.3.Procese de lucru n maina cu abur cu piston 42211.3.1.Maina cu plin introducie 42211.3.2.Maina cu expansiune 42311.4.Pierderile n maina cu abur 42611.4.1.Pierderile n tubulaturadeabur 42611.4.2.Pierderile datorit laminrii aburului la introducie 42711.4.3.Pierderile datorate destinderii incomplete a aburului n cilindru 428

11.4.4 Pierderile datorate evacurii aburului n condensator 430

11.4.5.Pierderi datorate spaiului mort i a comprimrii aburului n main 43011.4.6.Pierderi datorate schimbului de cldur ntre abur i pereii cilindrului 43211.4.7.Pierderi de cldur n mediul nconjurtor 43311.4.8.Pierderi datorate scurgerilor de abur 43311.5.Diagrama indicat a mainii realecuabur 43411.5.1.Lucrul mecanic i randamentele mainii cu abur 43511.5.2.Bilanul termic al instalaiei de for cu maina cu abur 44011.5.3.Determinarea presiunii medii indicate 44211.5.4.Puterea indicat a mainii cu abur 44611.6.Distribuia prin sertare a mainilor cu abur 44811.6.l.Generaliti 44811.6.2.Ecuaia micrii sertarului 44911.6.3.Diagrame de distribuie 45011.6.3.l.Diagrama polar a distribuiei(ZEUNER) 450


13/515

MATEMATICA

1.1. Elemente uzuale de algebr

l.l.LPuteriam. an= ara+n; am: an = a1; am bm= (abf; am:bm=; (amY=am'n;\nJ ^'l:am=a'ra; = - 1; (-l)2n = +1; a = 1; (a +b)2= a2+ 2ab +b2;

3 2 2 3(a -

2 2- 2ab

2(a

3(a = a - + 3ab - 3


14/515

16 ' Ma nualul ofierului mecanic

2 2 2 2cnda>b, a2 H b2 *0,960a+0,398b; a2+b2 *0,9938.a+0,0703b+0,3567; acnda>b>c, Va2 +b 2 +c 2 0,939a+0,389b f0,297 c1.1.3. Trinomul de gradul doi

ax2+bx + c s a(x X x)(xx2),undebvb24ac V J V ... . . 2 *j2 = sunt rdcinile ecuaiei: ax + bx+c = O sau

xi,2 = il / l J ~c suntrdcinileecuaiei: x2+bx + c= O1.1.4. Sisteme de numeraie

Numrul de simboluri folosit pentru scrierea unui numr este denumit:bamsistemului de numeraie.


15/515

Matematic 17

217

2

012

>2103O 3 + l 31+ 2 32= 3 + 18 = 21

215

1

11

1

2110l.4 +i.4 + 4 = l + 4 + 16 =21

214

14

2110>415l 5 + 4 51= l + 20 = 21

6 21,0>33,213

33 3 6 + 3 6l= 3 + 18 =21

213

03

211007 + 3 7 ' = 21


16/515

18 Manualul ofierului mecanic15

211

61 '

1621

151

2110>16156 15 i 1 151 =

21,o>15165 16 + 1 161= 5

6 + 15= 21

+ 16 = 21a; b; c; d; e; f; CorespondenaRebus

fad

ace

c a > 10e b >11a c > 12

d>e>f>

131415

a ce16 = e 16 + c 161 + a 16214160+ 12161 + 1016214 f 1 2 161 + 1 0 16 2= 2766

1.1.5.Progresii


17/515

Matematic 19

1.1.6*2.Aranjamente(de n elemente luate cte m); Rezultc: P n n/= A H(nm}

1.1.6.3. Combinri ( de n elemente luate cte m)

sau

1.1.7. Sume finite de numere

, N n(n+ 1)...l /W1JM Jl2 . 4{2,3)+(2l) =2;2 , > > 2 . ^22 + 4 + 6 H 8 + + ( 2 A 7 2 )+ 2 / = A 7 ( / +l); l2-f22+3

li+23+33+..--4n-l)3+n3=? : 3+3 3+53+


18/515

Manualul ofierului mecanic1.2.Elemente uzuale de trigonometrie

1.2.1. Funcii trigonometrice

Fig. 1.1. Cercul trigonometric

AC OA AC , OA =\ cos==r; te ==r; cot ==rOC OC OA ACina . n cadranul I i ;

cosa. n cadranul I i IV;tga\ : n cadranul I iI ;ctga: ; n cadranul I iI .asin ; cos(/?) =cosac o s+sinas in \

sin2a=2 in a c o s a ; cos2a =cos2asin2a=2cos 2al=l2sin2a ;9// 9 ; ctg2a = ltg a ctgatga 2ctga

3 3


19/515

Muiera ic 211.2.2.4. Formulele luiMolweide

AB ABcoscos2

A + Bcos

2_.. C 'an

. AB . ABsin sinab 2 2sin Ccos

22 21.2.2.5. Calculul lungimii unor segmente legate de un triunghi

AA nlime; AA =A ; ha bsin C = c sin BAA2 mediana;

AA3 bisectoare\

m= V f t 2+c2 +2 c c o s ^ 42

2 Z ? c c o s 2

cercului circumscris: R= 2 s i n S 2 s i n C A3A2Fig. 1.2. Triunghi oarecare

* |fs' r=p =\Raza cercului nscris:


20/515

22 Manua lu l ofierului mecanicL3.GeometrieTabelulLI.Figuriplane (S aria flgurii, P perimetrul, p semiperimetrul)

Figura planTriunghi

Patrulater

Notaiia,b, c laturileA,B,C unghiurile opuselor

h nlimea (dinvrful unghiului A)R Raza cerculuicircumscrisr raza cercului nscris7W 1 , / 2 , W 3 medianele

1

2semisumamedianelorxl i yl, x 2 i y2 ,X3 P 3 " coordonatele

vrfurilor triunghiuluin sistemul cartezianortogonala,b,c,dlaturileZ > ] , Z > 2 diagonalele

unghiul dintre diagonale

Formule

S = ah= absinC2 2

2 sin A

=2 R 2sin A sinBsin CA B C= r cotgc t g~ c o t g =_abc

3

l > y , i= x2 y2 12 2 ^ 2

x , y , io h , + h 2 r. I T ^ T ^ C ' * .) T T% ctntn

2 i 2 i * T


21/515

Matematic 23Tabelul l.l(continuare)

Poligon regulat

Inel circular

^ _ _Segment circular

7

n numrul laturilor latura; R raza cercului

circumscris

r raza cerculuinscris

1802unghiulv i f 18>lpoligonului

v n J

r razainterioarR raza exterioard diametrul interiorD diametrul exterior+RS = R r lrgimeainelului unghiul la centru al unei

poriuni de inel(n grade)rraza UDshiulla centru(nrade)1 = T lungimea arcului

180

a lungimea coardeih nlimeasegmentului

a 2VR2 r 2P = na 2n R sin 2nrtg^>S= na2cotg=tx2tg=

4

R2sin2 nar2

2

< M R 22K (D2d')=lp

Aria uneipride inelS=S(R2 ) D2~2)=p18(T

P = l +_ 1 2( . } r(la)+ ahc r \ cin eni ~~ ^

2 U80 ) 2Aria unui segment al crui arceste mai mic dect un semicerc,

2 3


22/515

24 Manualul ofierului mecanic

Tabelul 1.2.Corpurile circulare i cteva alte corpuri(V volumulcoului,Sai S aria lateral i aria total)

FiguraCilindru circular drept

CilindrugoHtubcilindric)


23/515

Matematc 25

1.4. Calculul diferenial

Tabelul1.3. Derivatelefunciilor elementare fundamentaleFuncia y

1

C(const)x"1x"

tfxeh*a*"

log x

dyDerivata dx

2

0a r " 1w

jc+11

rfifr^keh*

faj^ln * 1"Ag x a

Funcia y

3

x1*

e*a*In x

lg x

rfvDerivata

rfr411x21

2exa* In 1

J C

1 0,4343IgC *sJC X


24/515

26 Manualul oferului mecanic

Tabelul 1.4.Derivatele de ordin superior ale funciilor elementare fundamentale

Funcia y

xm

1

(pentru

/ j

Derivat

m(m\)(mX).m ntregi in > m

J ttittl} Lliftl \ 2

_d"ydx"

..(mn+l)xm~nderivata este egal cu zero)

> 1m+n

Tabelul 1.4 ( continuare)

Funcia y

tfx

e*

' . dnyDerivata

dx "(ir(ml)(2ml)...

n llm l *" ^ / W r r V Xk'-e'

Funcia y

ex

a*

d"yDerivata

dx "

e'


25/515

Matematc 27

1.5. Calculul integral

1.5.1. Integrala nedefinit

Definiii.Funcia F(x) se numete primitiv pentru funcia f(x), dac F'(x) = f (x).DacF l(x)i F2(x)sunt primitive pentru una i aceeai funcie f(x), atunci diferenaeste o constant. Ansamblul tuturor primitivelor unei anumite funcii f(x) se numeteintegrala nedefinit a acestei funcii i se noteaz cu Jf(x)dx. Aici f(x) este funcia deintegrat,f(x)dx integranduliarxvariabila de integrare.

Astfel, Jf(x)dx=F(x)+ C,unde F(x) este una dintre primitivele funciei f(x), iar C, o constantarbritar( constant deintegrare).

Integrala nedefinit este legat de integrala definit prin egalitatea:

undeCeste o constant arbitrar (ia este arbitrar).Integrarea funciilor elementare nu duce totdeauna la funcii elementare, n astfel de

cazuri integrala formeaz o nou funcie, neelementar,care poate fi calculat cu precizie


26/515

Manualul oferului mecanic

X=9v*jfargch==,dacJa>0

13.

16.

