Tehnologii Generale de Fabricare a preparatelor din carne din grupa mezelurilor
Proiect Tehnologii de Fabricare
Transcript of Proiect Tehnologii de Fabricare
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
1/56
I. NOTIUNI GENERALE
I.1. PROCESE DE PRODUCTIE, PROCESE TEHNOLOGICE
l ELEMENTELE LOR COMPONENTE
Procesul de producie al unei uzine constructoare de maini cuprinde
n sine obinerea semifabricatelor (prin turnare, forjare sau debitare din lami-
nate), toate formele de prelucrare a lor (prelucrarea mecanic, termic, chimic,
electric etc), controlul tehnic al dimensiunilor i al calitii n toate stadiile de
producie, transportul materialelor, semifabricatelor, pieselor i produselor,
asamblarea, vopsirea, mpachetarea i expedierea produselor.
Procesul tehnologic de prelucrare mecanic este acea parte a
procesului de producie, care este legat nemijlocit de schimbarea formei
geometrice, a dimensiunilor, a calitilor fizico-mecanice, a calitii suprafeei
pn la obinerea piesei finite.
n procesul tehnologic de prelucrare mecanic snt incluse i o serie de
aciuni auxiliare legate nemijlocit, sau care numai nsoesc schimbarea formei
geometrice, a dimensiunilor, a calitilor fizico-mecanice, a calitii su-prafeei
piesei supuse prelucrrii, ca de exemplu: aezarea i fixarea piesei pe main,
controlul tehnic, curirea piesei i a dispozitivului i ntr-o serie de cazuri i
transportul piesei.n timpul acestor aciuni auxiliare nu are loc schimbarea formei
geometrice, a dimensiunilor i nici a rugozitii piesei, ns ntruct aceste ac-
hiini auxiliare snt ndeplinite de ctre muncitorul care lucreaz la locul res-
pectiv de munc, ele fac parte din procesul tehnologic de prelucrare.
Transportul piesei prin atelier fcut de ctre muncitorii auxiliari sau
automat, cu diverse sisteme de transportare, nu intr in procesul tehnologic deprelucrare, ntruct n acest timp muncitorul productiv lucreaz la locul su de
1
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
2/56
munc.
In mod analog, procesul tehnologic de asamblare reprezint o parte a
procesului de producie, legat nemijlocit de asamblarea pieselor n grupe,
subansamble, ansamble i apoi n produsul respectiv (automobil, tractor, ma-
in unealt etc).
Pe ntru a se putea face asamblarea pieselor n produs este de
asemenea necesar a se executa o serie de aciuni auxiliare, legate nemijlocit de
procesul de asamblare.
Procesul tehnologic (de prelucrare i de asamblare) se execut la
diferite locuri de munc.
Locul de munc este acea parte din suprafaa de producie care este
utilat cu utilajul corespunztor lucrului ce se efectueaz pe el.
Elementele componente ale procesului tehnologic snt urmtoarele:
Operaia este acea parte a procesului tehnologic care se execut la
un loc de munc i cuprinde toate aciunile utilajului i muncitorului sau ale
unui grup de muncitori, n legtur cu prelucrarea sau asamblarea unei piese
sau a mai multor piese simultan, pn ce se trece la prelucrarea sau asambla-
rca altei sau altor piese.
Operaia se poate executa dintr-o singur aezare sau din cteva
aezri ale piesei n dispozitiv sau pe masa mainii.n cazul exemplului dat,
atunci cnd arborele se centruiete pe rnd-la cele dou capete cu acelai regim
de achiere, operaia este format din dou aezri.Cnd arborele se centruiete la ambele capete simultan pe o main
special, operaia este constituit dintr-o singur aezare.
Piesa fixat n dispozitiv poate fi prelucrat n una sau mai multe
poziii fa de scula sau sculele cu care se face prelucrarea ei.
O operaie poate fi constituit de asemenea din una sau mai multe faze.
Faza este acea parte a operaiei n care se execut complet dintr-osingur aezare i poziie a piesei o suprafa sau mai multe suprafee simul-
2
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
3/56
tan, cu o scul sau cu un complet de scule, cu un anumit regim de achiere.
Adaosul de prelucrare ce trebuie ndeprtat ntr-o faz de pe
suprafaa sau suprafeele piesei (dac se prelucreaz simultan mai multe
suprafee ale piesei) poate fi ndeprtat dintr-o singur trecere sau din mai
multe treceri.
La fiecare trecere a sculelor cu care se face prelucrarea de pe
suprafaa sau suprafeele ce se prelucreaz, n sensul avansului, se
ndeprteaz cte un strat de material. Toate trecerile se execut cu acelai
regim de achiere.
Dac o trecere se execut cu alt regim de achiere atunci trecerea
devine faz.
Faza i trecerea la rndul lor sunt formate din una sau mai multe
mimuri. Mnuirea reprezint totalitatea micrilor efectuate de muncitor in
timpul desfurrii lucrului sau de pregtirea lui.
Mnuirile snt aciuni auxiliare pentru aezarea i fixarea piesei pe
main sau dispozitiv, pentru apropierea sculei de pies, pentru pornirea
motorului i cuplarea avansurilor, precum si cele executate dup prelucrarea
piesei.
Micarea este partea cea mai mic dintr-o mnuire, care poate fi
msurat n timp.
Pentru efectuarea fiecrei aciuni (operaie, faz, trecere, mnuire,
micare) se consum o cantitate de munc din partea muncitorului.Consumul de munc se msoar n timp.
Timpul consumat de muncitor pentru executarea unui proces tehnolo-
gic se numete volum de munc.
Exist volum de munc efectiv, nelegnd prin acesta timpul real con-
sumat pentru efectuarea lucrului i volum de munc calculatsau normat, acesta
reprezentnd timpul n care trebuie s se execute lucrul respectiv.Unitatea de msur a volumului de munc se numete om - or.
3
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
4/56
O main-unealt sau un utilaj oarecare sunt ocupate pentru
prelucrarea piesei un anumit timp. Pentru calculul timpului necesar efecturii
atm-mitor prelucrri i pentru calculul numrului de maini-unelte necesar pre-
lucrrii unei piesa la toate operaiile, se folosete noiunea de volum de
main.
Volum de main se numete timpul n decursul cruia maina-unealt
sau mainile-unelte sunt ocupate sau trebuie s fie ocupate pentru prelucrarea
unei piese la o operaie sau la toate operaiile.
Exist deci, volum de main pe operaii, volum de main pe pies i
volum de main pe produs.
