Proiect Tm Colivie Rulment

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURESTIINGINERIE AEROSPATIALA

PROIECT TEHNOLOGIA MATERIALELOR

Student : NECULAI ANDREEA RAMONA An: I Aeronve Grupa 914

Cuprins:

1. Necesitatea realizarii piesei(produsului)

1.1 Scurt istoric

1.2 Comanda sociala

1.3 Tema proiectului:alegerea piesei

2. Caiet de sarcini al produsului.Performante ; calitate.Caracteristici tehnicol functionale.Ergonomia.Proiectia mediului si solutii antipoluante.

3. Stabilirea si/sau analiza rolului functional al piesei in ansamblul din care face parte

4. Alegerea materialului optim.5. Analiza comparativa a variantelor tehnologiilor de obtinere a piesei.6. Stabilirea tehnologiei optime de obtinere a semifabricatului, din

punct de vedere al randamentului de utilizare a materialului.7. Realizarea desenului de executie al piesei finite8. Alegerea tehnologiei optime de obtinere a piesei finite, din punct de

vedere al costului.9. Normarea tehnica a procesului tehnologic.10. Concluzii11. Bibliografie.

1. Necesitatea realizarii piesei(produsului)

Coliviile rulmenţilor sunt de forme şi materiale foarte variate.

Coliviile servesc la distribuirea uniformă a corpurilor de rulare pe circumferinţa căilor de rulare şi

împiedică atingerea între ele a corpurilor de rulare vecine evitând astfel frecări de alunecare importante.

Majoritatea coliviilor reţin corpurile de rulare, formând împreună cu acestea un ansamblu

independent, ceea ce uşureză montarea rulmenţilor şi împiedică, în cazul unor demontări în exploatare,

amestecarea corpurilor de rulare de la rulmenţi diferiţi.

1.1 Scurt istoric

Deplasarea pe roţi sau role, una dintre marile invenţii ale omului, cunoscută din timpuri îndepărtate,

s-a impus prin eficienţă în comparaţie cu deplasarea prin alunecare. Aplicaţiile roţii sunt numeroase încă din

antichititate. Se ştie astfel că egiptenii cunoşteau deplasarea greutăţilor pe role şi că romanii au reuşit să

deplaseze, pe uscat, corăbii, în acelaşi mod.

După numeroase încercări de materializare în construcţii mecanice a rezemării arborilor şi osiilor pe

role sau bile în rostogolire (brevet englez din 1794; brevet francez pentru rezemare axială din 1802; brevet

german din 1877 pentru osii de vagoane; brevet american din 1878 pentru axele roţilor de bicicletă), către

sfârşitul secolului al XIX-lea apar realizări mult apropiate ca formă şi funcţionalitate de rulmenţii de astăzi,

concomitent cu dezvoltarea producţiei de serie bazată în primul rând pe maşinile de prelucrat bile (F.

Fischer, 1895).

Se menţionează astfel, în 1898, rulmentul radial cu bile, în 1899, rulmentul radial-axial cu role

conice, rulmentul radial cu role cilindrice în 1905, rulmentul radial oscilant cu bile în 1907, inventat de

inginerul suedez Sven Wingquist şi rulmentul radial oscilant cu role butoi în 1920.

Formele iniţiale au fost perfecţionate în timp, încadrate în tipizări dimensionale cu valabilitate largă

şi executate la niveluri de precizie din ce în ce mai ridicate.

Importanţa economică a construcţiei şi utilizării raţionale a rulmenţilor a determinat şi preocupări de

analiză şi fundamentare teoretică. Hotărâtoare pe acest plan au fost lucrările lui H. Hertz (1881) privitoare la

tensiunile şi deformaţiile din contactul elastic. Ulterior, în 1901, R. Streibeck particularizează pentru

rulmenţi relaţii de calcul pentru portanţă.

Perfecţionările tehnologice au permis investigaţii de amploare, între anii 1920-1950, când se pun

bazele calculului modern de capacitate portantă (G. Lundberg şi A. Palmgren) şi se fundamentează ştiinţific

dezvoltările ulterioare: creşteri cantitative considerabile, dar mai ales creşteri de calitate, de durabilitate şi de

precizie.

O încercare de a contura tendinţe de actualitate evidenţiază următoarele:

- noi materiale şi tehnologii de obţinere, tratament şi prelucrare; creşterea mobilităţii tehnologice, cu

reducerea consumurilor tehnologice de materiale şi maşini de înaltă performanţă; creşterea condiţiilor

impuse de precizie, finisare, prezentare;

- optimizarea dimensională şi de formă a construcţiilor standard prin utilizarea unor metode

perfecţionate de analiză, calcul şi încercare;

- diversificarea constructivă: rulmenţi integraţi în subansamble, rulmenţi cu dimensiuni mari sau

foarte mici, rulmenţi protejaţi etc., cu proiectare specifică;

- diversificarea în aplicaţii (temperaturi înalte, ungere săracă sau în vid etc.), cu implicaţii pentru

materiale şi tipodimensiuni.

În abordarea acestor problematici deosebit de vaste, cercetările ca şi soluţiile merg de la cercetări

teoretice şi experimentale fundamentale până la perfecţionări constructive pe baze experimentale şi

tehnologice. Pornind de la aceste premise, nu trebuie uitat faptul că, revoluţia ştiinţifică şi tehnică, o

caracteristică fundamentală a epocii actuale, obligă la mobilitate în circulaţia ideilor ştiinţifice şi tehnice, la

maximă receptivitate faţă de nou, la dezvoltări preliminare şi inovaţii legate de produse în sensul

determinării cerinţelor şi soluţiilor de mâine.

1.2 Comanda sociala

Rulmenţii - lagărele cu rostogolire – au înlocuit frecarea de alunecare dintre

fus şi cuzinet cu frecarea de rostogolire dintre corpurile şi căile de rulare.

În accepţiunea uzuală rulmenţii sunt organe de maşini formate din: inelul

exterior, inelul interior, corpurile de rostogolire şi colivia. Suprafeţele prelucrate pe

cele două inele, pe care are loc rostogolirea corpurilor de rostogolire, poartă

denumirea de căi de rulare. Corpurile de rostogolire pot fi bile, role sau ace, iar rolul coliviei este de a

menţine – în timpul funcţionării – echidistanţa corpurilor de rostogolire.

Necesităţile practice extreme de diverse au dat naştere la soluţii constructive care se abat de la

imaginea “clasică” a rulmentului, dar care sunt totuşi conţinute în marea familie a lagărelor de rostogolire.

Astfel, se fabrică rulmenţi la care lipseşte unul sau chiar ambele inele, rolul acestora fiind preluat de fus sau

de carcasă, se fabrică rulmenţi cu ace la care lipseşte colivia, se fabrică rulmenţi capsulaţi, rulmenţi etanşaţi

pe o parte sau pe ambele părţi, rulmenţi care rezistă la temperature ridicate, rulmenţi de turaţie înaltă,

rulmenţi oscilanţi cu bile sau role, rulmenţi având două sau mai multe rânduri de corpuri de rostogolire.

Definitivarea unor metodologii exacte de proiectare a rulmenţiilor şi rentabilizarea producţiei de

rulmenţi la seriile mici sau mijlocii de fabricaţie a condus la apariţia pe o scară tot mai mare a rulmenţilor

speciali, proiectaţi şi realizaţi pentru a rezista optim în anumite condiţii bine definite. Aceasta este o tendinţă

modernă care se manifestă tot mai pregnant pe plan mondial, în dauna producţiei de rulmenţi de uz general.

Utilizarea pe scară largă a rulmenţilor, în cele mai diverse domenii s-a impus datorită avantajelor pe

care la prezintă, şi anume:

• frecarea aproape constantă atât la pornire, cât şi în funcţionare;

• nu necesită o perioadă de rodaj;

• coeficient de frecare redus (μ = 0,001…0,003) şi randament ridicat;

• consumul de lubrifianţi cu aproximativ 30% mai redus decât la lagărele cu alunecare;

• gabarit axial mic;

• jocul radial redus;

• evitarea uzurii fusului arborelui.

Rulmenţii prezintă însă şi o serie de dezavantaje care limitează domeniul de utilizare, şi anume:

• gabaritul radial mare;

• imposibilitatea de montare şi demontare în plan diametral;

• durabilitate mai redusă;

• capacitate redusă de amortizare a şocurilor şi vibraţiilor datorită rigidităţii mari;

• gama limitată a turaţiei de funcţionare.

1.3 Tema proiectului

Tema proiectului se refera la procesul tehnologic de realizare a piesei ,, Colivie rulmenti`` pentru o

productie de de 1T piese.

Aceste piese servesc la distribuirea uniformă a corpurilor de rulare pe circumferinţa căilor de rulare şi

împiedică atingerea între ele a corpurilor de rulare vecine evitând astfel frecări de alunecare importante.

Majoritatea coliviilor reţin corpurile de rulare, formând împreună cu acestea un ansamblu independent,

ceea ce uşureză montarea rulmenţilor şi împiedică, în cazul unor demontări în exploatare, amestecarea

corpurilor de rulare de la rulmenţi diferiţi.

Coliviile se executa din table de otel prin stantare, bronz prin turnare, mase plastice(ebonita,

poliamide). prin injectare.

