UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALA SI TEHNOLOGICA

CATEDRA DE INGINERIE ECONOMICA

PROIECT LA DISCIPLINA

Masini Unelte

CENTRU DE PRELUCRARE VERTICAL

COORDONATOR PROIECT:

DR. ING. PANCU RARES

STUDENT : ABRUDAN LUCIAN

AN IV

GRUPA 941

2014-2015

1

Tema de proiect

Ansamblu mecanism de avans pe axa X la mașina unealtă CPV.

Date generale:

Puterea motorului P = 20[KW]

Conul ISO 50

Turatia motorului electric n = 50-5000 [rot/min]

Rulmenti 4xZKLN 4090-2Z

Diamentrul rulmentilor d=40 mm, D=90mm, B=46mm

Surub cu bile Ø 63x10

CPV 800

X = 1000

Y = 800

Z= 630

2

Cuprins:

1. Introducere. Consideratii generale......................................................... 3

2. Utilitatea temei....................................................................................... 6

3. Descrierea masinii.................................................................................. 7

4. Stadiul actual al solutiei......................................................................... 8

4.1.Punct de vedere.......................................................................... 9

4.2.Conditii tehnice, caracteristici geometrice, functionale, avantaje. 10

5. Breviar de calcul. .................................................................................... 8

6. Eficienta economica................................................................................ 13

Bibliografie.................................................................................................... 21

Anexe …………………………………………………………………………

3

1. INTRODUCERECONDITII GENERALE

Introducerea progresului tehnic în industrie se face ca să se producă din ce în ce mai rapid, mai eficient, în condiţiile ridicării calităţii în toate domeniile. Necesitatea obiectivă de a produce cât mai rapid, cu o productivitate cât mai ridicată, a condus la o evoluţie vertiginoasă a concepţiei actuale de realizare structurală a maşinilor-unelte, care depinde în cea mai mare măsură de specificul tehnologic al diferitelor repere ce trebuie prelucrate si de volumul producţiei acestora.

Masina unealta este un utilaj pentru prelucrarea prin aschiere a pieselor metalice. Masina unealta e aceea care prelucreaza, modeleaza un semifabricat pentru obtinerea piesei finite prin îndepartarea surprusului sub formă de aschie, rezultand astfel masinile de prelucrat prin aschiere:piese metalice, piese nemetalice: lemn, mase plastic, fibre.

Maşina unealtă cu comandă numerică (MUCN) reprezintă un ansamblu tehnologic complex capabil să asigure ciclul de prelucrare (sau chiar a celui de lucru) într-un regim de funcţionare automatizat şi flexibil în baza unui program prestabilit.

C.N.C. (comanda numerica asistata de calculator) – este sistemul cel mai performant care din punct de vedere al principiului atasează controlul numeric unui calculator capabil de o logica geometrica si tehnologică.

Comanda numerică: realizează conducerea unei M.U. sau a unor echipamente de prelucrare pe baza unor informatii codificate stocate pe un suport de informatii adecvat.

Prin automatizarea dupa program numeric a unei masini-unelte CNC se intelege comanda acesteia pe baza de numere. Aceasta inseamna ca toate informatiile ce trebuie furnizate masinii-unelte CNC la prelucrarea unei piese (informatii geometrice si tehnologice sunt exprimate numeric iar masina-unealta CNC sa inteleaga limbajul acestor numere si sa execute prelucrarea piesei pe baza lor, in mod automat, fara interventia operatorului uman.

Acest lucru se realizeaza cu un echipament special cu care se doteaza masina-unealta cu comanda numerica CNC, cu care sunt transmise si prelucrate informatiile numerice .

Echipamentul de comanda numerica (CNC) se ataseaza masinii-unelte conventionale (MUC), ceea ce face posibil ca o aceeasi masina-unealta (strung, masina de frezat, masina de gaurit, masina de alezat si frezat, etc) sa poata fi dotata cu echipamente de comanda numerica provenind de la diversi producatori, dar care sa realizeze functiile masinii respective.

4

Echipamentul de comanda numerica are in componenta sa un tablou electronic si traductoarele de masura a deplasarii reale a elementelor mobile ale masinii CNC (sanii, mese, suporti) dupa diferite axe de coordonate.