Volumul de main poate fi efectiv sau calculat. Unitatea de msur a
volumului de main este de obicei main-unealt-or.
Pentru normarea muncii i planificarea produciei se folosete norma
tehnic de timp.
Fiecare operaie sau proces tehnologic de prelucrare a unei piese sau a
produsului ntreg se execut ntr-un anumit timp calendaristic.
Intervalul de timp msurat de la nceputul i pn la sfritul
prelucrrii piesei la o operaie sau la toate operaiile (care dup anumite
intervale de timp se repet) se numete ciclu. Aceast noiune se folosete n
producia de serie i de mas.
Dac operaiile sau procesele tehnologice se mai repet dup anumiteintervale de timp, intervalul de timp msurat de la nceputul i pn la sfritul
prelucrrii piesei la o operaie sau la toate operaiile se numete durata operaiei
sau a procesului tehnologic (aceast noiune, deci, se folosete n producia
individual sau de unicate).
Diferitele produse sau piese din produsele respective se
confecioneaz n diferite cantiti n unitatea de timp, care poate fi anul,trimestrul sau luna.
4
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
5/56
Cantitatea respectiv de produse sau piese se numete
program sau produciepe durata corespunztoare.
Cantitatea de produse, piese sau semifabricate care se
confecioneaz dup un desen care nu se modific, definete mrimea seriei.
Dac se trece la o construcie nou a aceluiai produs (tractor,
autocamion, strung etc), pies semifabricat, i se schimb desenul, atunci se
schimb i numrul sau iniialele seriei.
Ritmulsau tactul de fabricaie sau de livrare reprezint intervalul de
timp, dup care periodic are loc livrarea unui produs, piese sau semifabricat, de
la o linie tehnologic, dintr-un atelier, secie sau ntreprindere. Dac se obtine,
de exemplu, c ritmul sau tactul de fabricaie sau de livrare a unui tractor este
de 5 minute, asta nseamn, c dup fiecare 5 minute la captul li ni ei
tehnologice de asamblare general iese un tractor gata pentru livrare.
Cantitatea de piese de acelai fel lansat odat n lucru la un loc de
munc sau pe o linie tehnologic se numete lot. Mrimea lotului de piese se
determin prin calcul.
I.2. TIPURILE DE PRODUCIE N CONSTRUCIA DE
MAINI
n industria constructoare de maini exist trei tipuri de producii i
anume:
producie de mas;
producie de serie:
producie individual sau de unicate.
In producia de masprodusele se execut n mod continuu, n canti-
ti relativ mari i ntr-o perioad lung de timp (de obicei de civa ani).
O caracteristic principal a produciei de mas o constituie nu canti-
tatea de produse livrate, ci efectuarea la majoritatea locurilor de munc a
acelorai operaii cu repetare continu.
5
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
6/56
Producia fabricaiei de mas const din produse de aceeai natur
(unele standardizate), tipuri stabilizate de larg utilizare. O astfel de producie
este de exemplu, producia de automobile, tractoare, motoare electrice, rulmeni
etc.
In producia de serie se execut serii de produse i loturi de piese, care
se repet cu regularitate dup anumite i bine stabilite perioade de timp.
Producia de serie este o producie cu nomenclatur multipl.
O caracteristic principal a produciei de serie o constituie repetarea
periodic a executrii acelorai operaii la majoritatea locurilor de munc.
Produsele acestui tip de producie snt maini de tipuri stabilizate,
fabricate n cantiti mai mari sau mai' mici, ca de exemplu: maini-unelte,
motoare staionare cu ardere intern, pompe, compresoare, utilaje pentru
industria alimentara etc.
In producia individual sau de unicate se execut produse ntr-o
nomenclatur foarte variat n cantiti mici, n majoritate unicate.
Datorita acestui fapt producia individual trebuie s fie universal i
foarte elastic, pentru a putea executa nomenclatura larg i foarte variat de
produse.
Produsele executate n acest tip de producie fie c nu se mai repet,
fie c se repet dup intervale de timp neprevzute. Caracteristica principalaa
produciei individuale o constituie executarea la locurile de munca a uneifoarte variate game de operaii diferite fr o repetare periodic a lor. Pro-
dusele acestui tip de producie sunt maini care nu au o utilizare larg, exe-
cutate pe comenzi speciale. Producia individual este proprie industriei con-
structoare de maini grele, ale crei produse sunt hidroturbine mari, maini-
unelte grele unicate, utilaje metalurgice etc.
Divizarea uzinelor constructoare de maini dup tipuri de produciieste convenional.
6
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
7/56
ntr-o serie de cazuri, n uzinele cu producie de mas, n anumite
secii lucrul se desfoar n serie.Astfel, n paralel cu asamblarea general a
mainii i a ansamblelor care necesit un volum mare de munc se desfoar
i asamblarea n serie a ansamblelor care necesit un volum mai mic de
munca.
Prelucrarea mecanic a pieselor mai simple se face de asemenea, n
serie.
n atelierele de presare la rece a tablelor, n atelierele de forj a ntre-
prinderilor cu producia de mas, datorit productivitii foarte mari a utilajelor
pentru aceste prelucrri, lucrul se desfoar pe principiile produciei de serie.
Se poate deci numi producie de mas, producia acelei ntreprinderi
n care la majoritatea locurilor de munc se execut n mod constant succesiv
aceeai operaie, iar locurile de munc sunt dispuse n ordinea succesiunii,
desfurrii procesului tehnologic.
Dac ns la majoritatealocurilor de munc se execut cteva operaii
care se repet periodic, atunci producia acelei ntreprinderi este o producie de
serie.
Dac n repetarea executrii operaiilor la locurile de munc nu exist
o periodicitate planificat, atunci producia ntreprinderii respective este
individual sau de unicate.
Producia de serie, n funcie de caracteristica ei principal, n unele
cazuri se poate apropia de producia de mas, cnd se numete producie de
serie mare, sau se poate apropia de producia individual, cnd se numeteproducie de serie mic.
7
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
8/56
II. B I E L A
Biela este organul intermediar care face legtura ntre dou piese cu
micri diferite: pistonul care are o micare rectilinie i manetonul respectiv de
pe arborele cotit care are o micare circular.
Micrile pe care le execut biela n timpul funcionrii sunt destul de
complicate i nu sunt aceleai pentru toate punctele ei. Centrul lagrului bielei
descrie un cerc, iar bolul o linie dreapt, ns nici un punct material al bielei nu
parcurge un drum circular sau drept, ci toate punctele de pe biel descriu diferite
curbe nchise.