Suspensiile cu rulmenţi liberi cu colivie din material plastic deschisă, măresc durata de viaţă a

transmisiei, deoarece minimizează pericolul formării de rifluri. Suspensiile sunt mai silenţioase, promit o

durabilitate înaltă şi un comfort îmbunătăţit de schimbare a vitezei.

Criterii speciale:

• joc radial redus, constant de-a lungul întregii durate de viaţă a lagărului

• cu zgomot redus

• durată lungă de viaţă

• frecare redusă

2. Caiet de sarcini al produsului.

2.1 Performante ; calitate. Coliviile nu contribuie direct la transmiterea sarcinii. Ele sunt totuşi supuse acţiunii diferitelor forţe şi în

primul rând forţelor centrifuge, care pot deveni foarte mari în cazul unei viteze mari de rotaţie. Vibraţiile la

care sunt supuşi rulmenţii în exploatare măresc încărcarea coliviei.

De asemenea, mişcările compuse, ca de exemplu cele ale rulmentului montat pe o bielă, contribuie la

creşterea sarcinii coliviei în mod considerabil faţă de cazul unei mişcări de rotaţie obişnuite. În astfel de

cazuri sunt necesari rulmenţi cu colivii masive centrate pe unul din inele.

Uneori condiţiile de funcţionare pentru colivie pot deveni atât de nefavorabile încât este preferabil să se

renunţe la colivie folosindu-se rulmenţi fără colivie.

Coliviile presate se execută din tablă de oţel şi numai în cazul rulmenţilor mici se utilizează uneori şi

tablă de alamă. Coliviile masive se execută din oţel, fonte speciale, alamă şi alte aliaje neferoase.

În cazul unor viteze mari de rotaţie se folosesc colivii fabricate din mase plastice în vederea micşorării

masei lor, respectiv a forţei centrifuge.

2.2 Caracteristici tehnico – functionale

În accepţiunea uzuală rulmenţii sunt organe de maşini formate din: inelul exterior, inelul interior,

corpurile de rostogolire şi colivia. Suprafeţele prelucrate pe cele două inele, pe care are loc rostogolirea

corpurilor de rostogolire, poartă denumirea de căi de rulare. Corpurile de rostogolire pot fi bile, role sau ace,

iar rolul coliviei este de a menţine – în timpul funcţionării – echidistanţa corpurilor de rostogolire.

Coliviile pot fi împărţite în două grupe importante: o grupă executată din tablă subţire şi alta, cu

grosimi mari, executată din material plin. Coliviile din a doua grupă sunt denumite colivii masive.

Coliviile din tablă, datorită executării lor prin ştanţare-presare, procedee tehnologice de mare

productivitate care necesită însă scule şi dispozitive specializate, sunt specifice producţiei în masă. Ca

urmare, majoritatea tipurilor de rulmenţi, atât cei cu bile cât şi cei cu role, sunt prevăzuţi cu astfel de colivii.

În condiţii de funcţionare normale ele se comportă bine în exploatare.

În comparaţie cu coliviile masive ele au avantajul unei mase mai mici şi opun o rezistenţă mai mică

pătrunderii lubrifiantului în interiorul rulmentului. Pentru rulmenţii mari şi cei utilizaţi la turaţii mari sunt

preferate, din considerente funcţionale, tehnologice şi de rezistenţă, coliviile masive.

În cazul rulmenţilor pe două rânduri se poate folosi fie o singură colivie comună pentru ambele

rânduri, fie două colivii separate, câte una pentru fiecare rând.

2.3 Ergonomia.

Ergonomia este disciplina teoretica si practica preocupata de perfectionarea sistemului om-masina-

mediu, prin ajustarea caracteristicilor echipamentelor si ale mediului, tinand cont de cele ale utilizatorilor

umani (ura 5). Pentru aceasta, este necesara luarea in calcul a diferentelor interindividuale - dimensiuni,

forta fizica, greutate, abilitati in prelucrarea informatiilor etc.

Abordarea ergonomica vizeaza, de asemenea, transferarea de la om la masina a functiilor de

receptie, prelucrare a informatiei si chiar a unor functii de decizie, acesta fiind un pas firesc in dezltarea

tehnologiei, care, dupa preluarea de catre echipamente a functiilor de agent motor, prelucrare tehnologica si

transmitere, a ajuns la un nivel de dezltare suficient de ridicat pentru a indeplini o parte din functiile

superioare de prelucrare a informatiei si de luare a deciziei (Rosea et al., 1982).

Ergonomia ofera un mod special de gandire despre oameni la munca sau joc, plasand persoana

(„utilizatorul") in centrul interesului. De asemenea, ia in considerare interactiunile diverse intre utilizator,

sarcinile pe care acesta le executa si mediul mai larg in care isi desfasoara activitatea.

Acest mediu include echipamentul folosit, caracteristicile ambiantei fizice si contextul social.

O viziune sistematica -, echipamentul, locul de munca, ambianta, organizatia fiind dispuse intr-o

reprezentare concentrica avand utilizatorul intr-o pozitie centrala.

2.4 Proiectia mediului si solutii antipoluante.

Protectia mediului are ca scop inlaturarea influentelor negative asupra mediului natural si artificial,

asupra ecosistemului ca un tot unitar, reducerea si eliminarea efectelor poluarii.

Protejarea ecosistemelor se face printr-un complex de activitati umane care au ca scop principal

ocrotirea omului, ca parte integranta a comunitatilor de viata interdependente.

Protectia mediului constituie obligatia si responsabilitatea autoritatilor administratiei publice

centrale si locale, precum si a tuturor persoanelor fizice si juridice. In acest scop autoritatile administrative

au obligatia sa prevada in bugetele proprii, programe in scopul protectiei mediului.

Problema protectiei mediului trebuie privita sub doua aspecte:

- protectia mediului are ca sarcina generala descoperirea cauzelor si surselor poluarii, stabilirea modalitatilor

de prevenire, reducere si inlaturare a efectelor poluarii;

- protectia mediului are ca sarcina concreta, protectia diferitelor elemente componente ale mediului natural

si artificial.

Protectia mediului este o sarcina generala a intregii societati, sarcinile concrete ale protectiei

mediului fiind stabilite prin reglementarile legale speciale referitoare la protectia factorilor de mediu.

Asadar, sarcina dificila si complexa de protectie a mediului nu se poate realiza exclusiv numai de

catre organele de stat, fiind necesar in acest sens si aportul organismelor nestatale, a persoanelor fizice si

juridice.

3. Stabilirea si/sau analiza rolului functional al coliviei in rulment

Rulmenţi radiali cu bile

Rulmenţi radiali cu bile pe un singur rând, cu calea de rulare adâncă. Sunt cei mai utilizaţi rulmenţi.

Căile de rulare au forme de canale circulare, adânci, practicate în cele două inele, fără întrerupere.

Asamblarea rulmentului se face prin introducerea bilelor între cele două inele, numărul de bile fiind astfel

limitat.

Rulmentul este destinat să preia, în principal, sarcini radiale, dar poate lucra şi cu sarcini axiale ce nu

trebuie să depăşească valori de 25-30% din capacitatea de încărcarea statică. Turaţiile maxime la care pot

funcţiona sunt, în general, mari.

Colivia, la rulmenţi în construcţie standard, se execută din tablă de oţel presată, din două părţi,

asamblarea făcându-se prin nituri (fig. 1, a). La rulmenţii de dimensiuni mai mici se utilizează şi colivii din

poliamidă, dintr-o singură bucată (fig. 1, b). Pentru condiţii speciale de funcţionare, rulmenţii radiali cu bile

pot avea colivii din textolit, poliamidă armată cu fibră din sticlă, alamă, realizate din două părţi şi asamblate

prin nituire (fig. 1, c).

a b c

Fig. 1. Tipuri de colivii ale rulmenţilor radiali cu bile pe un rând

Rulmenţii radiali cu bile pe un rând pot fi etanşaţi sau protejaţi. Etanşarea se realizează prin

intermediul a uneia sau două garnituri fixate la inelul exterior şi cu contact pe inelul interior. Protejarea se

face cu unul sau două capace de tablă fixate la inelul exterior şi libere faţă de inelul interior (fără contact).

Rolul etanşării şi al protecţiei este de a împiedica pierderea de lubrifiant din interiorul rulmentului, precum

şi de a împiedica pătrunderea impurităţilor.

Rulmenţi radiali cu bile pe un rând, cu număr sporit de bile. Acest tip de rulment are câte un

canal, realizat pe aceeaşi parte la ambele inele, astfel încât bilele se introduc prin spaţiul dintre cele două

canale. Rezultă astfel un număr sporit de bile ce asigură o creştere a capacităţii de încărcare radială cu circa

20-40% faţă de rulmentul radial cu bile clasic.

Rulmenţi radiali cu bile pe un rând, cu inelul exterior sferic. Sunt rulmenţi radiali cu bile cu calea

de rulare adâncă, cu inel interior mai lat iar inelul exterior având suprafaţa exterioară sferică, fapt ce le

conferă o bună capacitate de preluare a înclinaţiilor din lagăre. Se execută în diverse forme constructive: cu

inel interior lat şi cu şurub de fixare axială, cu inel interior lat şi cu o bucşă de fixare pe arbore.