9.\a*dx;10.|sinr< & = c o s x;11.cos* < & =sinx;12.jtgxdx=Incos*;J In a J J J

14. f L lnfc^; 15. f*= toJ^+l;J sinx 2 J cos* V 2 4 y; 17. \ = tgx\ 18. fsx dr= c / z x ; 19. fete dx skx\

J cos x J J. fthxdx =lnchx; 21.cothjc^= ln5Ax; 22. fJ J J

sin xsh2x ; 23 f% thx;J c A 2 x

Integrarea funciilor raionale:1 (*l); 2. f=ito(r+v J ax+b a v

ax * +b


27/515

Matematc 29

reduce la forma : jcos2' ^t dt.

m r Mx+N *= M 2aNbMf dx , .4 1 ( w a t Max

Bibliografie:

[1].E.Rogai Tabelei Formule MatematiceEdituraTehnic,Bucureti, 1983

[2].Florin TeodorTnsescu.a Agenda TehnicEditura Tehnic, Bucureti, 1990[3],K.P.lakovlev ndrumar matematic i tehnicTraducere din limba rusEditura Tehnic, Bucureti, 1964

[4].G.S.Georgescu ndrumar pentru ateliere mecanice


28/515

MECANICA FLUIDELOR

2.1.ProprietilelichidelorLichiduleste un mediu material continuu care are proprietatea c ia forma vasului ce l

confine; lichidele au un volum determinat i formeaz o suprafa liber ce le delimiteaz deatmosfer i de vasul care le susine; ele au o compresibilitatemic, schimbndusi relativpuinvolumul sub aciunea forelor exterioare.

Principalele proprieti ale lichidelor sunt:Densitateap se definete ca raportul dintre masa lichidului i volumul su, fiind deci


29/515

Mecanica fluidelor

Tabelul2.2 Variaiacoeficientului funcie de densitateaproduselorpetroliere,ia 15 C

As

\tf7008,2

800>,7

8507,2

9006,4

9206,0

Greutatea specific este raportul dintre greutatea unui lichid omogen i volumul su,fiind deci greutatea unitii de volum:

=G / V (2.3)Relaia ntre greutatea specific i densitate este:

= pg (2.4)

Trebuie reinut c n cazul cnd densitatea se msoar n sistemul SI sau MKSf kg lm3j, iar greutatea specific n sistemul MKFS kgflm3, valorile celor dou mrimi vorfiegale:[kgf/m3] = p[kg/m3]

Deformabilitatea se definete ca proprietatea lichidelor de a se deforma ca urmare aaciunii forelor aplicate sau a variaiilor de temperatur. Creterea presiunii cu pvaconduce la micorarea volumului iniial cu V; raportul dintre variaia relativ avolumuluiivariaiapresiunii se numete coeficient decompresibilitate:

EV)' (25)t const


30/515


Presiunea se definete ca for interioar de contact care acioneaz asupra unei pride lichid cu aria unitar: p = F/


31/515

Mecanica fluidelor 33i

*M4


32/515


p2 =4pj. (2.11)Rezult c variaiile de presiune se transmit, n cazul lichidelor incompresibile, n tot

lichidul. Acest enun constituie principiul lui Pascal care are aplicaii n realizarea preselorhidraulice folosite pentru pretensionarea prezoanelor de fixare a chiulaselor motoruluiprincipal, la fixarea cu pretensionare a tijei pistonului n capul de cruce precum i n toatecelelalte mecanisme hidraulice unde are loc o amplificare a forei.

2.2.2. Fore de presiune pe suprafee plane i curbe

Presiunea transminduse uniform n tot lichidul rezult c acesta acioneaz asuprasuprafeelor cu care vine n contact prin fore de presiune.

Considernd o suprafa plan nclinat cu unghiul fa de suprafaa liber alichidului( f ig .2.3), pe suprafaa elementar dA va aciona fora dF fo dA= dA x sin,iar pentreaga suprafa A, fora:

F smxxdAA^xg sin A* h g (2. 12)_ Fora de presiune pe o suprafaplan este deci egal cu greutatea unuicilindru avnd ca baz suprafaaA i ca

nlime adncimea 7g. Fora de presiune este normal pe suprafa,ndreptat de la lichid spre suprafa i


33/515

Mecanice fluidelor 35F,=0, F, V >

n cazul cnd greutatea corpului este maimic dect greutatea volumului su total atunci else va afunda parial n lichid pn cnd forahidrostatic va echilibra greutatea sa. n acest cazG


34/515


numete fir decurent, n cazul particular cel mai des ntlnit npractic,cnd viteza fluiduluin toate punctele

domeniului considerat nu depinde de timp, micarea se numete permanent; n acest caztraiectoriile si liniile de curent coincid.

2.3.2.EcuaiadecontinuitateEcuaia decontinuitate, n cazul micrii permanente ecuaia de continuitateexprim

cantitativ legea conservrii masei aflate ntrun tub de curent:G Qy yvS, (2.16)G este debitul gravimetric al fluidului, Q debitul volumetric al fluidului, greutateaspecific a fluidului, v viteza fluidului,S aria seciuniico nsiderate,

n cazul conductelor circulareG = O= 0,785 , \daN ls\. (2.17)v L J /

unde f / ; este diametrul interior al conducteim.Ecuaia de continuitate permite dimensionarea conductelor atunci cnd se cunosc

ceilali parametrii. Viteza medie a fluidului se alege funcie de scopurile pentru care aceastaeste utilizat i de natura lichidului transportat. Valorile recomandate pentru viteza fluiduluisunt prezentate n tabelul 2.4.

Tabelul2./.Viteze recomandate pentru fluide

M i fl id l


35/515

Mecanica fluidelor y

micrii permanente a unui fluid incompresibil supuscmpului gravitaionalterestru,ecuaiaare forma: pv2t+p+h=const. (2.18)unde: p este densitatea fluidului, g acceleraiagravitaional,p presiunea static a fluidului, h nlimea Flg2.6.Sensul debitelorde poziie fa de un plan de nivel de referin. ntrun nod de reea.

n ecuaia lui Bernoulli termenul pv2/ 2 caracterizeazenergia cinetic specific,iar termenulp+h energiapotenial specific de presiune.

2.3.4.Rezistenehidraulice

n cazul fluidelor vscoase,apar pierderi de presiune static datorit rezistenei care semanifest n cursul micrii fluidului.

n acest caz, ecuaia lui Bernoulli scris pentru o poriune L de conduct,situatntredou seciuni, este w2 w2

(2.19)

unde A preprezint pierderea de presiune pe poriunea de conduct considerat. Pierderea depresiune se compune att din pierderile liniare pl care au loc dea lungulporiunilor de

seciune constant ct i din pierderi locale datorit variaiei seciunii



36/515


Tabelul 2.5.RugozitateaechivalentStareaconducteiConducte noi din oelConducte trase din oel, de curnd n exploatareConducte trase din oel, dup exploatare ndelungatConducte trase pentru aburConducte pentru gazeConducte de font

mm

0,020,060,1 0,30,510,2

0,035 0,0150,8 1,4b. NumrulReynolds care caracterizeaz regimul de curgere al fluidului,

(2.23)V g

unde v este vscozitatea cinematic a fluidului, m2 /s iar vscozitatea dinamic afluidului, daN/m2.

Cercetri experimentale au artat c exist un numr Reynolds critic la care se facetrecerea de la regimul laminar de curgere la cel turbulent, ReCT = 2000 ~ 2500. Valoareaacceptat,n general, esteReCT= 2320.

n cazul regimul laminar , coeficientul de pierderi liniare nu mai depinde de stareaconductei, el variind proporional cu numrul Reynolds,

Curgerea laminar se ntlnete ns relativ rar n practic.

fluidelor


37/515

Mecanica fluidelor

d 4rh 4 S / P Hf (2.24)unde rh este raza hidraulic a conductei, S aria seciunii de trecere a conductei,'P perimetrul udat alseciuniide trecere.

2.4.3.2. Pierderile locale desarcin.Expresia general a pierderilor locale de sarcineste:

unde este coeficientul de pierderi locale,ceilali termeni avnd semnificaiile cunoscute.Coeficientul de pierderi locale depinde de felul i dimensiunile rezistenei locale,

valorile sale pentru cele mai uzuale rezistene locale fiind prezentate n tabelul 2.6n practic se obinuiete a se echivala pierderile locale cu pierderile liniare ale unei

conducte de o lungime fictiv Lechcare produce aceeai pierdere de sarcin ca i rezistenalocal considerat:

Bibliografie[1].J. Horea,V.Panaitescu Mecanica Fluidelor


38/515

Tabelul 2 .6.Valori ale diferitelor dpuri de rezistene hidraulicelocaleNatura

rezisteneilocale

Coturi 90

Curbe

Unghiuri

Teuri

Schia

7r (3'U)Energia termic schimbat cu exteriorul:s\ _ _ pi*.pr .^T7 T*\ ^3\

Lucrul mecanic de dislocareLu mR Ti) (3.13)Pentru T l; m lkg; Rezult: / 1 2 = RR constanta gazului perfect reprezint lucrul mecanic efectuat de un kilogram de substan,

ntro transformareizobaricpentru un grad variaie de temperatur.Variaia energiei internew =m*cv * ( T 2 7]) (3.14)Variaiaentalpiei/ = w ( w +/ ? v (3.15)Raportul dintre lucrul mecanic produsi cldura consumat:

=A=L= (3.i6)CJn c c KJ s\L p pLa sfritul transformrii izobarice energia intern crete Procesele izobarice se

45 M anualul ofieruluimecanic


44/515

m RLcrumII2 (f, T,)lU ~. knEnergia termic. Q \ ^12 ," r

mR/rr ~.kncon fi ______f / / 1 /-1 -1sau 12 = n ic n ( T 2 7])

(3.23)

(3.24)

(3.25)

(3.26)

(3.27)

unde cn=cv ; cncldura specific apolitropiein l

Prin particularizarea ecuaiei transformriipolitrope:n= 0; p= const; cn=cp; transformarea izobaric;n = l ; V = const; cn = o o ; transformarea izotermic;n = k; pVk=const; cn=0; transformarea adiabatic;n= o o ; V const.; cn=cv ; transformareaizocoric.

3.3. Amestecuri de gaze perfecte

Comportarea unui amestec de gaze perfecte este guvernat de legea lui Dalton: ntrun amestec de gaze fiecare gaz n parte se comport ca i cum ar ocupa singur

Termodinamic tehnic


45/515

.. 3.3.5. Masa molar aparent a unul amestec:Mn= Z^MjM,masamolaracomponentului f .