Programul de lucru (informatiile de comanda) se pot introducein echipamentul NC pe trei cai:- Automat, prin intermediul benzii perforate BP de pe care informatiilesunt citite cu un cititor de banda perforata (Blocul de introducere date BID);- Manual prin intermediul unui panou prevazut cu taste, comutatoare,butoane, LCD;- Prin calculator, in cazul echipamentelor de comanda moderne,la care BID este un bloc de Interfata adecvat.

Informatiile introduse prin programul NC sunt transmise si prelucrate de catre tabloul electronic si apoi sunt furnizate echipamentului electric sau electrohidraulic al masinii conventionale care executa comenzile corespunzatoare asupra circuitelor de lucru si celor auxiliare ale masinii-unelte CNC. Pe de alta parte, informatiile privind deplasarea reala a elementelor masinii sunt furnizate de catre traductoarele de masura a deplasarii, prin legatura inversa, catre blocul de comparatie al echipamentului, care compara deplasarea reala cu cea programata, miscarea incetand cand cele doua valori coincid.

Echipamentele de comanda numerica, in general, trebuie sa realizeze functii caracteristice comenzii numerice a massinilor-unelte.

Aceste functii sunt:→ Citirea informatiilor codificate de pe banda perforata;→ Decodificarea datelor (trecerea informatiilor din forma in care sunt transpuse pe banda perforata in alte forme coduri potrivite pentru prelucrarea acestora in echipament);→ Memorarea informatiilor pentru o perioada de timp si furnizareaacestora la cerere, in momente determinate;→ Compararea datelor programate cu valorile reale ale acestor date (calculul diferentei intre acestea);→ Interpolarea datelor geometrice pentru a putea comanda un numar mare de puncte controlate la traiectoria sculei (la conturarea numerica);→ Calculul corectiei de scula;→ Conversia marimilor (din numeric in analogic); forma numerica este folosita in CNC, pentru comanda circuitelor masinii CNC fiind necesara forma analogica a semnalului;

In cazul primelor tipuri de echipamente de comanda numerica (echipamentele NC clasice), functiile comenzii numerice erau realizate cu ajutorul unor blocuri functionale. Acestea au in componenta elemente de logica combinationala si secventiala, legate intre ele astfel incat sa realizeze la iesire functia logica dorita (conversia codurilor, memorarea informatiei numerice, compararea marimilor, etc).

5

Odata cu progresele inregistrate in industria calculatoarelor electronice si scaderea pretului acestora, a devenit posibila realizarea unor echipamente NC cu minicalculatoare ingloobate (echipamente de tip CNC-Computerized Numerical Control). in cazul acestora functiile comenzii numerice sunt realizate pe baza unor algoritmi de calcul si nu prin structura hardware a blocurilor functionale.

Aceste echipamente pot fi prevazute cu blocuri de interfata in vederea legarii Ia un calculator electronic de la care sa primeasca programul de lucru prin transmisie directa; desigur asemenea echipamente dispun si de cititor de banda perforata pentru introducerea datelor pe acesta cale.

2. UTILITATEA TEMEI

Masinile unelte au aparut ca o evolutie fireasca in sensul automatizarii proceselor de productie fiind masinile cele mai produse.

Centrul de prelucrare vertical de inalta eficienta, este ideal pentru productia de masa. Masina prezinta o elevata capacitate operativa datorita APC-ului si dispozitivelor automatice pentru sisteme nedefinite, de exemplu bancurile liniare pentru paleti, etc.

Este o masina perfecta pentru productia eficienta de masa.Centrul de prelucrare orizontal este o masina unealtă cu comanda numerica cu

un grad ridicat de automatizare, care permite realizarea unor operatii pe suprafete multiple, fiind dotat cu sisteme atat pentru schimbarea sculelor cat si pentru controlul masinii.

Centrele de prelucrare vertical, privite prin prisma evoluţiei constructive a maşinilor unelte reprezintă una din realizările cele mai moderne.