Toate variantele constructive sunt etanşate pe ambele părţi şi prezintă la inelul exterior una sau două

găuri pentru completarea cu unsoare atunci când este necesar.

Rulmenţi radiali cu bile pe un rând, demontabili. Sunt cunoscuţi şi sub numele de rulmenţi tip

magnetou. Inelul exterior prezintă o degajare, pe o singură parte, astfel încât cele două inele se pot monta

separat.

Colivia se execută din tablă presată dintr-o singură bucată. Prezintă avantajul unei montări uşoare,

utilizându-se cu precădere la motoarele electrice mici.

Rulmenţi radiali cu bile, pe două rânduri. Sunt rulmenţi radiali cu bile având pe ambele inele câte

două căi de rulare. În funcţie de poziţia relativă a căilor de rulare direcţiile de transmitere a forţelor prin

rulment pot fi convergente sau divergente faţă de axa rulmentului. Privit sub acest aspect, rulmentul poate fi

considerat ca un rulment cu contact unghiular (radial-axial).

Rulmenţii radiali cu bile pe două rânduri au lăţimea cu circa 60% până la 80% mai mare ca rulmenţii

cu bile pe un singur rând iar capacitatea de încărcare radială cu circa 50% mai mare.

Rulmenţi radiali, oscilanţi cu bile. Sunt rulmenţi radiali cu două rânduri de bile având pe inelul

interior două căi de rulare adânci, iar pe inelul exterior o singură cale de rulare sferică, fapt ce le conferă

caracterul oscilant.

Din punctul de vedere al construcţiei interne se deosebesc două variante constructive: cu o singură

colivie din tablă, bilele fiind dispuse decalat; cu două colivii independente, lăţimea rulmentului fiind în acest

caz mai mare.

Uzual, coliviile sunt din tablă ştanţată, dar se utilizează şi colivii din alamă sau din poliamidă.

Datorită razei mari de curbură la calea de rulare exterioară, tensiunile de contact sunt mai mari decât la

contactul interior; pentru creşterea capacităţii de încărcare radiale se utilizează, uneori, un număr sporit de

bile.

Fig. 2. Tipuri de colivii ale rulmenţilor radiali, oscilanţi cu bile

Rulmenţii radiali, oscilanţi cu bile se utilizează, cu precădere, la utilajele unde există abateri de la

coaxialitate a lagărelor sau unde pot apărea înclinări mai mari în lagăre (arbori cu lungime mare).

Rulmenţi radial-axiali cu bile

Aceşti rulmenţi mai sunt denumiţi şi rulmenţi cu bile cu contact unghiular, din cauză că direcţiile de

acţiune ale sarcinilor transmise prin bile de la un inel la celălalt formează un unghi ascuţit cu normala pe axa

rulmentului. Rulmenţii pot astfel prelua sarcini combinate (radiale şi axiale). Pot fi cu un singur rând de bile,

cu două rânduri de bile şi cu contact în patru puncte.

Rulmenţi radial-axiali cu bile pe un singur rând. Sunt rulmenţi radiali cu bile la care calea de

rulare este adâncă numai pe unul dintre inele, pe celălalt inel calea de rulare prezintă, pe o parte, o teşitură.

La unii rulmenţi ambele inele prezintă teşituri, dar pe părţi opuse; inelul cu teşitură prezintă un prag

de trecere pentru bile astfel încât să se poată face montarea ansamblului colivie-bile printr-o anumită presare

sau prin dilatarea termică a inelului respectiv fără ca rulmentul să fie demontabil.

Forma şi materialul coliviei diferă în funcţie de destinaţia acestor rulmenţi. La rulmenţii de uz

general, colivia se execută din tablă ştanţată cu ghidare pe bile. La rulmenţii destinaţi funcţionării la turaţii

mari se execută în construcţie masivă, din textolit (fig. 3, a) , alamă (fig. 3, a, b), sau poliamidă (fig. 3, c).

a b c

Fig. 3. Tipuri de colivii ale rulmenţilor radial-axiali cu bile pe un singur rând

Rulmenţi radiali-axiali cu bile pe două rânduri. Se prezintă sub forma unei perechi de rulmenţi

radial-axiali cu bile montaţi spate în spate sau faţă în faţă la care inelele interioare şi exterioare sunt comune,

fapt ce permite preluarea sarcinii axiale pe ambele direcţii. Sunt construiţi în două variante: cu inel interior

dintr-o singură bucată sau cu inelul interior din două bucăţi.

În cazul rulmenţilor radial-axiali cu bile pe două rânduri, coliviile sunt executate din tablă ştanţată

sau din alamă (fig. 4).

Fig. 4. Tipuri de colivii ale rulmenţilor radiali-axiali cu bile pe două rânduri

Rulmenţi radial-axiali cu bile cu inel secţionat. Sunt rulmenţi radiali cu bile la care unul dintre

inele este secţionat şi prelucrat special astfel încât rulmentul asamblat poate prelua sarcini axiale în ambele

direcţii. La unii rulmenţi – rulmenţii cu contact în patru puncte – ambele căi de rulare sunt prelucrate special

şi se prezintă sub forma unor arcade gotice. Forma constructivă a acestui tip de rulment duce la un joc axial

mai mic decât la un rulment obişnuit.

Colivia este masivă, executată de obicei, din alamă, iar numărul de bile este sporit faţă de un rulment

radial cu bile obişnuit (fig. 5).

Fig. 5. Tip de colivie a rulmenţilor cu contact în patru puncte

Rulmenţi axiali cu bile

Sunt rulmenţi cu unghiul de contact de 90º, capabili a prelua numai sarcini axiale într-un sens,

rulmentul fiind cu simplu efect, sau în ambele sensuri – rulmentul fiind cu dublu efect. Rulmentul axial cu

simplu efect este format din două şaibe: şaiba de fus şi şaiba de carcasă şi ansamblul bile-colivie. Rulmentul

axial cu dublu efect se compune din două şaibe de carcasă, două ansambluri bile-colivie şi o singură şaibă de

fus.

Coliviile sunt executate din tablă presată(fig. 6, a) sau, sub formă masivă, din alamă (fig. 6. b, c).

a b c

Fig. 6. Tipuri de colivii ale rulmenţilor axiali cu bile

Rulmenţi axial-radial cu bile. Constructiv, aceşti rulmenţi se prezintă sub forma unei perechi de

rulmenţi axiali, cu unghiul de contact mai mic de 90º, montaţi spate în spate având şaiba de carcasă comună.

Coliviile sunt masive, prelucrate din bronz.

Rulmenţi cu role

Rulmenţii cu role, prin contactul liniar ce-l realizează între role şi căile de rulare, au capacitatea de a

prelua sarcini mai mari decât rulmenţii cu bile la aceleaşi dimensiuni de gabarit. Totodată aceşti rulmenţi au

rigiditate mai mare. Se execută în diverse forme: radiali cu role cilindrice, cu ace, radial-oscilanţi cu role

butoi, radial-axiali cu role conice, axiali cu role cilindrice şi ace, axiali cu role butoi asimetrice etc.

Rulmenţi radiali cu role cilindrice pe un rând. Sunt rulmenţi radiali cu role cilindrice având axele

paralele cu axa rulmentului iar căile de rulare suprafeţe cilindrice. Rolele se ghidează fie pe inelul exterior,

fie pe cel interior.

În scopul reducerii concentratorilor de tensiune introduşi de capetele rolelor cilindrice se utilizează

rulmenţi radiali cu role cilindrice, cu contact modificat, rolele prezentând unele porţiuni cu teşituri şi

racordări.

Coliviile se execută din tablă presată (fig. 7 , a) sau masive, din alamă (fig. 7, b). Se mai utilizează şi

poliamida armată cu fibră de sticlă (fig. 7, c).

a b c

Fig. 7. Tipuri de colivii ale rulmenţilor radiali cu role cilindrice pe un rând

Rulmenţi radiali cu role cilindrice cu două sau mai multe rânduri de role. În scopul creşterii

capacităţii de încărcare rulmenţii radiali cu role cilindrice se execută în variante cu două sau mai multe

rânduri de role. Rulmenţii preiau numai sarcini radiale. Pentru îmbunătăţirea condiţiilor de ungere la

rulmenţii cu patru rânduri de role se prevăd, în inelul exterior, găuri pentru ungere.

Rulmenţi cu role fără colivie. Sunt rulmenţi având spaţiul dintre inele umplut complet cu role,

asigurând astfel o creştere a capacităţii de încărcare de 105-108 ori faţă de rulmenţii radiali cu role obişnuite,

la aceleaşi dimensiuni. Sunt, în general, nedemontabili, suportă sarcini radiale mari şi permit mici deplasări

axiale ale inelului interior faţă de cel exterior.

Rulmenţi radiali cu role găurite. Sunt rulmenţii utilizaţi în ultima vreme la turaţii ridicate. Rolele

goale realizează forţe centrifuge mai mici decât cele pline şi, prin urmare sunt avantajoase la turaţii ridicate.

Rulmenţi radiali cu role înfăşurate. Utilizarea rolelor înfăşurate face ca acest tip de rulment să

suporte mai bine solicitările radiale cu şocuri, rulmentul având o rigiditate redusă.