_lUj . _ j.(3.35)

(336);'TUl

3.3.6. Constantaamestecului: Rm = g,R , (3.37)LksKJRm=lM .LSL] (3.38)

M [kSKjk j i r k j i constanta componentului i; RM constanta universal a:gKj L nol 'KJUgazelor perfecte; RM=8,314 kmolK

3.3.7. Presiuneapapal: p j=pm i33.8. Cldura specific a amestecului

kJ l cldura specificmasicacomponentuluii.

(3.39)kJ


46/515

MmmMemlulmeemleBilifUli dltre diferiteli uufti f i di narai*

fal F itelfflfflHlfflffl

Io 9 , S


47/515

4 4.43 6 8 Ws [kJ /kgK]

Termodinamic tehnic 51


48/515

O cretere infinitmiica teraperaturiiiaburul saturat uscat provoac trecerea aburuluin domeniul de supranclzire, n timpceo micorare infiniteziraala temperaturii provoaccondensarea lui parial ( transformarea n abur saturat umed). Aburul suprasaturat uscatreprezint ostarelimit ntre aburul saturat umed i celsupranclzit. Mrimile de stare ale aburului saturat uscat pot fi determinate direct din tabelele deabur sau prin calcul din urmtoarele relaii:Entalpia: h" =h'+r= h'+/?+ [J/kg]

Energia intern: u"= u' + r [J/kg]Entropia: s=s'+ [j/kgK];

*unde h',u',s'sunt mrimile de stare respective ale apei la saturaie; h",u",s" mrimile destare respective ale aburului saturat uscat;i =p(v"v'),respectiv( cldura ) intern i(cldura)extern de vaporizare; T, temperatura de saturaie.

Cldura necesar pentru producerea unui kilogram de abur saturat uscat este dat derelaia: P= P * =r =h"h 0 [J/kg] *Pentruvaporizare la presiuneconstant/vp, =h'h 0 =(u'u0)+p,(v'v0) [J/kg];r= h"h' = (u"u')+p8(v''v') [J/kg],

n care: simbolurilecu indiceleose refer la mrimile de stare ale apei la temperatura de 0C i presiunea ps; q& cantitatea de cldur necesar pentru a aduce apa de la 0 C la

52 Manualu l ofieruluim ecanic


49/515

Volumulspecific: vx = v' +x(v"v')Entalpia: hx =h'+x(h"~h') h'+xr [J/kg]Energia intern:ux u'+x(u"u')=u'+xr [J / kg]Entropia:sx=s' +x(s"s')= s' +x [J/kgK]

8

Pentrupresiunipn la circa 25 bar i pentru valori ale titlului apropiate de unitate sepoate utiliza formula aproximativ: vx .xv".Pentru vapori de ap lap 0,75, coeficientul adiabatic kse poatecalcula cuexpresia:k 1,035+0,Ix.

Nu este indicat transportul aburului saturat umed la distane mari, prin conducte,datorit coeficientului mare de transfer de cldur = 4000 7000 W / m 2 K ,ceea ce duce lapierderi mari decldur prin condensare. Aburul saturat umed este foarte mult ntrebuinat nschimbtoare de cldur. Mainile de for moderne sunt alimentate cu abur supranclzitcare devine umed n ultima parte ( cea de joaspresiune)a mainii, ca urmare a destinderiiacestuia ceea ce constituie n mare inconvenient, ntruct duce la uzura rapid sau chiar ladistrugerea mainilor ( eroziunea paletelor la turbine).

Aburul supranclzit este aburul a crui temperatur este superioar temperaturii desaturaie corespunztoare presiunii la care se gsete. Diferena dintre temperatura aburuluisupranclzit ( temperatura de supranclzire) i temperatura de saturaie se numetegrad de

cu ct acest grad este mare, cu att aburul are o comportare mai

Termodinamictehnic 53


50/515

fiind atinsedeaburulsaturatuscat,n jurul punctului critic, valoarea cldurii specifice tindectre infinit Pentru aburul adiabaticsupranclzit,exponentul adiabatic are valoareak=1,3.

Aburul supranclzit se obine prinnclzireaaburului saturat uscat ntrun schimbtordecldur,numitsupraSnclytor.

C p f k c l / k g g r d ]

M5 W O I S O m 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 i S O S O Q t i ' C ]

54 Manualuleforuluimecanic


51/515

Este utilizat pe scar larg n maini de for cu abur (turbine, maini cu piston), ntructcreterea gradului de supranclzire determin o cretere important a randamentului mainii.Pentru transportul la distan princonduct,se recomand ca aburul s fie uor supranclzit,deoarece pierderile prin condensare sunt, n acest caz, foarte mici sau chiar nule, datoritcoeficientului su de schimb de cldur mult mai micdect cel al aburului saturat.

Dup valoarea presiunii se deosebesc: abur de joas presiune, abur de medie presiune,abur de nalt presiune i abur la starenotraal.

Aburul de joas presiuneare presiunile cuprinse ntre l i 12 bar i temperatura pn la300C.Aburul de medie presiuneare presiuni cuprinsentre12 i 50bari temperaturi de 300

450 C.Aburul de nalt presiune are presiuni mai nalte de 50 bar i temperaturi ce depesc450 C. Presiunea ajungenmod curent la 250bar,n unele cazuri atingnd chiar 370 bar, iartemperaturase ridicuzualia540570Cuneori chiarpnla650C.

Aburul la stare normal are presiunea de 760 mm Hg i temperatum de 100 C.Entalpiaaburului normalesteho =2674,2/tU/kg.3.5.Aerul

Aerul este amestec de gaze i vapori de ap care constituie atmosfera Pmntului.Dup caracteristicile fizice se definesc urmtoarele tipuri de aer: aer uscat i aer umed.

Aerul uscat este aerul lipsit complet de vapori de ap, n compoziiasa intrnd azotul,

Termodinamictehnic 55


52/515

Tabelul 3.5 ( continuare)Mrimea

TenpcntutficnticFteitoeacriticDeufeieccritic

Simbolul

t)PerPer

UJMLc(K)MP.kgfcT

Valoare*w 140i7(132,45)3,765754

310

Observa.

Tabelul3.6.Citespecific aaerat*uscatlaprerfBe)BstJMitc,[kj/kgK]TBpcntra

M200250300400500

Preshmea[b j0 8131,0061,0061,0071,0151,030

9031,0431,0271,0211,0221,034

98,13

1,745UI1,1621,0661,073

Cldura specific a aerului uscat la presiuneconstantsedetermincurelaia:c.=657+1,47710-*T-02U*-W-*T2 fgJ/kg-K],

F L J

Termodinamic tehnic 49


53/515

/ 2 3

Termodinamic tehnic _ 57


54/515

Bibliografie

[1].V.A.Kirillin,.a. TermodinamicaEditura tiinific iEnciclopedic,Bucureti, 1985

[2].B.Popa,C.Vintil Termotehnici Maini TermiceEditura Didactic iPedagogic,Bucureti, 1977

[3].D.tefnescu,M.Marinescu, TermogazodinamicaTehnicI.G anea EdituraTehnic,Bucureti, 1986[4],Al.Dnescu,D.tefnescu,.a.,Lexicon de Termodinamic i Maini Termice vol. I

EdituraTehnic,Bucureti, 1985


55/515

TEORIA NAVEI

4.1.FlotabilitateaPentru unele categorii de corpuri, printre care i navele, capacitatea de a pluti, numit i

flotabilitate, reprezint una din cele mai importante caracteristici.Rotabilitateanavei se bazeaz pe aciunea permanent a celor dou fore menionate nfg.4.1.a) fora de greutate a navei sau deplasamentul , care este rezultanta forelor de

greutate ale prilor componente i a ncrcturii navei, aplicat n centrul de greutate ali G )

Teoria navei


56/515

Conformfig.4.L unghiul deasietse poate determina cunoscnd pescajele provadpvipupaJppale navei i lungimea acesteia:

jn pp CA* /A A\r = ; (4.4)

(4.5)

pescajul mediu al navei va fi:

Banda navei se determin, de regul, cu ajutorul nclinometrului. Din ecuaia deechilibru rezult c orice variaie adeplasamentului,a greutii specifice a apei n care navanavigheaz sau a poziiei unor greuti la bordul navei conduce la schimbarea poziiei iniialea navei n raport cu suprafaaapei, deci la schimbarea pescajelorprova,pupa i mediu i aunghiurilor de nclinare ale navei.

Astfel n cazul variaiei greutii specifice a apei, variaia de pescaj este:

(4.6)^ is unde,,7 suntgreutile specifice a apei n care nava urmeaz s navigheze i a celei ncare ea navigheaz:

v este volumul navei, corespunztor deplasamentului ei;S suprafaa ariei de plutire;T u valoarea deplasamentului unitar pentru greutateaspecific .

Variaia unghiurilori seconsider n acest cazneglijabil,n cazulambarcriigreutilor mici (sub 1015%din deplasamentul navei) pentru

Manualul ofieruluimecanic


57/515

planul de nclinare. Centrul de curbur al traiectoriei centrului de catena ( carepoate ficonsiderat fix) se numetemetacentru, iar raza de curbur raz metacentric.n acest cazmomentul de redresare va fi:

(4.8)Distanta h = r a de la centrul de greutate la metacentru senumete nlimemetacentric.

Valoarea razeimetacentriceeste:r /./v,unde /este momentul de inerie fa de axa central (axa perpendicular pe planul de

nclinare al navei i care trece prin centrul de greutate al suprafeei de plutire). Momentul de

inerie minim al navei, este cel corespunztor axei centrale longitudinale,deci nava are ceamai mic stabilitate n plan longitudinal. Cele dou raze metacentrice principale vor fi:r = Ix/v raza metacentric transversal i R Iy/\/raza metacentric longitudinal.(R >);corespunztor,H 'h ,H=Ra i h=ra.Rezult c dac nava este stabil n plantransversal, ea va fi stabil n oricare altul; de aceea n practic se studiaz numai stabilitateatransversal a navei.

Deoarece forma i mrimea suprafeei de plutire ca i volumul navei depind de pescaj,razele metacentrice vor depinde i ele depescaj,pentru navele obinuite acesteadescrescndodat cu creterea pescajului. Funcie de poziiile relative ale punctelorMi G, echilibrulnavei poate fi:

stabil, n cazul cndMeste deasupra luiG,decih>0; instabil, n cazul cndGeste deasupra luiAf,decih


58/515

ixmomentulde inerie fa de axa centralilongitudinalia suprafeei libere alichi duluidin tanc; deplasamentul navei.