Din punct de vedere funcţional centrele de prelucrare vertical se caracterizează prin următoarele particularităţi:

sunt maşini unelte care concentrază mai multe posibilităţi de prelucrare prin aşchiere;

sunt maşini unelte care funcţionează sub comandă numerica; sunt dotate cu magazii proprii de scule de diferite capacităţi;

Construcţia arborelui principal este printre cele mai pretenţioase, datorităcerinţelor deosebite şi complexităţii de reglaj atât a montajului iniţial cât şi în exploatare. Astfel, se cere:

să preia forţele pe distanţe minime axial; să asigure prestrângerea uniformă pe circumferinţă şi cu rezemare în

partea opusă; să permită reglajul prestrângerii cel mult cu demontarea parţială; să permită dilatarea liberă a arborelui principal;

6

să aibă cap normalizat pentru prinderi de dispozitive sau scule; să fie asigurată îndepărtarea căldurii, pierderi minime prin frecare;

Mecanismele de avans liniare transforma miscarea de rotatie de la un servomotor de actionare în deplasare liniara a subansamblului mobil, utilizat ca miscare de avans controlata prin CNC. Conditiile pe care trebuie sa le îndeplineasca mecanismele de avans pentru axe liniare CNC, sunt urmatoarele:

rigiditate axiala ridicata pentru suportarea fortelor axiale de avans si a fortelor dinamice de impulsionare, cu deformatii elastice sub limita “ferestrei” admise de CNC;

lipsa jocului axial al mecanismului, precum si lipsa jocului tangential între elementele de actionare servomotor si elementele de executie al subansamblului mobil;

Tipuri de mecanisme de avans pentru axe liniare reale sunt urmatoarele: mecanism de avans cu surub conducator;

mecanism de avans cu pinion.

7

Surubul conducator din cadrul mecanismului de avans al axelor liniare este de urmatoarele tipuri: surub cu bile, având frecare de rostogolire in cadrul ansamblului surub – piulita, (cu circuit lung de bile), (profilul filetului in arc de cerc sau în

arc gotic, cu circuite scurte de bile; surub bimetal, având frecare mixta în cadrul ansamblului surub – piulita si profil

trapezoidal al filetului;

Mecanismul de avans contine urmatoarele elemente: servomotorul de avans, transmisia cu curea dintata (sau ca varianta, cuplarea directa coaxiala la surubul conducator de avans prin cuplaj special elastic, dar rigid din punct de vedere torsional), surubul conducator, lagarul palier principal radial-axial, lagarul palier de sprijin radial-axial la capatul opus al surubului conducator, sistemul de pretensionare axiala a surubului conducator.

Fig. 5. Mecanism de avans

8

3. DESCRIEREA MASINII

Centrul de prelucrare vertical

Centrul de prelucrare vertical CPV se execută cu rnasa paletabilă şi cu axa de rotaţie. Ele sunt de tipul unor maşini orizontale de găurit, frezat si alezat.

Masa se roteşte continuu datorită unui motor de c.c având un mecanism de avans dublu: melc-roată melcată, pinion-coroana dinţată, pretensionat pentru scoaterea jocului sub supravegherea continuă a rotaţiei cu un traductor analogic absolut.

Blocarea-deblocarea, respectiv indexarea-dezindexarea paletei se face prin mişcarea pe verticală a mesei, coborâre-ridicare, cu acşionare hidraulică; în poziţia superioară a mesei avem deblocarea si evacuarea, primire , paleta, iar în poziţia superioară a piesei avem blocarea platou. Evacuarea şi primirea paletei pe cei doi suporţi se face cu câte un mecanism având o gheară de tragere a paletei cu acţionare prin motor hidraulic rotativ şi şurub conducator.

Centrul de prelucrare este dotat cu un magazin de scule de forma unui lanţ aşezat în poziţie verticală cu 50 de locaşuri pentru scule, acţionat de un motor de c.c. Schimbarea sculelor se face automat, prin intermediul ansamblului "transfer scule" cu mâna mecanică dublă cu trei cilindrii hidrauluici, după un program prestabilit.

Se recomandă utilizarea acestor maşini pentru piese în fabricaţie de serie mică, în regim cu comandă program numerică în plan (pe axele XY, XZ sau YZ, precum şi axa B rotaţie masă).

Maşina este destinată prelucrării pieselor de precizie, de tip carcase, având forme paralelipipedice sau forme oarecare, flanşe armături, în general piese de forme turnate, forjate sau laminate de dimensiuni mijlocii.

Operaţiile care se pot executa pe această maşină sunt: găurire cu burghiul, lărgirea găurilor, alezarea cu alezor sau dispozitiv de alezat cu cuţit, strunjirea interioară si plană, frezarea de finisare cu freze frontale, prelucrări de conturare în plan şi în spaţiu prin deplasarea frezei prin interpolare liniară sau circulară. La o prindere a piesei pe masa maşinii se poate executa prelucrarea oricarei feţe a piesei în limitele a 50 de scule cât este capacitatea magazinului, execuţia făcându-se fără intervenţia directă a operatorului, în baza programului piesei, corespunzător acestei prinderi a piesei.