Rulmenţi radiali cu ace. Sunt rulmenţi radiali având rolele cu lungime mare în comparaţie cu

diametrul. Comparativ cu alţi rulmenţi cu role, rulmenţii cu ace au capacitatea portantă cea mai ridicată

pentru acelaşi spatiu radial.

Se utilizează diverse tipuri constructive: rulmenţi cu ace la care lipsesc cele două inele; rulmenţi cu

ace la care lipseşte inelul interior, cu unul sau două rânduri de ace; rulmenţi cu ace cu ambele inele, pe unul

sau două rânduri; rulmenţi cu ace fără umeri de ghidare axială a rolelor, cu sau fără inel interior; rulmenţi cu

ace, cu joc radial reglabil; rulmenţi cu ace oscilanţi.

Coliviile rulmenţilor cu ace (fig.8) permit lăgăruiri cu secţiuni minime şi sarcina de încărcare mare.

Acestea se fabrică pe un rând şi pe două rânduri de ace. Acele utilizate într-o colivie sunt din acelaşi sort.

Fig. 8. Colivie pentru rulmenţi cu ace

La montaj coliviile cu ace trebuie ghidate axial. Suprafeţele laterale ale ghidajelor trebuie să fie

strunjite fin sau să fie rectificate. La turaţii mari se impune călirea şi rectificarea suprafeţelor de ghidaj. Dacă

se montează două colivii una lângă alta, acestea trebuie să aibă ace din acelaşi sort. Această indicaţie este

valabilă şi pentru coliviile cu ace.

Rulmenţi radial-axiali cu role conice. Sunt rulmenţi având căile de rulare suprafaţe conice cu

acelaşi vârf, iar rolele sub forma unor trunchiuri de con. Prin construcţie rulmenţii pot prelua încărcări mari

radiale, axiale sau combinate. În funcţie de seria de mărime şi de unghiul de contact, rulmenţii radial-axiali

cu role conice au capacitatea de încărcare axială de până la 100% din cea radială sau chiar mai mult.

Rulmentul permite montarea separată a inelului exterior şi a ansamblului inel interior-colovie cu role.

În general, coliviile rulmenţilor cu role conice sunt ambutisaţi din tablă de oţel (fig. 9). Pentru

rulmenţii de dimensiuni mari se folosesc colivii speciale. Rulmenţii mari din clase de precizie ridicate, se pot

executa cu colivii masive din alamă ghidate pe role.

Fig. 9. Colivie a rulmentului radial-axial cu role cilindrice

Rulmenţi radiali oscilanţi cu role butoi pe un rând. Sunt rulmenţi având căile de rulare sub forma

unor suprafeţe sferice, iar rolele de formă butoi, simetrice. Rulmenţii au capacitate portantă ridicată pentru

sarcini radiale şi slabă pentru sarcini axiale.

Colivia se execută din alamă (fig. 10), din două bucăţi, ghidată pe inelul interior.

Fig.10. Colivie din alamă pentru rulmenţii radiali oscilanţi cu role butoi

Rulmenţi radiali oscilanţi cu role butoi pe două rânduri. Sunt rulmenţi cu două căi de rulare

sferice pe inelul interior înclinate faţă de axa rulmentului şi cu o singură cale de rulare sferică pe inelul

exterior.

Particularităţile constructive interne ale rulmenţilor radiali oscilanţi cu role butoi se referă la: modul

de ghidare al coliviei; existenţa unui inel central de ghidare; utilizarea unor colivii ştanţate din tablă sau

prelucrate din alamă; utilizarea unor contacte modificate între role şi căile de rulare; utilizarea unor role

butoi simetrice sau asimetrice.

Din punctul de vedere al ghidării şi construcţiei coliviei se utilizează diverse tipuri: rulmenţi cu

umeri de ghidare la inelul interior şi colivie masivă din două bucăţi; rulmenţi fără umăr central de ghidare şi

colivie masivă dintr-o singură bucată; rulmenţi cu inel central de ghidare, mobil şi colivie masivă dintr-o

bucată; rulmenţi cu inel central mobil, ghidat pe inelul exterior şi colivie masivă dintr-o singură bucată;

rulmenţi având colivii din tablă ştanţată din două bucăţi sau dintr-o singură bucată.

Rulmenţi axiali oscilanţi cu role butoi asimetrice. Sunt rulmenţi axiali având căile de rulare sferice

şi înclinate faţă de axa rulmentului. Rolele, sub forma butoi, asimetrice, sunt montate înclinat faţă de axa

rulmentului. Rulmenţii pot prelua astfel şi sarcini radiale (până la 55% din sarcinile axiale).

Se disting câteva variante constructive: rulmenţi având colivia din tablă presată, care formează

împreună cu rolele şi şaiba de fus un ansamblu nedemontabil; rulmenţi având colivia prelucrată din alamă,

ghidată pe un inel montat în şaiba de fus, colivia, rolele şi şaiba de fus formând un ansamblu nedemontabil;

rulmenţi cu role găurite şi colivia din două bucăţi, asamblate cu nituri.

Rulmenţi axiali cu role şi ace

Sunt rulmenţi având capacitate de încărcare axială mai mare decât rulmenţii axiali cu bile. Se execută

în diverse variante:

Rulmenţi axiali cu role cilindrice. Sunt formaţi din două şaibe plane şi ansamblul

colivie-role.

Colivia este, în general, prelucrată din alamă (fig.11.). Se execută cu unul, două sau trei rânduri de

role cilindrice, cu simplu sau dublu efect.

Fig. 11. Colivie pentru rulmenţi axiali cu role cilindrice

Rulmenţii axiali cu role cilindrice se caracterizează prin alunecări mari între role şi căile de rulare,

ceea ce conduce la turaţii mici de lucru. Alunecările sunt reduse într-o oarecare măsură prin utilizarea a două

sau trei rânduri de role mai scurte.

Rulmenţi axiali cu ace. Sunt similari rulmenţilor axiali cu role cilindrice, deosebindu-se doar prin

ansamblul colivie-corpuri de rostogolire. Aceşti rulmenţi utilizează ace drept corpuri de rostogolire, iar

colivia este realizată din tablă presată.

Rulmenţii axiali cu role conice. Sunt rulmenţi ce utilizează corpuri de rostogolire sub formă de role

conice, căile de rulare fiind ambele conice sau numai una conică. Datorită rolelor conice în rulment se

dezvoltă forţe pe direcţie radială, care împing rolele spre exterior, contribuind la creşterea alunecărilor dintre

role şi căile de rulare. Prin urmare se utilizează acolo unde turaţiile de lucru sunt mici.

4. Alegerea materialului optim

Funcţia principală a coliviei este de a împiedica contactul direct dintre corpurile de rostogolire. În cazul

rulmenţilor cu role, colivia realizează şi ghidarea rolelor, iar la rulmenţii cu inele separabile colivia reţine

elementele de rostogolire astfel încât acestea nu pot cădea când se realizează montarea sau demontarea

rulmentului.

Rulmenţii de dimensiuni mici şi medii sunt în mod obişnuit echipaţi cu colivii matriţate din oţeluri cu

conţinuturi reduse de carbon sau cu colivii din alamă. De asemenea se utilizează pe scară largă colivii din

mase plastice, acestea având o serie de proprietăţi (densitate redusă, elasticitate ridicată, uzură redusă la

mişcarea de alunecare) favorabile condiţiilor de funcţionare specifice coliviei. Tehnologia de fabricaţie prin

injectare în matriţă asigură forma corectă. Cele mai utilizate mase plastice sunt poliamide, răşinile fenolice,

textolitul. Se utilizează, de asemenea, poliamida 6.6 stabilizată termic şi armată cu fibre de sticlă, ceea ce îi

asigură o gamă largă de temperaturi de utilizare, de la -40 la 120ºC. Pot fi tolerate şi temperaturi mai ridicate

130-140 ºC, pentru perioade scurte, urmate de perioade mai lungi cu funcţionare la temperaturi mai scăzute.

Unele uleiuri sintetice sau unsori consistente bazate pe uleiuri sintetice şi lubrifianţii ce conţin procente

ridicate de aditivi de extremă presiune pot avea efecte negative asupra coliviilor de mase plastice.

Rulmenţii de dimensiuni mari folosesc colivii din alamă, fontă cu grafit nodular, oţel sau aliaje

uşoare, fiind obţinute prin prelucrare mecanică de aşchiere.

Alamele sunt aliaje ale cuprului cu zincul, al căror conţinut în cupru este de maximum 55%. Zincul

se introduce cu scopul de a mări rezistenţa, plasticitatea şi capabilitatea de turnare.

Alamele se împart în două subgrupe: alame binare (Cu-Zn), alcătuite numai din cele două metale

componente, fără alte elemente de aliere şi alame complexe (speciale), care în afară de cupru şi zinc, mai

conţine şi alte elemente de aliere ce conferă alamelor proprietăţi deosebite.

Alamele speciale reprezintă acele aliaje de Cu-Zn, în care se adaugă în plus cantităţi mici de alte

elemente de aliere în scopul îmbunătăţirii unor proprietăţi, fără ca materialul metalic să-şi piardă caracterul

său de alamă. În alamele speciale ca adaosuri se folosesc: aluminiu, staniu, nichel, fier, siliciu, plumb care

măresc rezistenţa, duritatea, rezistenţa la coroziune şi alte proprietăţi de exploatare, tehnologice şi de

prelucrare ale aliajului.