Influenasuprafeelor libere este decintotdeauna negativi nu depinde de cantitateade lichid din interiorul tancului cidoardegreutatea specifica acestuiaidemr imea iforma suprafeei l ibere, in practici limitarea acestei influenetrebuie sisefaci deci prinreducerea la minimum a suprafeelor libere realizai prin presarea tancurilor, consumullichidelor de aceeai naturi numaidintrunsingur tanc, uscareasantineloretc.

4.3.Noiuni de dinamica navei4.3.1. Rezistena la naintare a navelor

Fora cu care mediul exterior se opune deplasrii navei reprezini rezistena totali lanaintare R.

Avnd n vedere ci navele comerciale obinuitese deplaseaz la suprafaa de separaiea dou raedii, apa i aerul, fiecare din acestea vor influena rezistenatotali.Rezistena la naintare este formai din componente, considerate independente:+Rap+Rae r+Rvm (4.10)a.Rezistena de frecareRt.Aceasta sedatoretevscozitiiilichidului care conduce la



59/515

opus de ap naintrii navei,num itrezistena de val.La navele cu poriune cilindric suficient de extins valurile se, formeaz numai la

prova i lapupa,distingjndusedou grupe mari de valuri: grupul valurilorprova; grupulvalurilorpupa.

50

403020

p

Pen c b

valurilori suntanumit

8 aniBig.4.3. Influena rugozitii i a depunerilor pecarenasupra rezistenei la naintarea navei

Fiecare din aceste grupuri secompun la rndul lor din dou tipuride valuri:

valuri divergente; valuri transversale.Forma i mrimea

depind de viteza naveintotdeauna aceleai la ovitez ( fig.4.4)

Valurile divergente se propagdup o direcie nclinat cu 18 20fa de direcia de micare a navei;ele se ndeprteaz treptat de nav,micornduse i lsnd locul

valurilor transversale.Valurile transversale apar la

viteze mai mari ale navei, crescnd odat cu aceasta.Rezistena de val este determinat n principal de interferena valurilor transversale

prova pupa ale navei; n cazulinterfereneifavorabile creasta unui val corespunde cu golull il l l l l l fi i i d i i i d l fi i i M d l d

Teorianavei 63


60/515

*.=*>+*,=.Py (412)d L RezistenaapendicilorR .Este determinat de existena proeminenelor n parteaimersanavei(crme, cavaleiiarborilor portelice, aripi de ruliu, spada sondei ultrasonetc.)Rezistena apendicilor nu depete512% din rezistena carenei frapendici,ea

FIg.4.4.Sistemul devaloriatenavd'l valuri divergente prova; 2 valuritransversaleprova;3 valuri d ivergente pupa; 4valuritransversalepupa.

/

determinndusede regul prin msurri n bazinele de ncercrinprim aproximaie,

e.Rezistena aeruluiRm.Apare att datorit presiunii exercitate de aer asupra prii

64


61/515

Tabelul 4.2(continuare)Stareamrii

Gradulmrii

012345.6

789

Aspectul mrii

Calm platMreauorncreitMareancreit.Se vd rare crete albe.Se vdmultecreste albe n formare.Se vd creste albe pronunate. Marea agitat.Crete albe din val nvaLMarea agitat.Marea montat. Valurile se rostogolesc. Apa din crestele

valurilor este pulverizat de vnt

Marea foarte montat.Marea furtunoasTempest

nlimeavalurilor,m00,10,250,250,75

0,75 1,251,252,02,03,03,06,06,08,58,511,0

11,0

f.Rezistena valurilor mriiR^.Apare datoritv alurilor care lovesc nava la navigaiaacesteia pe mare agitat i depinde de poziia navei n raport cu direcia de propagareavalurilor. Determinarea ei este dificil de aceea ea se apreciaz n raport de rezistenacarenei

Teoria navei ^


62/515

maestre, iar F aria seciunii transversale a canalului navigabil, se poate considera


63/515

rezult caracteristica limit superioarB, carela turaia nominal ncarc motorul laputereaPB>Pnom; evitareasuprancrcrii se realizeaz prin coborrea turaieimotorului pn lavaloareanlcorespunztoare interseciei curbeBcucaracteristicalimit a motorului(fig.4.5).

Caracteristicile limit de funcionare ale motorului, prin care se neleg acelecaracteristici n afara crora motorul nu poate funciona timp ndelungat,sunt particulare

FIg.45Domeniuldefuncionareal cuplului motorpropulsorpentrueiidcu pas fix:

A caracteristica limitinferioar a propulsonilui;B caracteristicalimit a propulsonilui; C caracteristica limit superioar de funcionare a motorului;D caracteristica de regulator (nominal); E limitainferioar a turaiei stabile (turaia minim);F caracteristica superioar maxim de funcionareamotorului(M nom=ct);O caracteristicaderegulator( turaia maxim);H caracteristica limit inferioar de funcionare a motorului ( M = ct);Icaracteristicanominal apropulsorului;M domeniul limit de funcionare al motorului; V domeniulde funcionare al cupluluimotorpropulsor.

Teorianavei 67


64/515

deosebire de elice cu pas fix la care creterea rezistenei la naintare impune reducereaturaiei motoruluipentrufuncionarea normal a motorului; n cazul clicilorcu pas reglabil,la suprasarcini provocate de mrirea rezistenei la naintare se poate reduce pasul, astfel nctmotorul s funcioneze la turaia nominal; elicea cu pas reglabil poate acoperi deci undomeniu de funcionare mult mai mare ca elicea cu pas fix,limitat de curba limit aeliceifuncionnd cu pas zero (H ID 0),curbalimit de funcionare la pasmaxim(//ID max)icurbelelimit ale motorului ( fg.4,6) Asigirareaunei funcionrioptimea cuplului motor propulsor i a realizrii unor performane superioare de exploatare a navei impuneasigurarea unei rezistene la naintare minime att n proiectare ct i n exploatare, prineliminarea cazurilor care conduc la creterea acesteia, a utilizrii fenomenelorhidrometeorologice favorabile i evitrii celor defavorabile, astfel nct s se asigureconsumuri minime de combustibil.

Bibliografie[ }.V.Maier[2]. G h. Iurascu,.a.

Mecanicai construcia naveiEdituraTehnic,Bucureti, 1985Comandantul de curs lung n exploatareanavei maritime

Bucureti, 1974


65/515

MATERIALE, MAINIUNELTE ITEHNOLOGII

5.1.Materiale utilizate n construcia de maini5.1.1.MaterialemetaliceMaterialele metalice sunt cele mai folosite n domeniul construciilor de maini,

datoritproprietilordeosebite ale acestora. Cele mai importante proprieti ale materialelormetalice sunt prezentate n continuare.Smctura este cristalin, mrimea, forma, compoziia i orientarea cristalelor definind

Materiale, maini unebeitehnologii


66/515

Magnetismul esteproprietateaoelurilor i a altor metale de a se raagnctiza i de aatragemetalede aceeainatur.

Rezistena la uzur este nsuirea pe care o are un metal de a rezista la frecare, ngeneral,citct duritateaunuimetalestemaimatecu att crete rezistena salauzuri.Fluajul este proprietatea metalelor de a se deforma leat i continuu, sub aciunea unorsarcini constante.

Metaleferoase.Dintre materialelemetalice, cea mai largrspndire o au metaleleferoase, respectiv fontele i oelurile.

Fontelesuntaliaje ale fierului cu carbonul, cu un procent de carbon de peste 1,7% i cualte elemente ca:siliciu,mangan,sulf i fosfor.

Fontele se clasific n:Fonte brute (SR EH 10001:1993) sunt produse obinute n furnal prin reducereaminereurilorde fier. Ele servesc la fabricarea oelului i a fontelor turnate n piese;Fontele turnate n piesese obin prin retopirea unei unei ncrcturi formate din fontbrut,font i otel vechi,rezultnddupturnare piesedinfont alb sau fontcenuiedupconinutuldem angansau siliciu i dup modul de rcire.Fonte maleabile nealiate turnate n piese (SR ISO 5922: 1995) se mpart n font

maleabilneagr,fontmaleabilperlltic,font maleabil alb funcie de structura maseimetalicede baz, de forma icantitateagrafitului obinut.Oelurile surit al iajeale fierului cu carbonul n procente de0,041,7. Cu ct coninutul

70 Manuahdofierului mecanic


67/515

foarte maleabil i are o conductibilitate terdc i electric mare. Se prelucreaz uorprinachierei presare.Prin difuziunea aluminiului la temperaturi nalte n stratul superficial de la suprafaapieselordin alte metale operaienumitalilarese obine protecia acestora la coroziune.

Amestecul termit compus din praf de aluminiu i oxid de fier este folosit la sudareapieselor metalice prin procedeul aluminotermiei.

Aluminiul se folosete deasemenea la elaborarea diferitelor aliaje (AlCuMg, AlCuNi,AlMgSietc.)