Maşina este dotată cu dispozitiv electronic de protecţie automată la ruperi şi microrupturi şi control automat al uzurii burghiilor.

9

Fig.3. Centru de prelucrare vertical

4. STADIUL ACTUAL AL SOLUTIEI

Maşina unealtă beneficiază în prezent de cele mai avansate soluţii tehnice, de tehnică de calcul de ultim nivel, de organe de maşini de tip nou performante, de componente mecanice şi hidraulice avansate, astfel că este mult diferită de cea similară din urmă cu doar câţiva ani.

Caracteristic stadiului actual al dezvoltării maşinilor unelte este tendinţa spre domeniul producţiei automatizate şi flexibile, asistată de calculatoare şi reţele evoluate de tehnică de calcul.

Maşinile unelte şi modulele flexibile, pe diferitele nivele de automatizare sunt modulare, acoperind o gamă de necesităţi tehnologice opţionale din ce în ce mai evoluate, mergând pe scara evolutivă, începând cu maşina unealtă cu comandă numerică (MUCN), până la sistemele de producţie integrate cu calculatorul (CIM). Această organizare modulară permite ca, în funcţie de scopul investiţiei şi de fondurile disponibile, să se poată realiza o adaptare a dotarii cu maşini unelte după cerinţele clienţilor, eşalonabilă, evolutivă şi flexibilă.

Factorul hotărâtor în evoluţia acestora este competitivitatea extimată prin următorii parametrii:

raportul performanţe / pret; nivelul calitativ impus;

10

termenul de livrare; servicii însoţitoare; facilităţi de plată.

Variaţia aleatoare a cerinţelor pieţei şi dorinţa respectării factorilor de mai sus, în condiţiile unei calităti impuse şi constante, a dus la dezvoltarea conceptului de flexibilitate în domeniul construcţiei de maşini, dar şi în alte domenii.

4.1. PUNCT DE VEDERE ASUPRA UTILITATILOR TEMEI

Suruburile cu bile recirculabile cu un singur început cu profil semicircular, cu recircularea peste unul sau mai multi pasi, sunt organe de masini destinate transformarii miscarii de rotatie în miscare de translatie sau a transformarii miscarii de translatie în miscare de rotatie.

Suruburile cu bile care fac obiectul studiului nostrum se utilizeaza în constructia de masini unelte, mecanica fina, aeronautica, etc., actionand sanii , mese si alte organe mobile ale acestor masini, utilaje si aparate.

Notarea suruburilor cu bile trebuie să cuprinda următoarele: denumirea produsului ( surub cu bile ) diametrul surubului ( mm ) pasul filetului ( mm ) sensul elicei filetului ( stânga sau dreapta ) numărul de piulite ( prin cifre de la 1 la n ) clasa de precizie ( prin cifre: 0,1,2,3 sau 4 ) modul de asmblare al piulitei cu masina ( cu flansă sau fără flansă )

Suruburile cu bile se execută în functie de diametrul nominal si pasul nominal. Fiecare mărime de surub cu bile se poate executa în 2 variante:

o cu o piulită, atunci când se urmăreste reducerea frecării în mecanismul respective, care la rândul său poate să fie cu flantă sau fără flantă

o cu două piulite pretensionate, atunci când este necesară o precizie de deplasare si o rigiditate ridicată care la rândul său să fie cu sau fără flantăVom alege surubul cu o piulita, deoarece avem nevoie să reducem frecarea în

mecanismul necesar si o rigiditate ridicata.Durata de utilizare recomandată, a unui surub cu bile în diferite domenii este :

→ masini unelte 20.000 h→ echipamente industrial 10.000 h→ echipamente de măsură 15.000 h

4.2. CONDIȚII TEHNICE DE CALITATE

11

Prelucrarea mecanica a pieselor trebuie sa asigure realizarea dimensiunilor, tolerantelor, rugozitatii si a conditiilor tehnice corespunzator documentatiei de executie conform standardelor in vigoare.

Toate piesele vor fi din otel carbon de calitate, vor fi tratate termic conform desenelor de executie, trebuie sa fie lipsite de fisuri, microfisuri, stratificari si neuniformitati, de duritate in afara limitelor admise de documentatia de baza.