Prile principaleale bielei snt:
captul mic (superior);
corpul sau tija;
captul mare (inferior), coninnd lagrul cu capacul, butoanele i
piuliele respective n cazul bielelor deschise.
Denumirile clasice ca picior de biel i cap de biel, nu pot fi folosite
n practic, deoarece nu corespund cu poziia pe care oare biela la motorul de
automobil.
Prin picior se nelege partea n care st bolul, iar capul era partea care
cuprinde lagrul. Aceast nomenclatur s-a aplicat iniial la mainile cu abur,
locomotive, motoare stabile etc, la care de obicei bielele sunt aezate n poziie
orizontal. Ins la automobil, unde bielele sunt verticale, cu capul n jos i cu
piciorul n sus s-ar produce desigur confuzii ntre aceti termeni, de aceea este
mai practic a se spune capt mare" la partea care conine lagrul i capt mic"
la partea unde st bolul.
Solicitrile la care este supus biela sunt de mai multe feluri, i anume:
- compresie - de ctre forele datorite exploziei n regiunea PMS i de
ctre forele de inerie ale pieselor cu micare alternativ, n poziiile din zona
8
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
9/56
PMI;
- traciune - de ctre forele de inerie ale pieselor cu micare
alternativ n zona PMS;
- ncovoiere - datorit forelor de inerie ale micrii alternative
oscilante a corpului bielei i diferenelor de aliniere n timpul solicitrilor;
- flambaj (ndoire cnd compresiile sunt excesive).
Avnd n vedere vitezele mari cu care se mic o biel, cum i
schimbrile brute ale sensului de micare, este necesar ca orice biel de motor
de automobil s fie ct mai uoar.
Captul mic sufer aceleai variaii de vitez ca i pistonul. La un
motor care are cursa pistonului de 100 mm, viteza maxim a acestui capt la
turaia de 5 000 rot/min este 27m/s sau 95km/h
Deci, captul mic al bielei, pe un drum de 5 cm, trece de la viteza de
100 km/h la viteza 0 i apoi pornete napoi, atingnd iar viteza de 100 km/h n
scurtul drum de 5 cm i repetnd mereu aceste schimbri de vitez.
Oprirea de la viteza de 100 km/h la 0 se face n timpul foarte scurt de
0,003 s (trei rnii de secund).
In acest timp, captul mare se nvrtete circular ns uniform, cu viteze
i mai mari.
S calculm viteza circular maxim a unui urub de biel (de la
exterior) n cazul de mai sus, presupunnd c manetonul respectiv are diametrul
de 50 mm i c de la suprafaa manetonului pn la urub mai sunt nc 10 mm.Raza lui de rotaie va fi:
R = 100/2+50/2 +10=85 mm.
Lungimea circumferinei =2 XX R = 2 X 3,14 X 85=0,53 m. Turaia
de
5000 rot/min = 833 rot/s, deci 833x0,53 = 44,5 m/s, sau 160 km/h; adic, n
exemplul luat, partea respectiv a bielei poate avea o vitez mai mare dectviteza cu care se deplaseaz automobilul.
9
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
10/56
La viteze circulare att de mari, forele centrifuge sunt foarte mari,
astfel, este uor de neles pentru ce greutatea bielei trebuie s fie minim.
Caracteristicile principale ale unei biele snt:
- lungimeaL;
- greutatea;
- diametrul locaului pentru lagr;
- diametrul ochiului pentru buca bolului;
- limea locaului de lagr;
- limea ochiului pentru buca bolului.
Forma bielei variaz att ca dimensiuni, ct i ca execuie. Captul mic
poate avea diferite forme.
n ce privete corpul, majoritatea motoarelor de automobil au biele cu
seciunea n dublu T. Rareori se ntlnesc biele tubulare cu seciunea circular
sau oval. Aproape totdeauna tija bielei este mai subire sus lng bol i mai
groas jos.
Bielele n dublu T sunt mai uor de fabricat i prin forma lor, transmit
efortul la lagr pe o baz mai larg.
Majoritatea bielelor de automobil sunt deschise" adic lagrul este
compus din dou jumti separate, dintre care una face corp comun cu tija
bielei, iar cealalt demontabil, este capacul bielei sau capacul de lagr.
La unele motoare (de sport sau de motociclet), care au lagre cu
rulmeni, se folosesc biele nchise" sau inelare; lagrul nu este demontabil,
fiind executat dintr-o singur bucat. Astfel de biele se pot scoate prindemontarea arborelui cotit.
Capacul se fixeaz n majoritatea cazurilor prin dou uruburi de oel
special. Suma seciunilor minime ale acestor uruburi este aproape egal cu
suprafaa seciunii corpului bielei la mijlocul ei.
Capacul se strnge cu piulie speciale, lungi, avnd filet cu pasul mic,
cu tolerane strnse.uruburile respective pot fi demontabile sau executate dintr-o bucat
10
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
11/56
cu biela prin forjare.
uruburile demontabile sunt adeseori executate cu degajare i cu filet
rulat.
Bielele care au uruburi nedemontabile prezint avantajul c sunt mai
uoare, n schimb ele nu mai pot fi folosite cnd un urub s-a rupt, de exemplu
prin strngere exagerat.
Tot n scopul realizrii unor biele ct mai uoare, aceste uruburi se
plaseaz foarte aproape de suprafaa lagrului. Uneori uruburile sunt att de
aproape de maneton, nct cuzineii de lagr au cte o cresttur pentru trecerea
lor.
Foarte rar se gsesc biele la care capacul este strns cu patru uruburi.
Acestea se folosesc n special la motoare mari, unde capacitatea unui cilindru
depete 1 000 cm3.
Capacul de biel i uruburile respective sunt supuse la solicitri mari.
La turaii nalte, forele de inerie n zona PMS, create de piston i de
biel, snt preluate de uruburile i de capacul bielei. Fiecare frnare i
accelerare a pistonului n apropierea PMS se traduce prin efecte de smulgere a
capacului cu fore care depesc uneori 1 000 kg. In vederea acestor solicitri
mari, majoritatea capacelor sunt nzestrate cu nervuri exterioare, pentru ntrire.