Zincul (Zn) este un metal de culoare alb cu nuan albstruie. Se topete la 419 C;este casant pn la temperatura de 100 C i peste 150 C; ntre aceste temperaturi estemaleabil i poate fi laminat n foi.Dei se oxideaz, zincul se folosete nzincareaevilor isrmelor deoel, stratul de oxidde zinc ce se formeaz mpiedicnd ptrunderea coroziuniila metalul de baz. Zincul se folosete i la elaborarea aliajelor neferoase (CuZn, ZnAl,ZnAlCu)cel mai important aliaj fiind alama (CuZn).

x

Cositorul (Sn)are o culoare alb~argintiecu o nuan puin glbuie; se topete la 232 C.Este maleabil i ductil putnd fi laminat n foi foarte subiri. Cositorul nu este atacat deageniicoroziviatmosferici i de acizii organici diluai; este atacat ns puternic de baze i deacizi sulfuric i azotici, Cositorul se folosete pentru acoperirea de protecie a metaleloroxidabile ( cositorire) i pentruobinerea aliajelor ca bronzurile (CuSn),aliaje antifriciunepentru lagre i aliaje pentru lipit (SnPb)

Materiale, maini unelte i tehnologii 71


68/515

Aliaje de aluminiu ( STAS 201/280) MrciJe aliajelor de aluminiu se simbolizeaz nfuncie de felul turnrii, elementul principal de aliere i compoziiachimic, prin grupurilede litere ATN pentru aliajele turnate D amestec de formare, ATC pentru aliaje turnate ncocliil lATP pentru gtupa de aliaje Sumate sub presiune, urmate de simbolurile chimice aleelementelor coiriponeute i coninutul me d iu n procente al fiecruia, n ordineadescresctoare a acestora cu excepia aiajuui proveait din recuperri, ATO, ia care nu seprecizeaz elementele componsn'.e.Principalele aliaje de alumiiuu sunt: dualuminiul (durai) ( care conine 92%%aluminiu, 3,54,5% capra, 0,40,5% magneziu i 0,30,75% mangan); ..iluminiul( corespunztor aliajului ATSil .2 si electronul ( care conine 4% aluminiu, 3% zinc, 0,20,5% mangan i restul magneziu). Datorit cutailor lorspeciale de rezisten i a greutiireduse ele se foosescn special n industria aeronautic, de automobile i construciile denavemici i rapide sauspeciale (vedeterapide, navede agrement, vehicule pe pern de aer,ecranplane,nave pe aripiportante),

5.1.2. MaterialenemctaticeMaierialele tictuetalice ; u cpi*.tat o ' 8 < v . 4 rspndlre c industrie datorit calitilor lordeosebite privind rezistena la agenii cores.:v;, propriesilor izolante, costul relativ redus,greutimiciprrcumi ndmtt.ide ase t c o r i O m i s im ateriaemetalice.ia construciile aviJe aceste materiale se utilizeaz n special n instalaiile cutubulaturi, att pentru realizarea tubulaturii propriii zise ( instalaii sanitare i instalaii de

nalt ct i pentru


69/515

Materiale, maini unelte si tehnologii 73


70/515

h.Cauciucurilereprezint amestecuri de cauciuc natural ( polimer alizoprenului)sausintetic, cu sulf n proporii variabile, n care se mai adaug acceleratori de vulcanizare,

activatori,emolieni,inhibitori de mbtrnire, colorani.Reetele de fabricaie depind de produsele ce urmeaz a fi confecionate i de condiiilede lucru n care urmeaz s lucreze, din care cauz proprietile lorfizicochimicevariaz nlimite largi; prin folosirea unor reete speciale, unele proprieti fizice sau chimice pot f isensibil mbuntite. Cauciucurile simple sau cu inserie se folosesc ca garnituri, alteelemente de etanare(buce,simeringuri,burdufuri) sau ca tuburi flexibile ( la presiuni maricu inserii textile sau metalice).

i. Eboniteste preparat din cauciuc cu un procent mare de sulf care o face rigid.Ebonit are bune calitiizolantei o stabilitate termic ridicat, fiind n schimbcasant.

n afara materialelor menionate, n instalaiile navale se utilizeaz i alte materiale cade exemplu cartonul, psl, vatamineral, pluta, cnepa, iuta. Gama materialelor folositeeste foarte mare ealegndusecontinuu odat cuapariiade materiale noi cu performanesuperioare.

5.1.3. Alegerea materialelor

Alegerea materialului cel mai adecvat pentru realizarea unei piese este deosebit deimportant. Dezvoltarea actual a construciilor mecanice impune utilizarea celor maiadecvate materiale astfel nct pentru unele maini sau instalaii acesta a devenit o problem

74Manualul ofierului mecanic


71/515

n tabelele 5.7 i 5.8 sunt date indicaii asupra utiilizrii unor materiale nemetalice caelemente de etanare pentru instalaiile cu tubulaturi de la bordul navelor.

Tabelul5.7.Indicaii de folosire a oelului de uz general pentru construciiCalitate

OL 00OL32

OL 34

OL 37

OL 42

OL 50

Caracteristicispeciale

SudabilCemetabil isudabil

nc cementabil,greusudabil

Necementabil,greusudabil

se poate

mbuntiri

Pentru construcii fr importan.Exemplu: parapete,pentruscri, poduri etc.Tabl subire, nituri, piese brute fr prelucrare, care nbu vor fitratate termic i care trebuie garantat o anumit rezisten derupere. Sudabil duptoateprocedeele.Profile oelbeton; piese de construcie care trebuie s fie tenace,de exemplu:uruburi, axe, inele de strngere; piese obinuite,prghii, dispozitive etc; piese care urmeaz a fi cementate, deexemplu:boluri,cepuri, buce etc.Piese supuse la solicitri alternative nu prea mari: tije, arbori cotii,manivele. Piese n micare de importan redus, de exemplu : axecare nu sunt supuse la uzur mare. Piese cu rezistena mai maredect cele indicate la OL 37. Piese presate, pinioane puinsolicitate._piese filetate, roi dinate frontale.Piese de maini supuse la solicitri mari de exemplu: axe, arboricotii, biele, prghii de comand, manivele, fusuri, precum lpentru piese trebuind s aib o duritate natural ( adic frtratament termic), de exemplu: boluri, arbori, uruburi speciale,roi dinate neclite puin solicitate, inele filetate etc.Pentru piese ca OL 50, ns supuse la solicitri mn, mai alespentru piese cu dimensiuni i greutate redus de

Materiale, maini unelte i tehnologii 75

T b l l 5 2( i )


72/515

Tabelul 5.2( continuare)

Denumirea

Oel carbon destinattablelor groase de cazane i recipiente subpresiune pentru temperatur ambiant i ridi

cat STAS 2883/388Oel carbon pentruevi fr sudur de uzgeneral , . ^.' . '. '.

Marca

K 41K 47K 52

OLT 35OLT 45OLT 65

Coninutulde carbon%

0,220,220,24

0,090,160,17 0,240,400,50

Rezistena

de rupere latraciuneRdaN/mm2415047565262

354565

Starea delivarareLamiinatIdemIdem

NormalizatIdemIdem

SudabilitateaBunBunBun

BunBunBun

Tabelul 5.3.Indicaiideutilizareaoeluluirezistent lacoroziuneirefractar(STAS35838J)Marca12Crl30 ntrebuinareaPiese cu plasticitate mrit care se

supun solicitrilor de oc (ventilepentru piese hidraulice, paletepentru turbine cu abur i turbinehidraulice, articole pentru uz casnic,tije de piston), produse care se

Caracteristici

Rezistent n medii care coninsulf. Temperatura la care

ncepe oxidarea intens 750C. Temperatura de lucru subsarcin 500 C cu funcionarede foarte lung durat.

ObservaiiRezistena maximcontra coroziunii seobine prin tratamenttermic ( clire irevenire) i prin lustruire.



73/515


Denumirea

Bronz cu aluminiu cuadaos de fier pentruturntorie

Bronz cu aluminiu cuadaos de fier i nichelpentru turntorie

Bronz cu aluminiu cuadaos de manganpentru turntorie

Marca

CuA19FeTC u A l l O F e T

CuAl 9 Fe 5Ni 5 T

C u A l l OMnT

Rezistenade rupere

la traciunek g f / m m 2min.40

44

49

5464

1449

Indicaii de utilizare

Rezistent la coroziune i la aciunea apei de mare.Piese turnate pentru locomotive; armturi

Rezistent la coroziune i la aciunea apei de mare.

Piese turnate pentru construcii navale, pentruindustria chimic i alimentar, n special pentruarmturi rezistente la acizi i avnd rezistenmecanic mare.Rezisten mecanic ridicat i rezisten bun laaciunea apei de mare i a acizilor. Piese turnatepentru industria chimic, alimentar, petrolier,minier i de construcii navale; roi dinate, melci iroi melcate, armturi pentru abur supranclzit, piesede uzur, saboi de alunecare;elicinavale.Rezistent la coroziune i ap de mare. Armturi, piesemrunte, piese supuse la eforturi mecanice; roidinate, melci i roi melcate; piese pentru industriachimic.

Tabelul5.5. Indicaii de utilizare a aliajelor cupruzinc ( a la m e )

Materiale, maini uneltei tehnologi5.6. pentru alegerea materialului


74/515

Tabelul5.6.Indicaiipentru alegerea materialuluicuzinetuluiLagrul destinat

pentru:Transmisii

funcionarecontinu

funcionareintermitentMainiunelte

Maini deridicat(roii tam buri)Maini electricen1500rot/m inMotoare cu ardereintern arbore cotit,biel, manetonTurbine

b

Valori maximeadmisibilev,m /s

3,001,506,002,006,000,500,15

1,000,15

P,daN/cm340515100620

640020...50

6,0

1,52,52,0

1010

150

6012012

12755...130

125 ...2506060

815

FusuluiOLOLOLOLOLOLOL

OLOLOL

OL

OLOL

OL clit

OLOLOL

OLOL

OL li

^ Materialulcuzinetului

Fc ASAS670779Fc A STAS 670779

YSn 80STAS20273Y Sn S3 STAS 20273

CuSn14(N)STAS 197/276Material plasticMaterialplasticMaterial plasticMaterial plasticCuPb 5 Sn 10 STAS 151275; Fc

ASTAS670779CuPb 5 Sn 10STAS 151275

Fc A STAS 670779CuSN 14 N STAS 197/276

Material plastic

YSn83 STAS 20273YSn 80 STAS 20273

CuPb 5 Sn 10 STAS 151275

CuPb 5 Sn 10 STAS 151275YSn 80 STAS 20273

C Pb 5 S 10 STAS 1512 75

Raportul

B/D

1...2

U...2

0,8...1,8

0,8...1,50,45...0,900,50... 0,800,8...1,250 8

78 Manualul ofierului mecanicT b l l


75/515

Tabelul 5.7(continuare)Materialul garnituriiPoliclorurade viniiA z b o a l u j iniuAzbest cu nveli din oelcarbon

Azbest cu nveli din oelaliatOel carbon ( cu coninutredus de carbon)

Oel aliat

Mediul

Gaze, vapori corosiviSoluii de acizi ibazeProduse petroliereAburAer, gaze, vapori neutriProduse petroliere necorosiveAburAer,gaze, vapori neutriAcid sulfuric concentrat