Operatiile de finisare ale suruburilor si piulitelor se executa in incaperi termostate, limitele maxime admise ale variatiei de temperatura in incaperile de lucru sunt indicate in functie de clasa de precizie (pentru IT1→1°C; pentru IT3→2°C; pentru IT5→4°C; pentru IT7→6°C; pentru IT 10→10°C).

Suruburile cu bile sunt produse nerecuperabile.Diametrul nominal este diametrul teoretic al cilindrului care contine centrele

bilelor care sunt in contact cu surubul si piulita in punctele teoretice de contact.Pasii sunt deplasarea piulitei in raport cu surubul la o rotatie egala cu 2πrad.

Pasul nominal este valoarea pasului utilizata pentru identificarea surubului cu bile.Deplasarea nominala este produsul dintre pasul nominal si numarul de rotatii.Cursa utila este parte a deplasarii pentru care se impun conditii de precizie.Cursa suplimentara este parte a deplasarii corespunzatoare inceputului,

respectiv sfarsitului portiunii filetate.Sarcina axiala static de baza este sarcina static axiala, aplicata unui surub cu

bile care provoaca o deformatie permanent de 1/10000 din diametrul bilei în locul de contact cel mai incarcat, dintre bila si calea de rulare.

Forta de prestrangere se face in cazul surubului cu două piulite, sarcina rezulta din deplasarea axiala relativa a celor doua piulite, in scopul eliminarii jocului si maririi rigiditatii.

In timpul utilizarii, temperatura mediului nu trebuie sa coboare sub -30°C si nici peste +55°C.

Pe produs se marcheaza prin inscriptionare cu creion electric pe partea exterioara a piulitei, respectiv carcasa într-un loc vizibil urmtoarele:

marca de fabricatie codul surubului cu bile clasa de precizie anul de fabricatie seria surubului cu bile

Pentru protectia contra-coroziunii, suruburile cu bile trebuie conservate cu tectil, garantandu-se protectia acestuia pe o durata de 12 luni de la data conservarii, in conditiile respectarii prevederilor de umiditate si temperatura.

Operatia de asamblare se face in spatii curate, uscate si protejate impotriva intemperiilor.

In vederea transportului, suruburile cu bile se introduc in lazi de lemn masiv conform STAS 4857, blocandu-se piulitele impotriva deplasarii. Pentru surubul cu bile mai mare de 1000 mm acesta se sprijină pe suporti de lemn intermediar, amplasat la aproximativ 500 mm distanta.

12

Este interzisa dezambalarea si deconservarea surubului cu bile, daca montajul pe masina nu se face imediat.

La livrare fiecare surub cu bile este insotit de certificatul de calitate, fisa de masuratori si fisa tehnica a produsului, care contine instructiuni de montaj si exploatare.

Termenul de garantie este de 12 luni de la montarea surubului cu bile pe masina, si 18 luni de la livrarea surubului cu bile de catre producător, cu conditia respectarii prevederilor mai sus mentionate.

CARACTERISTICI GEOMETRICE

a) Bătaia radială a suprafetei exterioare a fusurilor lagărelor fată de suprafata exterioară a surubului

Metoda de verificare: surubul cu bile se asează pe două prisme în V. Comparatorul cu cadran se asează astfel încât palpatorul acestuia să atingă perpendicular suprafata fusului lagărului, într-un plan care contine axa de rotatie la distanta aleasă. surubul se roteste încet si se înregistrează indicatiile comparatorului la o rotatie. Bătaia radială a suprafetei exterioare se obtine făcând diferenta algebrică maximă între indicatiile comparatorului.

b) Bătaia radială a suprafetelor exterioare de centrare a piulitei fată de suprafata exterioară a surubului

Metoda de verificare: surubul cu bile se asează pe două prisme în V. Comparatorul cu cadran se asează astfel încât palpatorul acestuia să atingă perpendicular suprafata piulitei într-un plan care contine aca de rotatie si cât mai aproape de suprafata de asezare a flantei. surubul trebuie blocat împotriva rotirii. Se roteste încet piulita si se înregistrează indicatiile comparatorului la o rotatie. Bătaia radială a piulitei este diferenta algebrică maximă între indicatiile comparatorului.

CARACTERISTICI FUNCȚIONALE

Abatea limită a momentului de frecare si variatia momentului de frecare.Metoda de verificare: surubul cu bile se supune verificării momentului de

frecare după efectuarea unui rodaj de minim 4 ore la turatia minimă prescrisă în documentatia de executie.