Aliajele de cupru-zinc (cu sau fară adaosuri de alte elemente) sunt în conformitate cu STAS 199/1 –

73.

Alamele folosite pentru realizarea coliviilor de rulmenţi sunt alame cu plumb. Plumbul are un

coeficient de echivalenţă k=1, deci practic nu acţionează asupra structurii alamei speciale ca celelalte

elemente de aliere, din cauza insolubilităţii lui în cuprul solid.

Un adaos de 0,6...3% Pb în alamele bifazice poate îmbunătăţi considerabil prelucrabilitatea prin

aşchiere. În mod similar cu sulfura de mangan din oţelurile pentru automate, plumbul în alame acţionează ca

un element care fărâmiţează aşchiile care se găsesc sub forma unor globule mici, fine şi uniform distribuite

în masa aliajului.

Dacă însă aliajele Cu-Zn cu conţinut de plumb sunt elaborate în mod necorespunzător, acest element,

care se topeşte la temperaturi joase, se acumulează sub forma unor ciorchini sau sub forma unei reţele la

limita grăunţilor, diminuând proprietăţile mecanice, iar la prelucrarea prin deformare la cald, conduce la

apariţia fisurilor intercristaline.

Compoziţia chimică a alamei folosite pentru fabricarea de colivii este prezentată în tabelul 4.

Aliajul CuZn39Pb1Al-C, folosit pentru coliviile din alamă, se poate obţine prin turnare centrifugală (GZ) şi

prin turnare continuă (GC).Aliajul prezintă o densitate de 8,4 g/cm³, iar ca proprietăţi mecanice prezintă o

duritate de 90-120 unităţi Brinell, şi o alungire după rupere de 15%.

Acest aliaj este folosit în scopuri industriale, iar ca proprietăţi tehnologice prezintă o bună prelucrabilitate

prin aşchiere, rezistenţă buna la coroziune, slabă sudabilitate şi o slabă prelucrabilitate la temperaturi

joase.În acelaşi timp, datorită domeniului îngust de solidificare, aceste materiale metalice au proprietăţi bune

de turnare, prezintă o tendinţă de segregare redusă, o fluiditate bună. Aliajul este alcătuit dintr-o soluţie

solidă ά+β, care prezintă faza ά în proporţie de 30-70%.

Dacă materialul metalic trebuie să prezinte proprietăţi magnetice foarte bune, atunci conţinutul de Fe din

material trebuie redus sub 0,4%.

Tabelul 4.

Marca Compoziţie chimică,%Cu Al Fe Mn Ni Pb Si Sn Zn

CuZn39Pb1Al-C 57-

61

0,7 0,7 0,7 1,0 1,5-2,5 0,05 1,0 Rest

Aliajele se livrează sub formă de blocuri turnate în lingotiere statice. Suprafaţa blocurilor turnate

trebuie să fie curată şi netedă, fără oxidări, umflături, porozităţi şi incluziuni de corpuri străine. Aspectul în

ruptură al blocurilor turnate trebuie să prezinte o structură omogenă, fără stratificări, oxizi sau incluziuni de

corpuri străine.

5. Analiza comparativa a variantelor tehnologiilor de obtinere a piesei.

Traseul tehnologic de prelucrare mecanică a coliviilor din tablă de oţel carbon de construcţie E pentru

rulmenţii radiali cu role cilindrice pe un singur rând este alcătuit din următoarele operaţii:

• tăierea tablei în benzi; dacă tabla este achiziţionată sub formă de benzi, la dimensiunile necesare,

această operaţie lipseşte;

• degresarea benzii de tablă pe ambele feţe;

• ungerea benzii de tablă pe ambele feţe;

• decupare-ambutisare;

• perforare;

• fosfatare;

• restrângerea preliminară a marginilor;

• restrângerea finală a marginilor;

• calibrare-perforare;

• calibrare;

• perforarea şi calibrarea simultană a ferestrelor;

• tobuire;

• control final;

• spălare;

• conservare;

• ambalare.

Coliviile pentru rulmenţii de dimensiuni mari se excută de obicei prin turnare sau prin ambutisare.

În cazul coliviilor masive executate din alamă prin turnare centrifugală, ca de exemplu în cazul

rulmenţilor radiali cu role cilindrice tip (WJ 120), procesul tehnologic de fabricaţie, după turnare, cuprinde o

serie de operaţii, cum ar fi:

• debitarea (întrucât turnarea se face simultan pentru două colivii);

• strunjirea la interior, exterior şi pe feţele laterale;

• debitarea capacului, alte operaţii de strunjire şi găurire a celor două elemente (corp şi capac);

• controlul;

• decaparea;

• nituirea capacului de corpul coliviei se face la asamblarea rulmentului.

Coliviile mari executate prin ambutisare, ca de exemplu la rulmenţii radiali-oscilanţi cu role butoi de

construcţie C, se realizează din tablă relativ groasă de oţel A3 STAS 9485-80 sau A3Ck STAS 11509-80.

Procedeul tehnologic de realizare a acestora cuprinde următoarea succesiune de operaţii:

• decuparea şi ambutisarea;

• calibrarea;

• decuparea şi calibrarea fundului;

• fosfatarea;

• controlul;

• perforarea locaşurilor;

• strunjirea feţelor;

• debavurarea;

• tobuirea;

• fosfatarea;

• controlul.

FLUXUL TEHNOLOGIC AL COLIVIEI DE RULMENT OBŢINUTĂ PRIN

OPERAŢIA DE FREZARE

DEBITARE

STRUNJIRE

FREZARE

FLUXUL TEHNOLOGIC AL COLIVIEI DE RULMENT OBŢINUTĂ PRIN

OPERAŢIA DE BROŞARE

DEBITARE

STRUNJIRE

ŞLEFUIRE

DEBAVURARE

DEBAVURARE

ŞLEFUIRE

SPĂLARE,CONSERVARE

GĂURIRE

BROŞARE

CONTROL FINAL,

AMBALARE

6. Stabilirea tehnologiei optime de obtinere a semifabricatului, din punct de vedere al randamentului de utilizare a materialului.

Coliviile de rulmenţi radiali cu role cilindrice se obţin din ţeavă de alamă CuZn39Pb1Al-C-CZ

turnată centrifugat, prin două tehnologii de execuţie studiate comparativ.

În cazul obţinerii coliviilor prin procesul de frezare, operaţiile de prelucrare sunt următoarele:

• debitare;

• strunjire;

• frezare;

• debavurare;

• şlefuire;

• spălare, conservare;

• control final, ambalare.

În cazul obţinerii coliviilor prin procesul de broşare operaţiile de prelucrare sunt următoarele:

• debitare;

• strunjire;

• găurire pentru broşare;

• broşare;

• debavurare;

• şlefuire;

ŞTEMUIRE

SPĂLARE,CONSERVARE

CONTROL FINAL, AMBALARE

• ştemuire;

• spălare, conservare;

• control final, ambalare.

Prin studierea comparativă a celor două tehnologii de execuţie se poate observa că în cazul broşării,

faţă de frezare, apar două operaţii suplimentare: găurirea şi ştemuirea, în vederea obţinerii buzunarelor

pentru rolele cilindrice. Tehnologia prin broşare necesită operaţia suplimentară de găurire în vederea

centrării găurii pentru broşare. Dacă această operaţie nu este realizaţă cu precizie şi nu îndeplineşte

parametrii tehnici ceruţi, restul operaţiilor nu se vor mai putea realiza, iar semifabricatul va deveni rebut.

Prin tehnologia de broşare se pot obţine doar colivii cu un număr par de buzunare pentru rolele

cilindrice, caracteristică care duce la renunţarea la tehnologia de broşare în favoarea tehnologiei de frezare.

Proiectarea unei colivii cu un număr de buzunare care nu se poate obţine prin tehnologia existentă în firmă

conduce la modificarea acestui număr de buzunare, şi implicit la scăderea performanţelor coliviei, respectiv

a rulmentului. În primul rând este influenţat nivelul de zgomot şi vibraţii al rulmentului, un indice de calitate

important, care afectează direct performanţele şi competitivitatea rulmenţilor, şi care reflectă precizia

dimensională şi de formă în execuţie, eficienţa tehnologiilor de finisare, montaj şi conservare utilizate în

producţia de rulmenţi.

Un avantaj esenţial al prelucrării prin tehnologia de frezare, faţă de tehnologia de broşare, îl

constituie utilajul folosit pentru prelucrare. În cazul operaţiei de frezare, se foloseşte o maşină universală, cu

comandă numerică, care este flexibilă la fluctuaţiile privind volumul de producţie, şi foloseşte scule

standardizate, în timp ce în cazul operaţiei de broşare se foloseşte o maşină dedicată, care utilizează o broşă

cu un cost foarte ridicat, şi o gamă redusă de aplicaţii.

Între cele două tipuri de operaţii apar şi o serie de diferenţe din punct de vedere tehnologic.