Soluii de baze, amoniacProduse petroliere necorosiveVapori i gaze corosive

AburAer, gaze, vapori necorosiviAcid sulfuric concentratSoluii bazice, amoniacProduse petroliere necorosive

AburGaze i vapori neutri sau corosiviProdusepetrolierecorosive sau necorosive

p,daN/cmz6640

100

100

150

64400

64400

t,C505060

300450450

50

450450450

47547550550475

550

Tabelul5.S.Materialepentrugarnituri utilizate la etanarea dintre tij i capac

Materiale, maini uneltei tehnologii 79Tabelul 5.8 ( continuare)


76/515


Materialul

sau denumireagarnituriiAzbest cu fire desrra cupru moaleimpregnat cu pastantifriciune grafitati lubrifiant. Pe cele3 fe e inact ive al einelului se nvcletecu estur de azbestc a u c i u c a t .Past de fibre deazbest grafitat ilubrifiani ( ulei decilindru)

estur cauciucat

Bumbac impregnatcu glicerina namestec cu spun

Caracteristici

MoaleTareMoale

Moale

Moale

Moale

SeciuneaPtrat:1350mmsau5 10 mm

Ptrat

Rotund

Tipulnur mpletit cu20% fire de

bumbac; mpletitcusrm moale decupru: cu untaron;cu mai multetoroane

Inel din estu

r,cauciucatprin presare

nur mpletit cu un taron; cu mai multe

Observaii

Se folosete la abur, ap, produse petroliere,fluide chimice necorosive pentru azbest icupru, la presiuni pn la 140 daN/cm itemperatura maxim de 450 C.ntlnit la cutii de etanare.

Se folosete la garnituri pentru conducte cumufe pentru ap i abur lapn= 20 daN/cmi t u = 300 C; pentru pcur, motorin,uleiuri minerale lat u m 120 C ipn = 16daN/cm 2.Se ntlnete i la cutii de etanarefr ntreinere n condiii grele de montare.Se folosete la garnituri pentru cutii de

etanare pentru ap, soluii de NaCl, CO2,N 3 etc., la presiunea de 100 daN/cm 2 itemperatura de 60C. Pentru aer mergepn la presiunea de 250 daN/cm itemperatura de 40C.Folosit la garnituri pentru cutii de etanarepentrubenzin, petrol lampantetc.,pn lapresiunea de 10 daN/cm 2 i temperatura de



77/515

5.2.Masni unelteMainleuneltesunt maini de prelucrare prin achiere ( strunguri, maini deburghiat,

maini demortezat,maini de rabotat,maini de lustruit, etc.)caredetermin dimensiunilepieselor precum i calitatea suprafeelor prelucrate.

Tabelul 5.9. Maini unelte. Particulariti constructive i funcionale

Maina unealtStrungulMainide burghiatMaini de zencuit(strunguri, maini degurit)Maini de alezatMaini de guritStrunguri

Maini de filetatMaini de frezatMaini de rabotat

Felul micrii

RotaieRotaieRotaie

Rotaie

RotaieRotaieTranslaie

l

Organul care execut

micareaPiesa de prelucratBurghiulPiesa ( pentru strunguri)Burghiul ( pentru mainide gurit)Cuitele (pentru maini dealezat)Burghie (pentru maini degurit)Piesa pentru strunguriPiesa de prelucratFrezaPiesa de prelucratC i l

Operaia de prelucrare

StrunjireBurghiereOperaii de zencuire:lrgire, adncire, teire,lamarei centrare.Alezare

FiletareFrezareRabotare

Materiale, maini unelteitehnologii 81Tabelul 5.11. mainilor de gurit


78/515

Tabelul 5.11.Clasificareamainilor de gurit

Dup moduldeacionare

Dup poziia axuluiprincipal

Maini de guritmanuale

Maini de guritmecanice

Maini de gurit de banc

Mainide gurit de pieptCoarbaVrilaFixe ( Mainadeguritradial)Portative

Verticale ( Maina de gurit cu coloane)

electriccu aer comprimat

Orizontale( Maina de guritlde alezat)

5.3.Tehnologii5.3.1. Prelucrri prinachierePrelucrrile prin achiere sunt operaii de modificare a dimensiunilor piesei prin

desprindere de material sub form de achii. Prelucrrile prin achiere pot fi de degroare ide finisare. Prelucrrile de degroare permit obinerea dimensiunilor apropiate ale piesei,rmnnd un surplus de materiale care urmeaz a fi ndeprtat prin prelucrrile de finisarecare conduc la obinerea dimensiunilor nominale cu tolerane admise precum i o anumitcalitate a suprafeelor prelucrate.

82 Manualul ofierului mecanic5.3.1.2Gurirea


79/515

Este operaia prin care se obin guri ptrunse sau nfundate folosind sculeachietoare:burghie,adncitoare,cuite de strung.Burghierea este operaia degurireexecutat cu ajutorul burghielor.Se efectueaz ngeneral mecanic la maini de gurit, strunguri, maini de frezat, alezat. Dac operaia deburghierese execut la maina de gurit ( cu coloan, radiale,de mas) piesa de prelucratrmne imobil i burghiul execut micarea principal de rotaie precum i micareasecundar de avans, rectilinie. La mainile de frezat,piesa fixat pe masa mainii executmicarea rectilinie de avans, iar scula execut principala micare de rotaie. La strungurileuniversale, piesa de prelucrat execut principala micare de rotaie, iar burghiul, fixat npinolappuii mobile, execut micarea secundar de avans , rectilinie.

Tab elul 5.13.Vitezedeachierepentru burghiere la maini de guritAv ansul s, m m /rot,turaia n , rot/min

Materialulde prelucrat

Oel carbon de construcii,


80/515

de centruire pentru a se obine pe feele frontale guri de centrare. Mrimea gurii decentrare se alege funcie de diametrul exterior al piesei prelucrate, de masa piesei respctive,precum i de forele de achiere.

Orientativ pentru pieselecilndricediametrul gurilor de centrare(d)se alege funcie dediametrul(D0)a piesei de prelucrat astfel:

DO, mm266161632

3256

d, mm0,5 ;0,63;0,8i;1,25

1,6;2

2,5;3,5

DO, mm568080 120120 150

peste 150

d,mm4; 5

6,3;810

10

5.3.1.4.AlezareaEste operaia de prelucrare prin achiere executat la strunguri normale, maini de

gurit, maini de alezat folosind alezoaresau cuite de strung pentru a se obine o anumitprecizie dimensional a formei geometrice precum i o anumit calitate a suprafeelorprelucrate. Pentru aceast operaie piesa este fixat iar sculele de alezare execut micareaprincipal de rotaie i micarea de avans. Datorit costului ridicat al alezoarelor acestea seutilizeaz pentrudiametremici, iar pentrudiametremari se folosesc cuitele.

Tabelul5.14.Avansuriivitezedeachierepentrualezare


Tabelul 5. 15.Viteze deachierepentrufiletaremecanic cutarorii filiere


81/515

Materialulpisei de filetat

Font i oel durFont i oel moaleBronz i alam

Diametrul filetului, mmpn la 3 310 peste 10

Viteza de achiere v, m/min1,522347

2335810

35681015

5.3.1.5. Frezarea

Frezareaeste operaia de achiereexecutatpe maini de frezat, folosind scule numitefreze. Micarea principal este de rotaie executat de frez iar micarea de avans(longitudinalsau transversal) i vertical este executat de pies sau de scul.

Dup forma suprafeei prelucrate se deosebesc: frezare plan, frezare rotund, frezareprofilat. Frezarea plan se face cu ajutorul frezelor cilindrice , frontale, cilindrofrontale,disc. Frezarea cilindric se execut cu suprafaa lateral a frezelor i se folosete la

prelucrarea suprafeelor plane. Pentru obinerea suprafeelor cu profil identic al dinilor frezeise folosesc freze cu profil sau freze combinate, operaia de prelucrare numinduse frezareprofilat.

Bibliografie


82/515

REZISTENA MATERIALELOR

6.1. Terminologie i notaii

Principalii termeni privind rezistena materialelor i simbolurile specificeutilizate suntstabilii de STAS196381(tabelul6.1).

Tabelul6.1.Terminologia utilizat n rezistena materialelor(extrasdin STAS 1963 81)Nr.cri. Termen. Simbol Definiie


Tabelul


83/515

Tabelul 6.1(continuare)Nr.crt.

Termen. Simbol Definiie

11

12

13

14

15

16

17

18

Element finit

Flambaj

ncrcare (sarcin)F, P

ncovoiere

ntindere(traciune)Limit decurgere,c,cLimit de elasticitate, ,eLimit de proporio

Elementul de form simpl, plan sau spaial, utilizat ladescompunerea pentru calcul a unei structuri de rezisten ntrunansamblu de componente discrete, n interiorul crora se admite olege simpl de deformare, iar legtura ntre elemente estedeterminat de condiiile specificate pe conturul elementelor, nconcordan cu cerina de continuitate a structurii.Modificarea configuraieigeometrice stabile a unui corp solid subaciunea unui sistem de fore sau sub alte aciuni care pot fi reduse la

un sistem de fore.Fora sau sistemul de fore, care acioneaz asupra unui corpdeformabil.Fora sau sistemul de fore, care acioneaz asupra unui corpdeformabil.Solicitarea de extindere uniaxial sau biaxial produs ntrun corpde momentelencovoietoarecare acioneaz n seciunile corpului.Solicitarea produs ntrun corp de dou fore coaxiale, egale idivergente.Tensiunea la care ntrun material apar deformaii plasticesemnificative.

Tensiunea maxim pn la care materialul are o comportare elastic.

Tensiunea maxim pn la care deformaiile specifice suntproporionale cu tensiunile

Rezistena materialelor 87

Tabelul 6 1 ( continuare)


84/515


Nr.

crt.25

26

27

28

29

30

31

32

Termen, Simbol

Moment static alseciunii ( moment alseciunii fa de o ax),S,SX,SV.Oboseal

Raz de inerie,ix,i^Rsucire(torsiune)Re aciune

Relaxare

Rezisten

Rezisten la oboseal

DefiniieCaracteristica geometric a seciunii exprimat prin suma produselor

ntre elementele de suprafa ale seciunii i distanele acestora laaxaconsiderat,situat n planul seciunii:Sx = JydA; Sy J xdA

A A

Fenomenul complex care se manifest prin micorarea capacitii derezisten la rupere a unui material supus la solicitri repetate.