La suruburile cu două piulite, acestea nu sunt supuse unei solicitări axiale exterioare ei numai fortei de prestrângere stabilită.

Surubul este antrenat în miscarea de rotatie de un motor electric si se înregistrează valorile momentelor effective la deplasarea pe întreaga lungime filetată a surubului. Cu ajutorul unui traductor de moment, a unei punti de măsurare, si a unui

13

instrument de înregistrare, care se conectează la un PC unde se face cu ajutorul unui program adecvat.

AVANTAJE CONTRUCTIVE

Avantajele constructive ale surublui cu bile sunt:

functionare în timp îndelungat în conditiile unor încărcări cu sarcini mari si de precizii înalte

cote si dimensiuni relative mici si adaptarea lor în diferite forme geometrice constructive

posibilitatea alegerii clasei de precizii precizia de deplasare ridicată, cu posibilitate de eliminare a

jocurilor la capăt de cursă obtinerea unor transmisii cu randament ridicat rigiditate ridicată repetabilitate excelentă continuitate lină în deplasarea piulitei pe surub sigurantă în functionare

Tehnologia de executie a unui surub cu bile este destul de greoaie, ceea ce nu permite executarea suruburilor de către oricine si în orice conditii.

Desi costul de productie al unui surub cu bile este putin mai ridicat în comparatie cu alte tipuri de mecanisme, acesta ne oferă avantajul fiabilitătii, implicit al utilizării pe termen mai lung.

5. BREVIAR DE CALCUL

ALEGEREA SI DIMENSIONAREA MOTORULUI DE AVANS

Pentru a reusi să ducem la bun sfârsit acest proiect avem nevoie de un avans de pe axa X , vom alege un servomotor, având ca si cod 1 FT5 102 – OAF741 cu 3000 de rot / min la 27 Nm , deoarece :

→ turatia = avans rapid / pas = 30000 / 10 = 3000 rot / min

→ avansul mesei = 20 m / min pas = 10

Ftg = 90,5 [ daN ]

14

Fax = [daN]

ɳ - randamentul = 0,9 Fef ax = Fax * ɳ = 3017 * 0,9= 2715 [daN]

În regim stationar:Fat ≈ 400 [daN]F frecare = G * µ = 21000 * 0,02 = 420 [daN]F frecare produs = F pt * µ = 500 * 0,02 = 10 [daN]F rot = 400 + 420 + 10 = 830 [daN]

În regim dinamic :F * t = m * vF * 0,35 = 21000 * 0,32

F= 19200 [daN]

F fr statică = 420 + 40 = 460 [daN]F fr dinamică = 0,35 * F fr statică = 0,35 * 460 =161 [daN]F din = F + F fr statică + F fr dinamică = 19200 + 460 + 161 = 19821 [daN]

2715 [daN] ...............................................18 [Nm]19821 [daN] ...................................................X

X= = 131 [Nm]

X – momentul motoruluiJ = 53 * 10 -4 [kg * m 2]J = momentul de inertie al motorului

Cuplul impulsional admisibil al motorului este k* MM , unde k = 2,5.

MM = M t surub * = F ax * tg α * s * 2 = 3017 * 0,03 * 0,9 * 2 = 163 [Nm]

M imp = 2,5 * 163 = 407 , 5 [Nm]

DIMENSIONAREA SI ALEGEREA ROTILOR DE CUREA SI A CURELEI

15

Având raportul de transmisie de 1 : 2 unde avem :

z1 – roata mică = 40 dinti ( roata de curea care vine pe axul motorului )

z2 – roata mare = 60 dinti ( roata care se alege cu numărul de dinti mai mare pentru a avea un moment mai mare la piulită )

M s = M M * = 163 * 1,5 = 244,5 [Nm]

unde : Ms – momentul surubuluiMM – momentul motorului

Ft = [N]

Curea dințată FLENDER

o Lătimea curelei : l = 62 [mm]

o Pasul curelei : p = 8 [mm]

o Lungimea curelei : L = 896 [mm]

o Distanta dintre axele rotilor : A = 246,7 [mm]

o Forta de actionare în curea :

F = [daN]

o Momentul de torsiune :

M t =

Puterea transmisă prin curea la 3000 [rot / min ] cu lătimea de 62 [mm] , pas de 8 [mm] este de 50 KW.