Cele mai multe capace au o singur nervur la mijloc, altele au dou
nervuri n prile laterale. S-au constatat cazuri de ncovoiere a capacelor de
biel din cauza nervurilor insuficiente la unele automobile, ale cror motoare au
fost meninute la turaie nalt.Fixarea capacului pe biel ntr-o poziie precis i fr joc este foarte
important. Jocurile corecte la lagr sunt de cteva sutimi de milimetru; deci
este absolut necesar ca poziia capacului s nu se poat schimba ntre dou
demontri. n acest scop, gurile capacului se fac cu o toleran strns fa de
uruburile respective. La majoritatea bielelor, capacele nu se pot apropia sau
deprta dect btnd uor cu coada ciocanului. Mai rar, asigurarea poziieicapacului se face prin praguri sau tifturi ntre biel i capac.
11
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
12/56
In scopul unei asamblri ct mai rigide, suprafeele de strngere ale
capacului trebuie s fie perfect plane, att la biel, ct i la capac.
La unele motoare de construcie veche, se gsesc ntre aceste suprafee
cteva mici distaniere, de tabl de alam, de 0,1 i 0,2 mm, n vederea unor
ajustri rapide ale lagrelor.
La motoarele nzestrate cu lagre de biel demontabile, denumite
cuzinei, pe suprafeele de strngere se afl cte o mic scobitur, unde se
fixeaz pragurile sau pintenii cuzineilor, care i mpiedic s se deplaseze.
In legtur cu modul de ungere, se deosebesc:
capace cu linguri pentru barbotaj;
capace fr linguri;
biele cu conduct;
biele fr conduct.
Sistemul de ungere al lagrelor de biel prin barbotaj este astzi
aproape complet prsit; de aceea, capacele cu lingurie se ntlnese numai la
unele motoare vechi. Bielele fr conduct i cu capac fr linguri au o
ntrebuinare tot mai mare, ungerea fcndu-se sub presiune numai pentru lagr,
dar nu i pentru bol.
Biele cu conduct i cu capac cu linguri nu exist.
Tot n legtur cu particularitile de ungere se mai pot gsi la biel o
serie de orificii i anume: deasupra bolului i deasupra lagrului.
Orificiile de deasupra bolului au rolul de a capta o parte din picturile
de ulei ce cad de pe fundul pistonului pentru ungerea bucei i a bolului.
Spre a putea prinde ct mai multe picturi, aceste orificii au o form
conic.
Orificiile de deasupra lagrului sunt de mai multe feluri: pentru
ungerea cilindrului respectiv, pentru a contribui la ungerea bolului i pentru a
unge cilindrul opus (la motoarele n V).
Cilindrii se ung prin stropii de ulei care scap pe lng lagre i
paliere.
12
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
13/56
Aceti stropi urmeaz traiectorii apropiate de forma spiral, avnd
acelai sens de nvrtire ca al arborelui cotit; rezult c partea din dreapta a
cilindrilor este stropit mai abundent dect partea din stnga (privind de la
manivel).
In primele minute dup o pornire la rece, din cauza viscozitii uleiului
rece, aceast ungere prin stropi de ulei este aproape inexistent. Pentru a
remedia acest dezavantaj, unele biele sunt prevzute cu orificii E de circa 2 mm
n partea de sus a lagrului, n apropierea zonei de legtur cu tija.
La unele biele exist un astfel de orificiu numai n partea stng, spre a
unge zona cilindrului care primete mai puini stropi de ulei. La acestea, direcia
orificiului este nclinat mult fa de corpul bielei. La altele se gsesc dou
orificii de fiecare parte a bazei tijei.
Cnd ele sunt dirijate drept n sus, paralel cu corpul bielei, rolul lor
este dublu: ungerea cilindrului i a bolului n primele minute, dup o
pornire la rece.
La unele motoare n V, aceste orificii sunt ndreptate aproape
perpendicular pe biel, avnd rolul de a stropi, dup pornire, cilindrul de alturi.
Biele asimetrice.
La unele motoare, n scopul de a realiza in bloc ct mai scurt,
bielele au o form asimetric. In unele cazuri este dezaxat captul mic fa
de tija bielei, iar n alte cazuri, tija este dezaxat fa de captul mare.
Desigur c la aceste biele, ncrcarea nu va fi egal pe toat suprafaa
lagrului.n practic, astfel de biele nu au cauzat defecte grave. Totui, s-a
observat c dup ce motorul a ajuns la un grad naintat de uzur bielele
asimetrice tind s se ncline. Acest lucru se observ la demontare, deoarece
adeseori se constat c bielele au frecat de piston spre partea F unde
ncrcarea lagrului este mai pronunat.
In concluzie, rezult c sunt de preferat bielele simetricefa de cele asimetrice.
13
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
14/56
Lungimea bielei
Prin lungimea bielei" se nelege nu lungimea ei total, ci distana
dintre centrul lagrului i centrul bolului.
Pentru efectuarea acestei msurri se va utiliza un ubler mare cu care
se vor msura diametreleD la lagr i dla bol. De exemplu:
D = 50 mm si d = 24 mm se va face semisuma lor (50 + 24) / 2 = 74/2 = 37
mm, apoi se va msura cu ublerul distana cea mai mic dintre ochiuri, de
exemplu 135 mm. LungimeaL a acestei biele este de:
L=435+37=172 mm.
Lungimea L a bielei este, n general, proporional cu cursa S a
pistonului.
In majoritatea cazurilor, raportul dintreL i S este n jurul valorii
L = 2 S.
Bielele cele mai scurte au lungimea L=l,5 S, iar cele mai lungi
L=2,5 S.
Avantajele bielei lungi snt:
frecri mai reduse ale pistonului pe cilindru;
accelerri ale pistonului mai uniforme ntre PMS i PMI.
Dezavantajele lor sunt:
motorul este mai nalt (ceea ce influeneaz cantitatea de material i
preul);
fiind mai grele, forele centrifuge i forele de inerie proprii cresc.
La bielele scurte, situaia este oarecum invers, adic ele dau
acceleraii diferite i presiuni laterale mari, ns sunt mai uoare i permit
realizarea unor motoare cu greutate i pre mai reduse.
Diametrul locaului pentru lagr este totdeauna mult mai mare dect
diametrul pentru buca de bol, deoarece manetonul are de preluat solicitri mai
mari dect bolul.
14
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
15/56
Cnd captul mare al bielei se rotete cu turaie ridicat, iau natere
fore centrifuge foarte mari, care se adaug la solicitrile, transmise de bol.
Diametrul respectiv al ochiului bielei este cu 48 mm mai mare, dup
grosimea bucei.
Diametrul captului mare al bielei este de 23 ori mai mare dect cel
de la captul opus, adic are fa de alezajul cilindrului respectiv A, valoarea
d=0,5Apn la 0,8A.