O principală particularitate de care se ţine cont la proiectarea proceselor tehnologice de prelucrare prin

frezare pe maşini cu comandă numerică este că aceste maşini lucrează cu mai multe scule simultan, cu

posibilităţi nelimitate de combinare a mişcărilor de lucru. Deşi pentru realizarea operaţiei de frezare sunt

necesare şase scule, în comparaţie cu broşarea, unde este necesară o singură sculă, costul acestora este mult

mai redus decât cel al broşei. În cazul tehnologiei prin frezare este necesar un singur dispozitiv de prindere,

pentru operaţia de frezare, în timp ce în cazul tehnologiei de broşare sunt necesare trei dispozitive de

prindere, pentru operaţia de găurire, pentru cea de broşare şi pentru cea de ştemuire.

Datorită particularităţilor tehnice, gradul de încărcare al maşinii este mult mai uşor de optimizat în

cazul unei maşini universale decât la o maşină dedicată unei singure operaţii.

Motivele prezentate mai sus, alături de faptul că, în cazul frezării se obţin suprafeţe cu o calitate net

superioară celor obţinute prin broşare, conduc la concluzia renunţării la tehnologia de broşare în favoarea

tehnologiei de frezare.

Studiul comparativ al celor două variante tehnologice scoate în evidenţă, pe lângă operaţiile care

diferă, şi operaţiile identice: debitare, strunjire, debavurare, şlefuire, spălare, conservare, control final şi

ambalare. Aceste operaţii de prelucrare, indiferent de tehnologia de execuţie folosită, se realizează pe

aceleaşi utilaje, şi în aceleaşi condiţii de lucru.

După execuţia fiecărei opoeraţii din planul de lucru se vor verifica anumite caracteristici tehnice care

trebuiesc îndeplinite. Astfel, după efectuarea debitării pe maşina de debitat cu pânză (bandă metalică), se vor

verifica lungimea semifabricatului şi perpendicularitatea feţei laterale.

Operaţia de strunjire se realizează pe strunguri cu comandă numerică, iar în urma execuţiei acestei operaţii

se vor urmări diametrul interior şi cel exterior al piesei prelucrate.

Frezarea se va realiza pe maşini universale şi se va verifica laţimea de la suprafaţa de aşezare la buzunar,

lăţimea şi lungimea buzunarului, cota pest role exterior şi cota peste role interior.

În cazul tehnologiei prin broşare, la operaţia de găurire se va verifica piesa prelucrată pentru a nu prezenta

bavuri, defecte sau resturi de material, precum şi diametrul găurii. La operaţia de broşare se va verifica

lungimea (de la buzunar la suprafaţa de aşezare), lungimea şi lăţimea buzunarului,.

Ştemuirea se va realiza pe o presă şi va avea ca scop deformarea plastică a pereţilor buzunarelor pentru

rolele cilindrice.

Debavurarea se va realiza manual, iar apoi piesa prelucrată se va verifica conform instrucţiunilor IN ISB

23012 în vederea realizării operaţiilor de spălare, ambalare şi control.

Deşi cele două variante de obţinere a coliviilor de alamă pentru rulmenţi cu role cilindrice au operaţii

identice, care nu favorizează execuţia printr-una din cele două tehnologii, operaţiile care apar la broşare în

plus faţă de frezare, precum şi aspectele tehnice costisitoare care îngreunează procesul de prelucrare, susţin

ipoteza prezentată .

Desenele coliviilor de rulmenţi obţinute prin cele două procese tehnologice se vor regăsi în anexa 1 şi

2.

7. Realizarea desenului de executie al piesei finite

Anexa 1

Anexa 2

8. Analiza tehnico-economica a cel putin doua variante de proces tehnologic si determinarea variantei optime de obtinere a piesei finite prin compararea pretului de cost

Determinarea costului ideal real(SAW) presupune determinarea unor costuri planificate pe bucată, şi

are în compoziţie costuri calculatorice care se pot stabili în condiţii ideale de realizare a produselor.

Condiţiile ideale de realizare ale unui produs se referă la folosirea tehnologiei ideale (cea mai performantă),

a unui produs ideal, la încărcarea optimă a maşinii pe care se realizează produsul.

Costurile care se regăsesc în valoarea costului ideal real sunt legate, ca şi în cazul valorii costului

standard(STK) de costurile cu materia primă şi cele cu manopera. În calcul se va lua preţul materiei prime

stabilit prin contract cu un furnizor agreat (de regulă cel mai ieftin).

Costurile care intră în calculul valorii SAW, spre deosebire de costurile care intră în valoarea costului

STK sunt costuri calculatorice, amortizările luate în calcul nefiind cele planificate de către legislaţia

locală,ca în cazul costului STK, ci amortizări calculate la o valoare de reachiziţie şi cu o durată de

amortizare diferită de cea calculată în contabilitate, de utilizarea optimă.

Calculul costului SAW serveşte pentru:

• stabilirea unui preţ de vânzare către client;

• stabilire unor indicatori de evoluţie a costurilor;

• realizarea de comparaţii de tehnologii între diferite locaţii ale aceluiaşi grup;

• realizarea de proiecte de evaluare a potenţialului de reducere a costurilor;

• reprezintă un sistem de avertizare.

În vederea verificării ipotezei conform căreia execuţia coliviilor de rulmenţi prin tehnologia de

frezare este mai avantajoasă, din punct de vedere economic, decât execuţia prin tehnologia prin broşare, se

va realiza un studiu comparativ al tarifelor implementate de către firma INA Schaeffler Braşov. Se va

realiza o comparaţie între tarifele STK şi SAW, pentru colivia de rulment realizată prin operaţia de frezare,

respectiv prin operaţia de broşare.

Metodele de calculaţie presupun existenţa a cinci tipuri de costuri:

- cost maşină producţie;

- cost maşină echipare;

- cost personal reglor producţie;

- cost personal reglor echipare;

- cost personal operator echipare.

Pe baza acestor tipuri de costuri se va calcula costul pe fiecare operaţie a procesului tehnologic.

În costul fiecărei operaţii se regăsesc repartizări privind:

- amortizările utilajelor;

- amortizările clădirilor şi terenurilor;

- scule;

- auxiliarii producţiei (uleiuri, emulsii);

- costuri cu întreţinerea şi reparaţiile;

- costuri directe cu personalul;

- logistică şi conducerea secţiei;

- pregătirea şi planificarea producţiei;

- conducerea întreprinderii şi administraţia;

- servicii generale fabrică;

- repartiţii de la „firma mamă” (firma centrală).

În cazul obţinerii reperului colivie de rulment prin tehnologia prin frezare, comparaţia între cele

două costuri va fi prezentată în tabelul 6.

Tabelul 6.

Nr. Op.

Denumire operaţie

Tipul prestaţiei Durata

[min]

Tarif[lei/100min]

Cost pe operaţie[lei/buc]

STK SAW STK SAW1. Debitare maşină producţie 0,075 98,31 104,26 0,07 0,08

operator producţie

2,205 101,043 120,53 2,23 2,66

maşină reglare 1,552 30,37 22,71 0,47 0,363,832 2,77 3,1

2. Strunjire2 buc.

maşină producţie 0,500 106,023 169,43 0,53 0,85

operator producţie

2,333 108,1 204,6 2,52 4,77

maşină reglare 2,833 30,37 27,21 0,86 0,775,666 3,91 6,39

3. Frezare maşină producţie 0,780 110,5 177,06 0,86 1,38

operator producţie

29,131 137,52 213,0 40,06 62,05

maşină reglare 29,912 30,37 27,2 9,09 8,1459,82 50,01 71,57

4. Debavurare

maşină producţie 0 0 0 0 0

operator producţie

3,216 45,23 45,23 3,06 1,45

maşină reglare 3,216 22,73 22,73 0,98 0,73

6,432 4,04 2,185. Şlefuire 7

buc./30 min.


operator producţie 5,005

74,13 93,99 3,86 4,7

maşină reglare 1,251 34,9 22,73 0,44 0,286,256 4,3 4,98

6. Spălare, conservare



100,28 257,27 1,1 2,81

maşină reglare 1,093 34,91 22,73 0,38 0,252,186 1,48 3,06

7. Ambalare, control

final



95,16 46,98 0,53 0,26

maşină reglare 0,560 30,37 22,66 0,17 0,131,12 0,7 0,39

TOTAL 67,21 91,67

Cost STK = Σ cost pe operaţii + Preţ material - Şpan + Ad. de administrare

Preţ material = 0,7925 m * 79,559 RON/m = 63,05 RON

Şpan = 5,416 kg * 10,44 RON/kg = 56,54 RON

Ad. de administrare = 0,062 * preţ material = 0,062 * 63,05= 3,93

Cost SAW = Σ cost pe operaţii + Preţ material - Şpan + Ad. de administrare

Preţ material = 0,7925 m * 79,559 RON/m = 63,05 RON

Şpan = 5,416 kg * 10,44 RON/kg = 56,54


Tabelul 7.

Tarif STK Tarif SAWCost pe operaţii 67,21 91,67Preţ material 63,05 63,05Şpan(-) -56,54 -56,54Ad. De adm. 3,93 5,04Preţ final 77,65 103,22

În cazul obţinerii reperului colivie de rulment prin tehnologia prin broşare, comparaţia între cele

două costuri va fi prezentată în tabelul 8.

Tabelul 8.

Nr. Op.