Momentul de transmitere în curea :

Pentru a avea un sistem cât mai rigid , rotile de curea vor fi rigidizate : pe axul motorului printr-un sistem elastic de blocare , care este indicat a se folosi la

16

mecanisme de avans pentru a elimina jocurile din lantul cinematic al masinii , iar pe lagărul piulitei rotitoare cu suruburi speciale.

CALCULUL SI DIMENSIONAREA SURUBULUI CU BILE

Predimensionarea surubului cu bile se face cu relatia

[mm] , unde :

o F – forta axială ce solicită surubul = 21000 [daN]

o – rezistenta admisibilă la compresiune = 180 [daN / cm 2]

pornind de la datele initiale ale proiectului vom avea :

Pentru un surub cu bile de Ø 63 x 10 unde pasul , p = 10 , avem :

→ capacitatea de încărcare

dinamică C = 61700 [daN]

statică C0 = 140400 [daN]

→ rigiditatea

surubului Rst = 569 [ daN / µm]

Numărul de circuite de bile i=4 , pentru a avea portanta mai bună s-au ales un număr de 4 circuite de bile .

Dimensiunile surubului [mm] : d1 = 51 [mm] diametrul de vârf al surubului cu bile

d2 = 56,8 [mm] diametrul de fund al surubului cu bile

D1 = 88 [mm] diametrul exterior al piulitei

D5 = 128 [mm] diametrul exterior al flantei piulitei

D6 = 105 [mm] diametrul de dispunere a găurilor de fixare pe flanta piulitei

17

D7 = 6 x 11,0 [mm] diametrele găurilor în flantă pentru suruburile de fixare

L1 = 140 [mm] lungimea totală a piulitei incluzând si flanta

L3 = 22 [mm] lătimea flantei

jocul axial maxim : j = 0,09 [mm]

ungerea se face cu ulei

Momentul necesar antrenării unui ansamblu surub piulită se poate determina cu relatia:

Fp = forta de prestrângere = 750 [daN]

În urma calculului de dimensionare este suficient un motor de 39 [Nm] .

a) Calculul duratei de functionare

Durata de functionare a masinii : Lh * durata de utilizare a masinii * durata de utilizare a surubului

unde : L h – durata de viată [h]

L – durata de viată [rot] = 20000 [h] * 60 *1500 = 1800000000

n m –viteza de rotatie medie [rot / min]

unde : o ni – turatia corespunzătoare fortelor Fi

o pi – procente de aplicare în timp a fortelor Fi într-un ciclu de lucru (

b) sarcina axială :

18

unde : Fk – sarcina axială teoretică admisibilă

f – valoarea corectiei dependente de paliere

d2 – diametrul nominal [mm] = 63 [mm]

lk – lungimea

c) viteza maximă

unde : nk – viteza critică

f – valoarea de corectie

d2 – diametrul nominal [mm] = 100 [mm]

ln – lungimea critică pentru piulită [mm]

ll – lungimea filetată [mm]

Pentru piulită pretensionată :n k zul = 0,8 * nk

unde: n k zul – viteza de functionare admisibilă

Lungimea surubului cu bile va fi egală cu : partea filetată a surubului ( 2000 ) + fusul din lagărul principal ( 195 ) + fusul din lagărul secundar ( 195 ) =2390

CALCULUL SI DIMENSIONAREA RULMENTILOR

Rulmentii vor fi alesi din catalogul firmei: TORRINGTON si SKF.Pentru ungerea rulmentilor se va folosi vazelină.Rulmenti pentru lagărul piulitei sunt rulmentii firmei TORRINGTON : MM 50

BS 90 – rulment cvadruplex împerecheati în ,,O”.

Dimensiuni : Ø 55 x Ø 90 x 15 unde:

19

d = Ø 55 [mm] – diametrul interior al rulmentilor

D = Ø 90 [mm] – diametrul exterior al rulmentilor

B= 15 [mm] – lătimea rulmentilor

α = 400

Forta axială transmisă > Forta radială

Raportul , e = 1,14 – sarcina echivalentă.

Pentru rulmentii montati în tandem :Pt = 0,35 * Fr + 0,57 * Fa =0,35 * 75 + 0,57 * 21000 =26,25 + 11970 =11996,25 [daN]

Sarcina de încărcare a rulmentilor, sarcina radială de bază [N]: dinamică CaE = 40700 [N]

statică C oa = 61000 [N]

Pentru ungerea cu vaselină se recomandă de către producătorul rulmenților o rată de maxim 3000 [rot/min].