Limea capetelor bielei are importan, deoarece un lagr dureaz mai
mult, dac pentru acelai diametru el este mai lat. Limea lagrelor este uneori
condiionat de forma i de lungimea motorului.
Exist o varietate destul de mare de limi l ale capetelor de biel.
Fa de diametrul lagrului d, limea l variaz ntre 0,27 i 0,8 dsau
chiar mai mult; exist lagre la care limea este aproape egal cu diametrul lor.
Limea captului mic are o valoare medie de 0,4 A (A fiind alezajul
cilindrului).
La majoritatea motoarelor moderne, lagrele sunt separate de biel
prin cuzinei demontabili. Lagre turnate direct pe biel se mai ntlnesc numai
la motoarele de tip vechi. Foarte rar se mai execut biele din aliaj de aluminiu
care calc direct pe arborele cotit.
De asemenea, la motoarele de automobil se construiesc foarte rar
lagre cu rulmeni.
La motoarele cu cilindri n V exist biele aezate cte dou pe unmaneton. In acest caz pot s stea, fie alturi, fie nclecate (cu o biel n furc).
In primul caz, din cauza decalrii bielelor, cei doi cilindri opui nu au
axele n acelai plan, ci la o distan care fiind msurat n lungul motorului este
egal cu limea captului mare al bielei.
Unele biele care sunt articulate una cu alta se numesc biel-mam i
bielet; acestea se ntlnesc ns numai la motoare de avion i la unelemotociclete n doi timpi.
15
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
16/56
Un caz special l prezint bielele care, dei au lagr pe role, sunt totui
de construcie deschis, adic cu capac (motocicletele Zundapp i altele). La
acestea este absolut necesar ca gurile din capac s fie perfect egale cu
diametrul uruburilor din biel.
Alt caz special este cel al bielelor cu capace aezate oblic. Astfel de
biele s-au construit pentru ca s se dea lagrului un diametru mare i, n acelai
timp, s se poat scoate biela afar, trgnd-o n sus prin cilindru. La unele biele
de acest fel, suprafeele de prindere ale capacului nu sunt netede, ci au caneluri,
n scopul de a realiza o ncastrare mai sigur a capacului n poziia corect, de a
reduce solicitarea la forfecare a uruburilor i de a evita ajustarea lagrului
totdeauna necorect executat prin pilirea suprafeelor de prindere.
Biele lustruite.
La unele motoare de sport i aproape la toate motoarele de avion,
bielele sunt prelucrate n ntregime fiind polizate i lustruite.
Biela este o pies important supus n timpul funcionrii la mari
solicitri alternative. Ruperea unei biele cauzeaz totdeauna distrugeri grave la
motor.
Experiena a dovedit c piesele supuse la solicitri alternative rezist
mult mai bine cnd suprafeele lor sunt lustruite.
Astfel, o biel executat din oel special cu rezistena de 100 kgf/mm2
poate rezista la solicitri de mrime aproape dubl, cnd suprafaa ei este
perfect lustruit (29 fa de 52 kgf/mni2).
Lustruirea bielei are i un alt efect favorabil, contribuind la o bunrcire a bielei. O suprafa lucioas i de culoare deschis radiaz mai mult
cldur ctre exterior i, n acelai timp reflect radiaiile de cldur pe care le
primete, ntr-o proporie mai mare dect o suprafa aspr i de culoare nchis.
Prin lustruirea bielei se poate realiza, cnd este cazul, economie de
greutate i de material, putndu-se reduce grosimea cu 12 mm. La
automobilele de serie nu se folosesc biele lustruite, deoarece costul prelucrriieste prea ridicat.
16
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
17/56
Bielele nu trebuie s fie lovite cu ciocanul sau s fie aruncate la
ntmplare peste alte piese, deoarece o lovire ct de mic le micoreaz
rezistena i poate s pricinuiasc ruperea lor n timpul funcionrii.
La multe motoare moderne bielele sunt ntrite prin tratament
mecanic, cu bombardare cu un jet de alice mici de oel (ecruisare).
Prin acest fel de tratament rezistena pieselor supuse la solicitri
alternative crete cu circa 30%.
17
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
18/56
III. MATERIALE SI CONDITII TEHNICE
III. 1. MATERIALE
Bielele se execut din oel forjat i duraluminiu.Cel mai adecvat material pentru bielele de motoare de automobile i
tractoare este oelul de mbuntire, cu coninut mediu de carbon (0,35 -
0,45%).
Se utilizeaz n acest scop oelul carbon de calitate, mrcile OLC 45 X,
OLC 50 X, STAS 880-79, sau oelurile aliate (crom, mangan, molibden, nichel,
vanadiu), mrcile 40 C10, 41 MoCll, 41 VMoC17, STAS 791-79.uruburile de biel se confecioneaz din aceleai oeluri aliate de
mbuntire.
Cu aplicabilitate limitat se ncearc utilizarea fontei maleabile cu
structur perlitic i tratat termic. n cazuri deosebite pentru motoare de mare
turaie bielele se execut din aliaje speciale de aluminiu care sunt mai uoare
ns mult mai scumpe fa de cele din oel.
Semifabricate.
Semifabricatele pentru biel se pot executa n dou variante: n prima
variant corpul bielei i capacul se execut independent constituind dou piese
separate; n a doua variant corpul i capacul bielei fac corp comun, orificiul
capului bielei are o form eliptic, urmnd ca n cursul procesului tehnologic de
prelucrare mecanic, s aib loc separarea capacului.
La fabricaia n serie mare s-au dezvoltat linii de forjare cu flux
continuu n cadrul crora operaiile de ncrcare-descrcare, transportul prin
instalaia de nclzire, deplasarea materialului ntre utilajele de forjare i presare
se execut automat.
Dup forjare procesul tehnologic continu cu operaii de tratament
termic,normalizare urmat de clire i revenire, dup care se execut operaiile
de curire i ecruisare cu alice.
Dup matriare, corpul bielei nu mai sufer nici o prelucrare n afar de
18
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
19/56
cea necesar indeprtrii bavurilor i lefuirii racordurilor.
Suruburile de biela se confecioneaza din aceleasi oeluri aliate de
imbuntire.
Bucele din piciorul bielei se confecioneaz din bronz cu aluminiu,
bronz cu plumb sau bronz fosforos care au o buna rezisten la uzura i la
oboseal.