Denumire operaţie

Tipul prestaţiei Durata[min]

Tarif[lei/100min]

Cost pe operaţie[lei/buc]

STK SAW STK SAW1. Debitare maşină producţie 0,075 98,31 104,26 0,07 0,08

operator producţie 1,470 101,04 120,53 1,49 1,77maşină reglare 1,546 30,37 22,71 0,46 0,36

3,09 2,02 2,212. Strunjire 1

2 buc.maşină producţie 0,350 106,23 169,43 0,37 0,59


3,5 2,41 3,933. Strunjire 2, 3

bucmaşină producţie 0,35 106,02 169,43 0,37 0,59


2,801 1,94 3,124. Găurire maşină producţie 0,225 110,5 177,06 0,25 0,4


3,425 3,35 4,955. Broşare 1 maşină producţie 0,6 145,96 96,25 0,88 0,58






14,031 13,45 9,198. Debavurare maşină producţie 0 0 0 0 0


5,068 3,18 1,739. Şlefuire 7

buc./30 min.maşină producţie 0 0 0 0 0


6,242 4,29 4,9710. Ştemuire maşină producţie 0,3 97,76 123,81 0,29 0,37


2,35 1,67 1,9911 Spălare,

conservaremaşină producţie 0 0 0 0 0


3,89 2,63 5,4412. Ambalare,

Control finalmaşină producţie

00 0 0 0

operator producţie 0, 548 95,16 46,98 0,52 0,26maşină reglare 0,548 30,37 22,66 0,17 0,12

1,098 0,69 0,38TOTAL 63,19 56,75

Cost STK = Σ cost pe operaţii + Preţ material - Şpan + Ad. de administrare

Preţ material = 0,70151m * 86,824 RON/m = 60,91RON

Şpan = 4,434kg * 10,44 RON/kg = 46,29RON


Cost SAW = Σ cost pe operaţii + Preţ material - Şpan + Ad. de administrare

Preţ material = 0,70151m * 86,824 RON/m = 60,91 RON

Şpan = 4,434kg * 10,44 RON/kg = 46,29RON

Ad. de administrare = 0,08 * preţ material = 0,08 * 60,91 = 4,87

Tabelul 9.

Cost STK Cost SAWCost pe operaţii 63,19 56,75Preţ material 60,91 60,91Şpan(-) -46,29 -46,29Ad. De adm. 3,78 4,87Preţ final 81,59 76,24

Tabelul 10.

Cost STK Cost SAWColivie prin operaţia de frezare 77,65 103,22Colivie prin operaţia de broşare 81,59 76,24

Conform calculelor efectuate se poate observa că, în cazul obţinerii coliviei de rulment prin

tehnologia de frezare, costul obţinut prin metoda costurilor standard – 77,65 RON/buc. – este mai mic decât

cel prin metoda costurilor ideal reale – 103,22 RON/buc.

În cazul calculului costului pentru colivia obţinută prin broşare, s-a obţinut, prin metoda costurilor

standard, un cost de 81,64 RON/buc., mai mare decât costul obţinut prin metoda costurilor ideal reale –

76,24 RON/buc.

9. normarea tehnica a procesului tehnologic

Corelarea în timp a proceselor tehnologice impune de la început stabilirea unor criterii comune.Astfel, un asemenea criteriu a devenit normarea tehnică. Norma de muncă reprezintă şi unul din

criteriile aprecierii eficienţei oricărui proces tehnologic.Este de dorit ca operaţiile, fazele, trecerile, etc. să se facă într-un timp cât mai scurt (desigur nu în

dauna calităţii produsului), având astfel certitudinea că în timpul limitat de condiţiile de fabricaţie (schimb, zi, decadă lună, etc.) să se poată prognoza o cantitate strictă de produse corelate desigur cu planul de producţie.

Norma de lucru, norma de timp şi norma de producţieTimpul stabilit în vederea executării unei anumite lucrări tehnologice în anumite condiţii tehnico-

economice poartă numele de normă de lucru sau normă de timp (NT).Aceasta se măsoară în schimburi, ore sau minute.

Norma de producţie (Np) se referă la cantitatea de produse sau de lucrări stabilite a se efectua într-o unitate de timp de către un executant, în condiţiile unei calificări corespunzătoare şi condiţii tehnico-organizatorice precizate ale locului de muncă.Legătura dintre norma de timp şi norma de producţie este redată de relaţia:

TN

1pN = (8.1)

[NT] (zi/buc.), (ore/buc.), (min/buc.)…etc.se exprimă în general în: unităţi de timp (an, zi, ore, min….)/ unitate de produs (buc, kg., m,…). Desigur construcţia de maşini foloseşte în cel mai des caz (min/buc)

Structura normei tehnice de timp NT şi

stabilirea elementelor componente

Întrucât operaţia este unul din elementele de bază ale procesului

Fig. 10.1.

tehnologic (pentru care există şi documentaţie – planul de operaţii), norma de timp (NT) se va referi la timpul necesar realizării unei piese în cadrul ei. Structura normei tehnice de timp se prezintă în fig.8.1., unde:

Tpi – timpul de pregătire şi încheiereTop –timpul operativ

tb – timpul de bazăta – timpul auxiliar (ajutător)

Td1 – timpul de deservire a locului de muncă tdt – timpul de deservire tehnicătdo – timpul de deservire organizatorică

Tîr – timpul de întreruperi reglementatetto – timpul de întreruperi condiţionate de tehnologia stabilită şi de organizare a producţieiton – timpul de odihnă şi de necesităţi fireşti (fiziologice)

Deci, norma de timp se poate exprima şi sub forma relaţiilor:

îrTdlTopTn

pîT

T(b)N +++= (min/buc) (8.2)

T(b)N – norma de timp pe bucatăN – nr. bucăţi piese din lot

)nîrTdlTopTpîTT(lot)N +++= ( (min/rot) (8.3)Să analizăm pe rând fiecare componentă a relaţiei normei tehnice de timp (NT).[Tpî] – timpul de pregătire şi încheiereEl se determină pentru toată seria (lotul) de piese.El este consumat de operatorul uman înainte şi în timpul efectuării lucrării pentru crearea condiţiilor necesare executării acesteia precum şi după terminarea ei, pentru încheierea lucrărilor (studierea planului de operaţii – a documentaţiei tehnologice în general, pregătirea locului de muncă, reglarea maşinii, montarea S.D.V.-urilor, etc.).În general, timpul de pregătire-încheiere nu depinde de mărimea lotului de piese şi nu conţine consumuri de timp care se repetă periodic în timpul lucrului.Tpî – depinde de tipul producţiei, de natura (felul) operaţiei şi de gradul de organizare a muncii. El se stabileşte pe baza unor normative şi date experimentale.[Top] – timpul operativ: este timpul efectiv consumat de către operatorul uman în decursul căruia se realizează procesul tehnologic propriu-zis.Se compune din timpul de bază şi cel ajutător (auxiliar)

atbtopT += (8.4.) ( bt ) – timpul de bază, este timpul pentru transformarea prin aşchiere a semifabricatului.El depinde direct de regimul de aşchiere şi se poate determina pe cale analitică, grafică sau prin cronometrare.( at ) – timpul auxiliar (ajutător), se consumă cu efectuarea acţiunilor auxiliare (de exemplu timpul pentru fixarea şi scoaterea piesei, timpul pentru cuplarea avansului şi a turaţiei, timpul pentru măsurarea dimensiunilor realizate, etc.)De remarcat este faptul că în anumite situaţii o parte din timpul auxiliar poate să se suprapună cu timpul de bază.Acea parte, bineînţeles nu se va cuprinde în timpul operativ.[Td1] – timpul de deservire a locului de muncă este timpul consumat de operatorul uman pe întreaga perioadă a schimbului de lucru, atât pentru menţinerea în stare de funcţionare a utilajului, cât şi pentru alimentarea şi organizarea locului de muncă.- procentual: op2,5)%T(0,8dlT = (8.5.)Structural se compune din:

dotdttdlT += (8.6.)(tdt) – timpul de deservire tehnică se poate determina procentual din timpul de bază:

1001K

btdtt ⋅= [min] (8.7.)

unde: K1 – în procente raportul lui (tdt) faţă de (tb)

- literatura de specialitate dă şi alte expresii analitice ale (tdt)în funcţie de timpii de reglare şi schimbare a sculei, timpul consumat cu reglarea de compensare, numărul de reglări de compensare, îndreptarea şi lustruirea muchiei aşchietoare, toate în timpul unei perioade de durabilitate economică admisă.[59](tdo) – timpul de deservire organizatorică; aceasta nedepinzând de locul concret de muncă, efectuându-se la orice fel de lucrare.Asemenea ca şi (tdt), se poate exprima în procente faţă de timpul de bază:

1002K

opTdoT ⋅= [min] (8.8.)

unde K2 este coeficientul procentual (faţă de timpul operativ)[Tîr] – timpul de întreruperi reglementate este perioada de timp necesar operatorului uman în procesul de lucru pentru necesităţi fireşti (ton) cât şi de organizare a producţiei (tto).Deci:

totontîrT += (8.9.)Se poate estima:

1003K

opTonT = [min] (8.10.)

unde K3 este tot un factor procentual.Este important să reţinem că toţi timpii:[Tpî, Top, Td1, Tîr) sunt timpi productivi.