'*=\I*1 A' y=ylyAA aria seciunii transversale

Solicitarea produs de un moment de rsucire care acioneaz nplanul seciunii considerateFora sau cuplul de legtur n punctele de rezemareale unui corpsolidScderea n timp a tensiunilor ntrun corp solicitat, atunci cnddeformaiatotal a corpului estemeninutconstant.Capacitatea unui material de aechilibra,pn la o anumit limit aintensitii forelor interioare, aciunea unui sistem de fore sau alteaciuni care pot fi reduse la un sistem de fore.

Valoarea maxim a tensiunii la care o epruvet rezist la un numrd t d i l i d li it



85/515


6 2 Calcule de rezisten la solicitri statice


86/515

6.2. Calcule de rezisten la solicitri statice

6.2.1. Relaii principale de calcul pentru solicitri simple

Aciunea unui singur efort, n seciunea unei bare, provoac o solicitare simpl, ntabelul6.2,', a) sunt indicate relaiile de calcul corespunztoareacestora,precum i pentrutensiunile care apar n straturile superficiale a dou corpuri aflate n contact.

< * * * " 'Tabelul 6.2. a).Relaii de calcul pentrusolicitrilesimple

Solicitare

ntindere i compresiune

t

Forfecare *

Orientarea sarcinii n raportcu seciunea(schia) Relaii de calcul pentruverificare

N,t,c= a t_ aTT AM


Tabelul b (continuare)


87/515

Tabelul 6.2.b (continuare)Forma corpurilor n

contact

Raza echivalent Forma i dimensiunile

zonei de contact

Tensiunea de contact

maximContact punctiform

Sfer frpe plan *C(\ R= o o R'V < < 3 / 2 ) F r / E n 1.2 coeficienii Poisson aimaterialelor;E I.2 modulele de elasticitate

longitudinale ale materialelorContact liniar

Cilindru pe cilindru cugeneratoare comune

(exteriorsau interior)Cilindru pe plan

A se vedea cazurilesfer pe sfer

A se vedea sfer peplan

' / j

b J f r / X F / l X r / E ) ^_ / 1 F ESemnul tensiunilor se stabilete n funcie de cel al forelor i momentelor n seciune.

Prin convenie se consider pozitive eforturile orientate fa de seciune ca n fig. 6.2.

l m


Tabelul 6.3 (continuare)


88/515

( )

Seciunea

y A W & b/ h 1r j 0,140r2 0,208

Momente de

inerieaxiale,MzI**Iy~~2~bh3/ z~ r1,50,1%

0,231

r 20,2290,246

Module de

rezisten lancovoiere,W Wvvv z'.f' . ,30,2630 67 40,2810,282

Moment de

inerie polarL,,r

^ 36

0,2990,299

80 07O07

Modul de

rezistenpolar,V

r

2bh3

10

0,313

0 13oo

0,333

0,333

n caz c o bar este supus nclzirii de la temperatura to la temperatura t j , iardilatarea ei este completmpiedicat,n ea se produc eforturi unitare de compresieune, datede relaia:

unde c este coeficientul de dilatare termic liniar, caracteristic fiecrui material, dup cumse poate constata din tabelul de mai jos:

Materialul oc grd l



89/515

2. Teoria a a, adeforraaiei maxime; admiteMech =0,35M, +0,65^Mf+Mf Wz a*

3. Teoria aI a/efortuluiunitar tangenial maxim, conduce la :*=V2+4r2


90/515

p , , f MIN fn care: P{sarcina critic de f l amba j ; / momentul de inerie minim alseciunii barei;lflungimea de f la m b a j .Conform cazurilor din fig.6.3, /fse exprim n funcie de lungimea barei i de modul desprijinire, astfel:

ncastrare liber(fig.'6.3,1)/ f=2Larticulaie dubl ( fig.6.3, ) /f= L ncastrare articulaie(fig.6.3, I) lf= L/Jncastrare dubl( fig. tf,3,IV) l f=U2Se definete coeficientul de zveltee al barei = lf / i^,

deinerie a seciunii; A aria seciunii.

P F F

unde i = ^ / I ^ / A este raza


Aceste formule dau mrimea numit efort unitar critic de flambaj. Raportul


91/515

f j pc = O K/c,undesceste efortul unitar de compresiune, senumetecoeficient de siguran la

flambaj care trebuie s aib valoareaimpus(n caz contrar, se mrete seciunea barei).

6.3. Calcule de rezistent la solicitrivariabile

Fig.6.4. Diagrama de variaie a tensiunilorntimp amplitudinea efortului unitar: v =

fi i l d i i l i l l i R

Organele de maini sunt, n general,supuse la solicitri variabile n timp,

diagrama devariaiea tensiunilor avnd, decele mai multe ori, un caracter periodic( fig6.4).

O perioad complet a acestei variaii,de exemplu ntre ACB, formeaz un ciclual solicitrii variabile, acesta caracteriznduseprin:

efort unitar maxim ; efort unitar minim ; efort unitar medium.m=(mx +nin)/2;(^^/2


felul solicitrii ( ntindere, ncovoiereetc.); coeficientul de asimetrie al ciclului;


92/515

mediul de lucru; regimul de solicitare ( static sau variabil).

Tabelul 6.5.Cicluri de solicitri variabile

Schia Categoria

Solicitare static,considerat ca uncaz particular alciclului oscilant

Ciclu oscilant(cazgeneral pentru solicitri variabile)

Ciclu pulsant (cazparticular al cicluluioscilant)

Caracterizat prin valorileOpT jU, ,,

m=in>0

m>0 a >0

0W=0

m , v

^m~ ^maot~~"jnuv=0

m >0 v t 0

m=v ==l/ 2 >ax

R

R = +l

0 < R < l l

R= 0


Coeficientul ^ de concentrare a eforturilorpentru solicitri dinamice se ia diagramesau se calculeaz cu formula:


93/515

unde 7keste coeficientul de sensibilitatealmaterialului ( care se d n diagrame sau tabele),iarkaresemnificaiadat ntbe./vt B5.Valorile medii y ale coeficientului de calitate al suprafeeipiesei se pot lua din tabelul 6.6.

Tabelul 6.6Starea suprafeei

LustruitRectificatFinisat cu cuitulDegroatcu cufitulSuprafeele concentratorilorsuntcementatesaunitrurate

y

0,97...0,980,93...0,950,88...0,920,80 ...0,85

1,20...1,30Regimul de solicitare ( dinamica aplicrii sarcinilor) intervine n calcul prin

coeficientuldinamic (coeficieni? de regim)d,care se poate lua din tabelul 6.7.Tabelul 6.7,

Seaplicla:

Tabelul 6.8.Relaii aproximative pentru deducerea rezistenelor la obosreal ale epruvetelor rotunde lustruite

Trad iune ncovoiere Torsiunel


94/515

Material

Oel carbon(laminat)

Oel turnat

Font obinuit

Font maleabil

AliajeuoareAliaje de cupru

i

0,315,sa u(0,70,8)0^

0,26r sau0,65_i(0,250,35)rsau

(0,50,60,28r sau0,7_

0,7_

ot

(1,5UO t

(1,51,8).,t

(1,51,8).i

(Ul i

_ jminimum!

0,44rmaximum:

Wa^^llO^saur*e ,

0,4r

' (0,40,5)r

0,4r(0,250,50)r

(0,250,50)r

"o

(1,61,8) .

(1,6W.

(l,26l,6)^

1/29/16 * '9/16*

5/6

capuluide cheie

mm7

11,1112,7

14,2915,8617,46

19,05

20,6422,2323,81

154 Manualul ofierului mecanicTabelul 7.45.Dimensiunile cheilor fixe

Dimensiuneanomi

SISTEMLAMERICANDimensiunea

nomi

Serie

REGULAR

Dia DiaLrgi

mea

Dimen

siunea

nomi

SISTEMULAMERICANDimensiunea

nomi

Serie

REGULAR

Dia DiaLrgi

mea


151/515

nal acapului decheie

nun3

3,23,544,555,567

8910li


inch3/321/65/323/16

3/32

1/ 49/325/1611/323/813/327/16

metrulfletuluideurub

inch

1/4

metrulfiletuluidepiuli

inch

1/4

capu

lui decheie

nun238

3,183,97

4,76

5,566,357,147,948,739,5310,3211,11


mm33

343536384142

4647

50525455


inch1(5/16)

1(3/8)1(7/16)1(1/2)1(5/8)1(11/161(3/4)1(13/161(7/8)22(1/16)2(1/8)2(3/16)

metrulffletuluidefub(inch

7/81\

1

1(1/8)

1(1/4)

1(3/8)

metrul

filetuluidepiuli

inch7/8

1

1(1/8)

1(1/4)

1(3/8)5

capului decheie

mm3334

34,93

36,5138,1041,2642,8644,4546,04

47,6350,852,9353,9855,56

Desen tehnic iorganede maini 155Tabelul 7.46.Filete pentru uruburi cu profil ISO i WHITWORTH

FILET METRIC NORMALDiame

trul

Pasul

filetului

Diame

trulbur

Diame

trulfiletului

Pasul

filetului

Diame

trulbur

Diame

trulfiletului

Pasul

filetului

Diame

trulbur


152/515

filetuluimm

1,21,61,71,8

2,02,2232,52,63,03,54,0

lui

7 ? m0,250350,35035

0,40,450,40,450,450,50,60,7

burghiului

mm0,951,251,351,45

1,61,751,9

2,052,52,52,93,3

filetului

mm4,55,067

89101112141618

lui

7 7 7 7 7 ?0,750,61,01,0

1,251,251,51,5

1,752,02,02,5

burghiului

mm3,74,25,06,0

6,87,88,59,510,212,014,015,5

filetului

77777720222427

3033363942454852

lui

77777)2,52,53,03,0

3,53,54,04,04,54,55,05,0

burghiuluimim17,519,5

21,024,0

26,529,532,035,037,540,543,047,0

Tabelul 7A7.Fetepentruuruburi cuprofilSOi WHITWORTHFILET METRICCU PAS FIN

Diametrul

Pasul Diametrul

Diametrul

Pasulfiietu

D i a me Diametrul

Pasulfiletu

Diame


Tabelul 7.49.Filete pentru uruburi cu profil ISO i WHITWORTH

FILET WHITWORTH PENTRU EVIRlDiametrul

Diametrul eviie teri

Nr.spirepe Diametrulguriipentru filet

Diametrulflletului

Diametrul evii

t i

Nr.

spire pe

Diametrulguriipentru filet


153/515

Bietuluiinch

1/81/43/81/23/41

1(1/4),1(1/2)

exterioare

mm

' 9,7313,1616,66

20,9626,4433,2541,9147,80

inch>

281919

1414111111

pentru filet

mm

8,811,815,251924,530,539,545

flletului

inch

22(1/2)3

3(1/2)456

exterioare

mm

59,6175,1887,88

10033113,03138,43163,83

inch.