Bielele de duraluminiu folosite numai rareori pn n prezent n
fabricaia normal, prezint urmtoarele avantaje:
- sunt cu circa 20% mai uoare;
- asigur o rcire mai bun pentru lagr i bol la turaii nalte.
n schimb jocul lagrului crete mult la cald.
Bielele turnate din bronz special se folosesc numai la unele motoare mici
n doi timpi (pentru brcile cu motor).
Greutatea unei biele depinde de alezajul, de cursa, de turaia i de
presiunile maxime pe care le supoert pistonul respectiv. La motoarele de
automobile, greutatea bielei crete proporional cu alezajul la puterea 2,4.
Temperatura de regim la care lucreaz biela este n funcie de turaia i de
ncrctura motorului. La regimuri joase, cldura se transmite de la bol spre
lagr. Cnd motorul este meninut la turaia nalt, cldura generat de lagr
devine preponderent.
Rcirea principal a bielei este aceea care se face prin circuitul uleiului de
ungere i prin radiaie. Temperatura uleiului de ungere poate depi 140C, cnd
motorul este meninut mult timp la turaia corespunztoare puterii maxime. n
astfel de cazuri, temperatura de regim a bielei va fi de circa 150C.
Forele de inserie rezultate din micrile alternative sunt proporionale cu
greutatea urmtoarelor piese:
- pistonul;
- segmenii (plus extensorii lor);
- bolul i siguranele lui;
- captul mic al bielei;
19
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
20/56
- buca de bol.
Micarea bielei fiind foarte complex este greu s se tie cte grame din
greutatea ei pot fi considerate c lucreaz alternativ i cte grame circular.
Pentru aprecierea forelor de inerie generate de micrile bielei este necesar s
se cunoasc aceste greuti. Practic, ele se pot afla aeznd biela orizontal cu un
capt pe talerul unei balane i cu cellalt rezemat pe un obiect oarecare, aezat
lng balan. Cntrirea se face pentru ambele capete. Suma trebuie s fie egal
cu greutatea total a bielei.
Pentru calculul forei de inerie total a pieselor cu micare alternativ se
vor aduna greutile de mai sus i apoi se va folosi formula de calcul.
Pentru a vedea care sunt forele centrifuge care acioneaz asupra
lagrului se va considera greutatea captului mare al bielei complet, adic avnd
cuzineii de lagr, capacul, uruburile, piuliele i cuiele spintecate. Mrimea
acestor fore este dat cu oarecare aproximaie de relaia: F = G/10 x S/2 x
n2/100.
Solicitrile for elor centrifuge lucreaz permanent asupra manetonului.
La aceste solicitri permanente se adaug for ele de iner ie alternative i
variabile, care sunt maxime n dreptul punctelor moarte.
For ele produse de explozii acioneaz n sens contrat forelor de inerie.
III.2. CONDIII TEHNICE
Asigurarea unei rezistene nalte la oboseal se obine printr-o
forjare corect a metalului cu o repartizare corespunztoare a fibrelor nsemifabricat i prin metode speciale de durificare a straturilor superficiale ale
corpului bielei (de ex. ecruisarea cu alice).
De obicei biela i capacul acesteia nu sunt interschimbabile, ntruct
ele sunt supuse unor prelucrri definitive n stare asamblat, la fel ca i
bucele din piciorul bielei.
20
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
21/56
La prelucrarea bielelor trebuie ndeplinite urmtoarele condiii
tehnice:
- axele capetelor bielei trebuie s fie perpendiculare pe axa
corpului bielei i s se intersecteze cu ea (cele trei axe s fie cuprinse n acelai
plan);
- respectarea cotelor determinate ale bazelor funcionale,
cum sunt:
diametrul capului mic;
diametrul capului mare;
distana ntre axele celor dou capete;
distana ntre gurile pentru asamblarea capacului cu
corpul.
- suprafeele frontale ale capetelor vor fi perpendiculare pe
axele alezajelor.
- Rugozitatea suprafeelor alezajelor poate ajunge la Ra =
0,2m.
Deformaiile sau abaterile de la forma cilindric a piciorului bielei
ct i a capului bielei exercit o puternic influen asupra uzurii bolului i a
cuzineilor, putnd provoca chiar griparea acestora. De aceea n afara msurilor
pentru rigidizare se impun condiii severe pentru execuie, astfel:
- axele alezajelor trebuie s fie n acelai plan i paralele;
- abaterile de la paralelism i coplaneitate pe o lungime de
100 mm, maximum 0,05 mm;
- se limiteaz ovalitatea i conicitatea alezajelor (de ex.
pentru diametrul de 80 mm se admite cel mult 0,012 mm);
- nu se admite joc pe suprafaa de mbinare a capacului cu
capul bielei, din care cauz suprafeele plane ale acestei mbinri se rectific
foarte precis;
- abaterile privind distana ntre axele alezajelor vor fi ntre
21
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
22/56
0,05...0,lmm.
n ceea ce privete jocurile, pentru a realiza mbinarea cu bolul, biela
se sorteaz i dup alezajul piciorului. La mbinarea cu fusul maneton, pentru
asigurarea condiiilor de ungere hidrodinamica, trebuie respectat jocul n limitele
Ac=(0,00045...0,0015) dm, unde dm este diametrul fusului maneton. Pentru a
reduce scprile de ulei jocul axial n lungul manetonului se limiteaz Ia
0,15...0,30 mm.
O atenie deosebit trebuie s se acorde strngerii uruburilor de biela,
deoarece n cazul unor deformaii este posibil o uzur inegal att a maneto-
nului ct si a cuzinetului sau chiar topirea aliajului antifriciune.
Strngerea trebuie fcut cu cheia dinamometric dup prescripiile
uzinei constructoare. (De exemplu cuplul de strngere la motorul DACIA 1300
este de ~4,5 N.m.)
22
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
23/56
IV. FLUXUL TEHNOLOGIC DE FABRICARE
IV. 1. DESCRIERE GENERAL
Caracteristic la prelucrarea bielei este nalta precizie de execuie a
alezajelor din capul i piciorul bielei i afeelor frontale perpendiculare aaces-
tora.
Biela i capacul bielei nu snt interschimbabile, deoarece ele snt
supuse unor prelucrri definitive n stare asamblat, la fel ca i bucele de biel,
care se prelucreaz definitiv dup presare, pentru asigurarea preciziei nalte a
dimensiunilor i a poziiilor reciproce.