Metode folosite pentru determinarea normelor tehnice de timp, modalităţi de măsurare şi analizăSe pot folosi următoarele metode în vederea stabilirii normelor de timp:

a) metoda analiticăb) metoda experimental-statisticăc) metoda comparativă

Metodele b) şi c) au un oarecare grad de subiectivitate, deci, în consecinţă nu pot fi aplicate în producţia de serie mare şi masă.Prima metodă, cea analitică (a) defalcă în profunzime structura procesului de prelucrare, deci elementele componente: operaţii, faze, treceri, până la nivel de mânuiri.Deocamdată această metodă se consideră a fi cea mai exactă şi din această cauză, metoda are aplicabilitate în producţia de serie mare şi masă, unde stabilirea normelor de timp trebuie să fie făcută cu precizie maximă.Ca metode de măsurare şi de analiză a timpului de muncă întâlnim:

1. Metode de înregistrare directă a timpului1.1. – cronometrarea1.2. – fotografierea

2. Metode de înregistrare indirectă a timpului2.1. – observări instantanee2.2. – măsurarea timpului pe microelemente

3. Filmarea4. Utilizarea magnetofonului5. Oscilografierea6. Centralografierea, tehnografierea şi productografierea

Pentru explicaţii, considerăm mai important să ne oprim la ultimele metode:- Filmarea: - este metoda de înregistrare continuă şi în amănunte a unei anumite perioade de muncă, utilizându-se aparatul de filmat.- Utilizarea magnetofonului: - se indică la măsurarea activităţilor care se desfăşoară pe întuneric. Magnetofonul se completează cu un sistem automat de marcare a începutului şi sfârşitul acţiunii înregistrate pe bandă. Totodată se cuplează la un contor care permite măsurarea cu precizie cerută (uneori sutimi de secundă) a intervalelor de timp scurse între două semnale sonore înregistrate pe bandă, utilizându-se dispozitive de recunoaştere a acestor semnale.- Oscilografierea: - se utilizează când nu este necesară prezenţa unui observator. Astfel se înregistrează pe oscilograf semnalele primite de la maşina-unealtă prin intermediul unor traductoare, obţinându-se succesiunea mânuirilor, fazelor etc. Pe o diagramă (numită oscilogramă).

- Centralografierea: este procedeul de analizare pe o instalaţie electronică (centralograf) a unei grupe până la 20-40 maşini. Se poate cuprinde chiar o secţie întreagă. Ca funcţionare (pe bază de traductoare) se aseamănă cu instalaţia şi principiul oscilografului.Faţă de centralograf, productograful precum şi tehnograful sunt sisteme mai complexe de măsurare.

Exemple de stabilire a principalilor timpi de bază la unele operaţii de prelucrare pe maşini-unelte

Operaţia Formula de calculStrunjire

isn

lll

bt 21

++=

l - lungimea piesei [mm]

1l - lungimea de pătrundere[mm]

2l - lungimea de ieşire, [mm]s-avansul, mm/rotn-turaţia, rot/mini-numărul de treceri

Broşare

isn

lll

bt 21

++=

pl

brll +=

brl - lungimea părţii de lucru a broşei [mm]

pl - lungimea de broşat a piesei [mm]

Frezarea filetelor cu freze disc

igm

s

D

p

lll

bt

απcos

21++

=

p - pasul filetului [mm]

D - diametrul exterior al filetului [mm]g - numărul de începuturi ale filetuluiα - unghiul filetului, în grade

Frezarea

is

lll

bt

m

21++

=

znss zm = (mm/min)

zs - avansul pe dinte, mmn - nr. de rotaţii a frezei, rot/minz - numărul de dinţi

Frezarea canelurilor cu freze disc profilate

cz

fzn

zs

lll

bt 21

++=

fn -turaţia frezei, rot/min

cz - numărul de caneluri

Frezarea canelurilor cu freze melcc

zk

fn

ps

lll

bt 21

++=

ps - avansul arborelui, în [mm/rot]

k - numărul de începuturi ale frezei melc

Prelucrarea roţilor melcate prin metoda avansului radial

qf

nr

s

mzb

t3=

rs - avansul radial la o rotaţie a semifabricatului [mm]m- modulul roţii, [mm]z- nr.de dinţi ai roţiiq- nr. de începuturi ale frezei

fn - nr. de rotaţii ale frezei

Prelucrarea canalelor prin mortezare cu roată de mortezat

kn

cs

D

nr

s

hb

tπ+=

h - înălţimea canelurii, în [mm]

D - diametrul exterior al canelurii în [mm]

rs - avansul radial la o cursă dublă a roţii de mortezat în [mm]

cs - avansul circular la o cursă dublă a roţii de mortezat în [mm]n - numărul de curse dublek - numărul de treceri

Prelucrarea danturii roţilor dinţate cilindrice cu freze disc modul

Pe maşini orizontale de frezat cu cap divizor:

ziim

s

lll

bt 21

++=

Pe maşini de frezat cu divizare automată

zzim

s

lllz

ims

lll

bt τ+

+++

++= 2121 z - numărul de

dinţi ai roţii dinţate

ims - avansul la minut la cursa de întoarcere, în [mm]

Prelucrarea danturii roţilor dinţate cilindrice cu freze melc modul

zq

fn

ps

lll

bt 21

++=

ps - avansul pe rotaţie a semifabricatului în

[mm] q - numărul de începuturi ale frezei

Prelucrarea danturii roţilor dinţate cilindrice cu roată de mortezat

kn

cs

mz

nr

s

hb

tπ+=

rs - avansul radial la o cursă dublă a roţii de mortezat în [mm]

cs - avansul circular la o cursă dublă a roţii de mortezat în [mm]m - modulul roţii dinţate în [mm]k - numărul de treceri

Prelucrarea roţilor melcate prin metoda avansului tangenţial

qf

nt

s

zmzb

t94,2=

ts - avansul tangenţial pentru o rotaţie a semifabricatului [mm]

Rectificarea exterioară între vârfuri prin metoda avansului longitudinal

kt

h

pBn

Lb

tβ

=

L - lungimea cursei longitudinale a mesei [mm]B– lăţimea discului abraziv [mm]β- avansul în fracţiuni din lăţimea discului

abraziv

pn numărul de rotaţii ale piesei, în [ rot/min]

h - adaosul pe rază, în [mm]t - avansul transversal la fiecare cursă, în [mm]k - coeficient de corecţie

Rectificarea exterioară între vârfuri prin metoda pătrunderii

kp

tn

hb

t =

Rectificarea exterioară fără centre prin trecereik

mm

s

Blmb

t+=

l - lungimea de prelucrat, [mm]

B - lăţimea discului abraziv[mm]m - numărul pieselor la rectificarea cu flux continuu

απ sinc

nc

Dm

s = [mm/min]

cD - diametrul discului conducător [mm]

cn - turaţia discului conducătorα - unghiul de înclinare al discului

Rectificarea plană cu partea frontală a discului abraziv pe maşini cu mese rotative

km

tn

hb

t =

mn - numărul de rotaţii ale mesei

k - coeficientul de corecţie

Rectificarea plană cu partea frontală a discului abraziv pe maşini cu mese dreptunghiulare k

m

lllbt

1

mv100021 ++

= mv - viteza mesei,

în [mm]m - numărul de piese prelucrate simultank - coeficient de corecţie

10. Concluzii

Se poate concluziona că gama coliviilor de rulmenţi este foarte diversă, cu utilizări din cele mai

ample.

Într-o lume care cunoaşte o dezvoltare din ce în ce mai rapidă şi în care prognozele se împlinesc, şi

sunt depăşite tot mai repede, dezvoltarea pe plan mondial a industriei, a condus la apariţia unui număr foarte

mare de tipuri şi soluţii constructive privind organele de maşini, şi implicit a rulmenţilor.

Multitudinea variantelor constructive de rulmenţi existente la nivel mondial, precum şi numărul mare

de firme care au ca obiect de activitate fabricarea acestora, face mai dificil procesul de alegere al soluţiei

optime, dintr-o serie întreagă de soluţii care îndeplinesc condiţiile impuse de necesităţile existente în

industrie.

Calitatea fabricaţiei, care este în strânsă legătură cu calitatea produsului, este asigurată de alegerea

soluţiei optime a fabricaţiei reperului studiat, mai ales din punctul de vedere al fluxului tehnologic utilizat.

10. Bibliografie

1. Catalog de rulmenţi, Editura Tehnoimportexport, Bucureşti, 1992;

2. Diaconu, P., Contabilitate managerială, Editura Economică, Bucureşti, 2002;

3. Ebbeken, K.; Possler, L., Calculaţia şi managementul costurilor, Editura Teora,

Bucureşti, 2002;

4. Gafiţanu, M., Organe de maşini, vol. II, Editura Tehnică, Bucureşti, 1983;

5.Gafiţanu, M.; Năstase, D., Rulmenţi-Proiectare şi tehnologie, vol. I, Editura Tehnică,

Bucureşti, 1985;

6. Gafiţanu, M.; Năstase, D., Rulmenţi-Proiectare şi tehnologie, vol. II, Editura Tehnică,

Bucureşti, 1985;

7. Popa, A., Tehnologia deformărilor practice, Universitatea Transilvania Braşov, 1985;

8. Internet.

Proiect Tm Colivie Rulment

Documents

Transcript of Proiect Tm Colivie Rulment