Rulmentii utilizati la masinile unelte au o durată de functionare (Lf) aproximativ egală cu 25000 [h], cu o turatie (n) de aproximativ 1000 [rot/min] , durabilitatea:

Rulmentii din lagărele surubului cu bile vor fi alesi din catalogul firmei SKF, rulmenti axiali pentru pretensionarea surubului cu bile, cu următoarele caracteristici: Ø40 x Ø80 x 18, cod 7208 CD.

Sarcina de încărcare a rulmentilor , sarcina axială de bază [N]: dinamică CaE = 41000 [N]

statică Coa = 28000 [N]

Valorile din catalog ale rulmentilor alesi sunt mai mari decât valorile calculate, deci sunt bine dimensionali pentru durata de functionare = 25000 ore .

6 . CALCULUL PRETULUI DE COST AL MECANISMULUI DE AVANS PE AXA X

La stabilirea pretului de cost se tine cont atât de pretul componentelor care vin de la diferiti furnizori cât si de pretul de cost al reperelor specifice.

20

Pretul de cost al acestui ansamblu proiectat se face in moneda €.

PRETURI DE OFERTA

P oferta C [ € ] = C1 * C2 *C3 *C4

unde : → C1 = coeficient de negociere 1,05

→ C2 = coeficient de asigurare service în TG 1,06

→ C3 = coeficient de sigurantă 1,03 – 1,05

→ C4 = profit 1,20 – 1,25

Pret tintă = Pret competitie * C5

→ C5 = corficient subunitar 0,85 – 0,95

Pret tintă pentru mecanism de avans este 18000 €.C = materii prime si materiale + manoperă + regie

Materii prime si materiale – piese specifice

comert

Piese specifice o semifabricate – oțel

turnate fontă

(130 € * kg + pret piesă brută modele de turnare ) / numărul de piese

(130 € * 350 kg + 6000 €) / 10 = 5150 €

sudate

1,5 € * 2 kg brut = 3 €

laminate

1,8 € * 4 kg brut = 7,2 €o manoperă

turnate fontă si sudate

4,5 € *2 kg brute = 9 €

laminate

8 € * 4 kg brut = 32 €

o regia : Manopera = M * C6

21

→ C6 = coeficient între 5...8

M = 20 € * 230 h *5 = 23000 €

Mecanism de avans : surub cu bile 1,25 € / m x l = 1,25 € / m x 2 = 2,5 €

rulmenti 1800 € / set * 2 = 3600 €

motor + variator 2000 €

curea + roti de curea 250 €

organe de asamblare 200 €

Piese specifice : 5150 € + 3 € + 7,2 € = 5160,2 €Piese comert : 2,5 € + 3600 € + 2000 € + 250 € + 200 € = 6052,5Manoperă : 9 € + 32 € = 41 €Regia : 9200 € ( 20 € * 230 h * 2 )

C= piese comeț + manoperă + regia = 6052,5 € + 41 € + 9200 € = 15293,5 €Pretul de cost calculat cu un profit de 15 % va fi :

Pcost = C * 15 % = 15293,5 € * 1,15 = 17587 €Pretul de vânzare la intern trebuie să contină si 19 % TVA , având valoarea de :

P vânzare = 17587 € * 1,19 = 21000 €

BIBLIOGRAFIE

1. Ganea Macedon, Masini unelte si sisteme flexibile, Editura Universitatii 2010 2. Ganea Macedon, ș.a., Prelucrarea flexibila a pieselor prismatice, Editura Universitatii 20003. Ganea Macedon, Masini Unelte si sisteme flexibile si echipamente pentru prelucrarea pieselor prismatice, Volumul I, Editura Universitatii 20094. Ganea Macedon, ș.a, Tehnologia prelucrarii curbelor spatiale, Editura Universitatii 20005. Antonescu Garbanu, Masini unelte si prelucrari 19726. Moraru ,Teoria si proiectarea masinilor unelte, 19857. Albu Andrei, Proiectarea masinilor unelte, Cluj-Napoca, 1986

22

ANEXE

Rulmenti

23

Surubul cu bile

24

Șurub cu bile FDM-E-S

Palier surub cu bile

25

26

Curele si rota de curea

Servomotor pentru mecanism de avans

29