111111

11111111

pentru filet

mm

5772,585,5

97,5110,5136161,5

Bibliografie[1]E.Diaconescu.a. Culegere de standarde de desen tehnic.

Editura Didactic iPedagogic,Bucureti 1981


154/515

MOTOARE NAVALE

8.1.Clasificareamotoarelorcu ardereinterncupiston

Motoarele ouardereinternseclasificdupurmtoarelecriterii principale:a) dupmetodaderealizarea cicluluimotor; m.a.i. In patru timi(4T), la care ciclul termodinamic serealizeazndou rotaii

complete ale arboreluicotit,ceeacecorespundelapatru cursesimpleale pistonului; m.a.i. n doi timpi(2T), la care ciclul termodinamic se realizeaz ntro rotaie a

arborelui ceea ce corespunde la dou curse simple

Manualul ofierului mecanicardere, numite imotoare circ^>incandescentsau motoaresemidiesel;g)dup metodadeformarea amestecului;

m.a.i.cuform areaexterioara amesteculuicarburant; ,m.a.i.cu formarea interioar a amesteculuicarburant;\ h ) dup moduldeorganizare & camerei deardere l m.a.L cu camere de ardere nedivizate, la care camerele die ardere sunt organizatentrun compartiment sau mai unite canale cu diametrul echivalent mai de


155/515

ntr un compartiment sau maim ulte, uniteprutcanale cu diametrul echivalent maim are de0,3 D(Dalezajulcilindrului);

m.a.i. cu camere de ardere divizate, la care camerele de ardere suntorganizate n dousau mai multe compartimente, unite prin canale cu diametrul echivalent maimiade 0,3 D(suntm.a.i.cu camere de ardere de vrtej'turbionare),antecamerecamere deaer;

i) dup fluidul de rcirefolosit*, m.a.i. rcite culichid,la care cilindrii, chiulasele i alteorganesunt rcite cu lichidede rcire; m.a.i. rcite cu aer, la carecilindrii,chiulaseleialte organe sunt rcite cu aer;

j) dup viteza medie ap is tonului}m.a.i.lente;viteza medie a pistonului este4^7 m /s;m.a.i.semirapide;viteza medie a pistonului este 6r8m/s; m.a.i. rapide;viteza medie a pistonului este8412 m /s;

Viteza medie a pistonului se determin cu relaiaw (S*nX 30; S (m) cursapistonului;n(rpm ) * turaia motorului.La motoarele cu curs superlung, vitezamedie a pistonului este 8 412 m/s, ceea ce

nseamn c ciclul termodinamicestesimilarcucel al motoarelor rapide i ultrarapide , deituraia arborelui cotit este70rlOOrpm .

Motoarenavale 159sunt m.a.c. in 2T cu pistoane opuse, nalt supraalimentate, ce produc gaze calde a crorenergie este prelucrat de turbine de gaze, Diesel compresoarele cu pistoane libere(D.K.P.L), caresunt m.a.c.n 2T c pistoane opuse, supraalimentate, ce realizeazcomprimarea unui fluid compresibil, gaze combustibile, etc.

n)dup numrulde cilindri aim otorului}m.a.i.monocilindrice,care au unsingurcilindru delucru;m.a.i. care au doi sau mai muli cilindri de lucru;


156/515

m.a.i.policilindrice,care au doi sau mai muli cilindri de lucru;o)dup dispunerearelativ acilindrilor:m.a.i. cu cilindrii n linie ( monobloc), la care cilindrii suntdispuin linie ( ntrun

bloc al cilindrilor), avnd axele geometrice ale cilindrilor dispuse ntrun plan care conine,sau este paralel, cu axa de rotaie a arborelui cotit, cilindrii aflnduse deaceeai parte aarboreluicotit;

m.a.i. cu cilindri n V (cu dou blocuri de cilindri), la care axele cilindrilor suntsituate n dou plane care fac un anumit unghi ntre ele, diferit de zero, isuntparalele sauconin axa de rotaie a arboreluicotit, i pot fi normale, dac fiecare cotalarboreluicotit estelegat la dou biele sau la o biel principal care la rndul ei remorcheaz obielet, i cucilindriiintercalai,dac fiecare cot al arborelui cotit este legat de cte o singur biel;

m.a.i. cu cilindriiopui ( cu dou blocuri de cilindri) care sunt m.a.i.n V, cu unghiuldintre planele n care sunt situate axele cilindrilor de180( motoare Boxer);

m.a.i. cu cilindri n evantai (multibloc),cu mai multe linii de cilindri ( mai multeblocuri de cilindri), cu un arborecotit, la care fiecare cot al arborelui cotit este legat de bielecare pot remorca bielete a cror numr total este egal cu numrul de linii ( blocuri) alemotoruluii, iar unghiul dintre planele axelor cilindrilor din liniile de cilindri( blocurile decilindri) extreme este mai mic de 180 ( pentru linii de cilindri trei blocuri de cilindri )


157/515


158/515


instalaii cte msur i control, comanda de ladistan, reglare automatcu limitarearegimurilor desuprasarciniautomatizare.


159/515

Motoare navale 163


160/515

164Manualul qficrului mecanic


161/515

Motoare navale 165


162/515


Tabelul 8. LDimensiunile principaleTipul

K90MCOi.45678

LImm949611096112601286217139

Amm16991699169916991699

pentru motoareleMN B&WB

mm493649364936493649364936

Emm16021602160216021602

Htm m1405014050140501405014050

H,mm

1320013200132001320013200

H,ram13070

1307013070130701307013070

Masatone752902104011961330


163/515

K90MCC

L90MC

S80MC

910111267891011124567891011124

187412034321945235471248014082156841842920031216332323595351113712739155761717818780203822198423586893410358

169916991699169916991699169916991699169916991699169916991699169916991699169916991736

493649364936493642864286428642864286428642864936493649364936493649364936493649364824

160260260260260260260216021602160216021602160216021602160216021602160216021424

14050140501405014050121051210512105121051210512105121051383513 8351383513835138351383513835138351383513 95013950

132001320013200132001205012050120501205012050120501205013200132001320013200132001320013200132001320013000

130701307013070130701190011900119001190011900119001190013070130701307013070130701307013070130701307012 870

14621597174218799301056

1 1831374150016651795776930107312351375151216531803

1946656

6


164/515


165/515

Motoare navale 169 regimul termic caracterizat de cmpul de temperatur al organelor motorului i alfluidelordelucru( gaze de ardere,ap,ulei, combustibil, aer,etc.); parametrii de reglaj ai motorului( avans la injecie, avansurile i ntrzierile la

supapele deadmisiei evacuare);C t t C t t


166/515

8.6.1.Constantacilindrului.ConstantamotoruluiP n K irilPmi l ril* 5cu f rrn ca *

Picil puterea fcdicat pe cilindru;P m i presiuneamedieindicat;n turaiamotorului; = 2,M2T; 4,M4T.Tabelul8.2.Constantacilindrului

sr\4 60

P iCP

Pmii fr 2kgf7cn2

n

rot/minD

m

S

m

K caD2c2 1 IO 4

4 60 75

2 1


167/515


168/515



169/515


170/515



171/515

500I*00'I 300

200

210


172/515


TC[%]


173/515

j65

60p sc[bar]

5.0

4.0

turbochargerefficiency

scavengingair pressure

177

8.7. Steauamanivelelori ordinea de aprindere'; ' , . . . . ^JT; t

n lucrate su prezentate motoare n 4 timpi (4T) i 2 timpr""(2$J cu^dtepoziieacilindrilorn"LINIE", n"V"i n "STEA".Notaii: = 360 RAC unghiulfuncional pentruM2T; distantaunghiular dintrem anetoane;


174/515

c g p m g

c 720RAC unghiulfuncional pentru M4T; v unghiul dintregrupuriledeeilindri;^ ^< 9 a distana unghiular dintre aprinderi.8.7.1. MotormonocQindru

R = ; S diametrul cercului descris de

axa fusuluimaneton;L lungimea bielei;

3 S

l l J_l.

2L~5,2 2,5 ' Xd~5,2'4'M4T | < p c=720RAC

l Fi 8 15


175/515

Motoare navale 1798.7,3.1.2Dispoziiacilindrilorn STEA

IA

e= 360'RAC;. 120

\ordinea (123)


176/515

C IA18.7.3.2.Motorn4T 8.7.3.2.1.Dispoziia cilindrilor n L

e= 720 'RAC0 A ==240'RACA 3} | ordinea (132)2 l ordinea (123)8.7.3.2.2.Dispoziia cilindrilor n STEA

} \

180

8.7.4.1.2. Dispoziia cilindrilor n V

Manualul o f i erului mecanic

l j ordinea (1324)2 \ ordinea (1423)


177/515

*\'V'V_ vA'8.7A1.3.Dispoziia cilindrilornSTEA ic 1 A

i \ordinea (1234)2 | ordinea (1432)B

8.3.4.2. Motor&4T8.3.4.2.1. Dispoziia cilindrilor n L

D 'A'

Motoare navale ut

8.7.5. Motoaren 5 cilindri

8.7.5.1.Motorn2T8.7.5.1.1. Dispoziia cilindrilor n L


178

Manualul Ofiterului Mecanic VOL 1

Documents

Transcript of Manualul Ofiterului Mecanic VOL 1