La prelucrarea bielei se disting n general urmtoarele
etape :
- alegerea i prelucrarea bazelor de aezare,
respectiv a suprafeelor frontale plane;
- prelucrarea alezajelor din capul i piciorul
bielei;
- prelucrarea suprafeelor plane de separaie
ale capului i capacului bielei;
- prelucrarea gurilor pentru uruburile de
biel;
- prelucrarea definitiv a
alezajelor;
- ajustarea i sortarea bielelor pe grupe
masice;
- operaii de control.
Alegerea i prelucrarea bazelor de aezare
Pentru realizarea unor suprafee plane de reazem, de calitate, procesultehnologic ncepe cu prelucrarea feelor frontale ale capului i piciorului bielei.
Frezarea simultan a suprafeelorfrontale ale bielei.
23
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
24/56
Se recomand ca la prinderea piesei, s se respecte poziia de matriare a
bielei pentru a avea o repartizare uniform a adaosurilor de prelucrare. O
asemenea metod de aezare asigur obinerea unor fee frontale prelucrate, ale
capului i piciorului la distanele date de planul de simetrie al semifabricatului.
Prelucrarea feelor frontale se execut prin frezare, broare sau rectificare plan.
In cazul frezrii se pot prelucra separat suprafeele capului i
piciorului. bielei sau la o singur aezare se prelucreaz toate cele patru fee
frontale, utilizndu-se n acest scop, maini speciale de frezat multiaxe
Broarea feelor frontalepoate fi aplicat att la bielele cu lungimea
capului i piciorului diferit ct i la bielele cu lungimea acestor elemente, egal.
n primul caz, prelucrarea se efectueaz n mod succesiv prin broarea
ambelor fee frontale ale capului i ambelor fee frontale ale piciorului bielei, pe
maini verticale de broat. n cazul al doilea se efectueaz simultan prelucrarea
feelor frontale de pe o parte pe agregate orizontale de broat.
Rectificarea se aplic bielelor simetrice care au lungimea capului
egal cu lungimea piciorului i ale cror fee frontale se afl n acelai plan. Se
rectific simultan feele frontale de pe o parte, urmeaz ntoarcerea i execuia
acelorai operaii pe partea opus. Se utilizeaz maini de rectificat plan cu
platou magnetic
Broarea suprafeelor frontale Rectificarea suprafetelor
ale capului si piciorului bielei frontale . .
24
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
25/56
Prelucrarea alezajului din Prelucrarea suprafeelor plane
piciorul bielei: de separaie ale capului bielei :
a - biel cu capac separat : a - biel cu capac separat ;
b - biel cu capac comun b - biel cucapac comun.
Prelucrarea prealabil a alezajelor din capul i piciorul biele
n cazul prelucrrii bielelor forjate separat alezajul din piciorul bielei
se execut prin burghiere, orientnd piesa dup conturul piciorului, cu strngere
pe faa frontal. Operaia de burghiere este urmat de alezare din aceeai prin-
dere, pe maini de gurit cu mai multe axe.La bielele forjate cu capac aezndu-le pe feele frontale prelucrate, se
execut burghierea alezajului din piciorul bielei pe maini de gurit cu capete
multiaxe i strunjirea alezajului din capul bielei pe strunguri paralele, apoi se
face secionarea capului.
25
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
26/56
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
27/56
Prelucrarea de semifinisare a alezajelor din capul i piciorul biele.
Semifinisarea alezajelor se execut dup asamblarea corpului cu capacul
bielei cu ajutorul uruburilor. Prelucrarea const, de obicei, din operaii de
strunjire interioar din mai multe treceri i mai rar din operaii de adncire i
alezare.
Pentru asigurarea paralelismului axelor i distanei dintre cele dou
alezaje semifinisarea se realizeaz concomitent pentru capul i piciorul bielei
pe, agregate speciale cu dou axe, piesele fiind mai nti centrale pe cele dou
guri i apoi strnse pe feele frontale laterale.
La bielele prevzute cu buce se prelucreaz prin strunjire de finisare
alezajul din piciorul bielei dup care se preseaz buca. Apoi se execut prelu-
crarea de finisare a celor dou alezaje concomitent din mai multe treceri,
folosind aceleai baze de aezare i prindere ca n cazul semifinisrii, asigu-
rndu-se n acest mod condiii pentru respectarea paralelismului axelor ale-
zajelor, preciziei distanei ntre axe, perpendicularitii axelor alezajelor pe
feele laterale etc.
n unele procese tehnologice prelucrarea de finisare a alezajului din
capul bielei se execut prin honuire, procedeu care evident mrete costurile de
producie.
Ajustarea i sortarea bielelor pe grupe masice
Operaia de ajustare a masei bielelor se execut prin frezare pe maini
de frezat orizontale i const din ndeprtarea de pe suprafeele celor dou
capete a cantitilor de metal suplimentare, n scopul obinerii masei prescrise.nainte de frezare piesele se cintrasc pe cntare speciale, att piciorul bielei, ct
i capul bielei, independent, eu marcarea adaosului n grame.
n cadrul tuturor etapelor de prelucrare un rol nsemnat l au operaiile
de control tehnic de calitate intermediar i final, n cadrul procesului, fiind preci-
zate puncte de control dotate cu dispozitive i aparate speciale de verificare.
27
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
28/56
IV. 2. PROPUNERE DE CALCUL PRIVIND PRELUCRAREA
N FLUX TEHNOLOGIC A 100000 BIELE / AN
1. Material: oel carbon;
2. Semifabricatele pentru biel sunt executate n varianta n care
corpul i capacul bielei fac corp comun, prin matriare;
3. Succesiunea principalelor operaii la prelucrarea mecanic a
bielei si masinile unelte folosite
Nr.operaie
Denumirea operaiei Maina-unealt
1Rectificarea simultan a supraleelor plane a capului
i piciorului bielei pe o lat, ntoarcerea piesei irectificarea feelor opuse in mai multe treceri.
Main de rectificat plan cuplatou magnetic
2 DemagnetizareDispozitiv de
demagnetizare cu band
3Prelucrarea alezajului din piciorul bielei
prin burghiere-alezare.Agregat de gurit
4 Retezarea capacului de biel de corpul acesteia Agregat de retezat cu disc
5Rectificarea simultan a suprafeei
de mbinare (corp i capac).Main de rectificat plan
6Prima strunjire a alezajului din capul bielei la o
prindere pereche a corpului i capacului.Strung paralel
7Executarea gurilor pentru uruburi in capacul i
corpul bielei.
Main de gurit cu
cap multiaxe8
Filetarea gurilor pentru uruburi dincorpul bielei.
Main de filetat
9 Controlul intermediar Aparatur de control10 Asamblarea bielei cu capacul. Banc de montaj
11Strunjirea simultan a alezajelor din capuli piciorul bielei cu respectarea antraxului.
Main specialde strunjit
12 Presarea bucei n alezajul piciorului bielei Banc de montaj
13Strunjirea de finisare a alezajelor din capul i
piciorul bielei cu controlul efectiv al dimensiunilor.Main special
de strunjit14 Control intermediar Aparatur de control15 Demontarea capacului bielei. Banc de montaj
16Frezarea locaului pentru
pintenul cuzinetului simultan la corp i capac.Main de
frezat universal17 Asamblarea bielei cu capacul. Banc de montaj18 Cntrire i marcarea masei suplimentare. Cntar
19Frezarea adaosului de material de la capul i piciorul
bielei.Main de frezat
20 Cintrirea i sortarea pe grupe masice, marcare. Cntrire, banc, de lucru21 Control final Aparatur de control22 Conservare Baie de conservare
4. Calculul timpului de execuie a fiecrei operaiuni / pies
28
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
29/56
(durata stabilit este ipotetic)
Nr.operaie
Denumirea operaieiTimp
de execuie
1
Rectificarea simultan a supraleelor plane acapului i piciorului bielei pe o latur,
ntoarcerea piesei i rectificarea feelor opuse inmai multe treceri.
Top.13 min.*
2 DemagnetizareTop.2
1 min.*
3Prelucrarea alezajului din piciorul bielei
prin burghiere-alezare.Top.3
1 min.*
4 Retezarea capacului de biel de corpul acesteiaTop.4
0,3 min*
5Rectificarea simultan a suprafeei
de mbinare (corp i capac).Top.5
1 min.*
6 Prima strunjire a alezajului din capul bielei la oprindere pereche a corpului i capacului. Top.64 min.*
7Executarea gurilor pentru uruburi in capacul
i corpul bielei.Top.7
3 min.*
8Filetarea gurilor pentru uruburi din
corpul bielei.Top.8
10 min.*
9 Controlul intermediar Top.9
1 min.*
10 Asamblarea bielei cu capacul.Top.10
1 min.*
11
Strunjirea simultan a alezajelor din capul
i piciorul bielei cu respectarea antraxului.
Top.11
2 min.*12 Presarea bucei n alezajul piciorului bielei
Top.120,2 min*.
13Strunjirea de finisare a alezajelor din capul i
piciorul bielei cu controlul efectiv aldimensiunilor.
Top.133 min.*
14 Control intermediar Top.14
1 min.*
15 Demontarea capacului bielei.Top.15
1 min.*
16Frezarea locaului pentru
pintenul cuzinetului simultan la corp i capac.Top.16
2 min.*
17 Asamblarea bielei cu capacul.Top.17
1 min.*
18 Cntrire i marcarea masei suplimentare.Top.18
2 min.*
19Frezarea adaosului de material de la capul i
piciorul bielei.Top.19
3 min.*
20 Cintrirea i sortarea pe grupe masice, marcare.Top.20
1 min.*
21 Control finalTop.21
3 min.*
29
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
30/56
22 ConservareTop.22
2 min.*
* La timpul necesar fiecrei opera iuni (T op.) se va aduga i t = 0,30 min.
( 18 sec.) reprezentnd timpul necesar aezrii / lurii piesei ce urmeaz a fiprelucrat, n maina-unealt.
Tpr. timpul necesar prelucrrii unei biele
Tpr.= Top.1 +Top.2+ Top.3+ Top.4+Top.5 +Top.6+Top.7+ Top.8 +Top.9 +Top.10 +Top.11+Top.12+Top.13 +Top.1+ Top.15+ Top.16+ Top.17+ Top.18+Top.19+Top.20+ Top.21+ Top.22 + t x 22 =
3+1+1+0,3+1+4+3+10+1+1+2+0,2+3+1+1+2+1+2+3+1+3+2+ 0,30 x 22 =46,5min. + 0,30 x 22 = 46,5 min. + 6,60 min. = 53,10 min.Tpr.= 53,10 minDin timpul zilnic de lucru (8 h.) lum n calcul timp efectiv de lucru 7h.(1h alocm pauzei de mas i ntreruperilor neprevzute ale fluxului de
producie.)Nr. piese produse ntr-o zi = 7h. : 53,10 min. = 420 min : 53,10 min. = 7,97,9 reprezint numrul de biele prelucrate ntro zi de lucru, pe o linie deprelucrare dotat cu cte o main-unealt pentru fiecare operaiune.
Nr. zile lucrtoare / an = 244Rezult: n aceleai condiii, ntr-un an se prelucreaz 244 x 7,9 = 1927,6biele.Calculul pentru a ajunge la o producie de 100.000 biele /an:(100.000 x 1) : 1927,6 = 100.000 : 1927,6 = 51,81 reprezint o linie de prelucrare cu cte o main-unealt pentru fiecareoperaiune.CONCLUZIE:
Pentru o producie de 100.000 biele / an, sunt necesare (conformtimpilor de prelucrare stabilii) 52 linii de prelucrare, dotate fiecare cu cteo main unealt pentru fiecare operaiune.
V. FLUXUL TEHNOLOGIC DE MONTARE
Dup prelucrarea mecanic a bielei urmeaz asamblarea corpului cu
capacul i efectuarea unor operaii n stare asamblat.
n general, ele se desfoar dup schema:
- alezarea simultan a alezajelor capetelor cu bare cuit, pe
maini speciale;
30
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
31/56
- teirea alezajelor;
- honuirea alezajelor cu corpuri abrazive diamantate;
- splarea i controlul diametrelor;
- verificarea i nlturarea rsucirii axelor prin restabilirea
paralelismului lor;
- sortarea pe clase de greutate.
n cadrul acestor operaii se pot utiliza instalri.
Dup operaia de cntrire i marcarea grupelor prin vopsire, piesele sunt
aduse n punctul de control final.
n cadrul controlului prin prelevare se efectueaz:
- controlul alezajelor (inclusiv conicitatea i ovalitatea) capului
i piciorului bielei cu ajutorul aparatelor pneumatice tip
etanic;
- controlul abaterilor de la paralelism i rsucirea alezajelor tot
cu aparate pneumatice tip Etamic;
- controlul paralelismului i al distanei dintre feele laterale,
cu un dispozitiv de control;
- prezena tuturor operaiilor prevzute;
- absena fisurilor i a golurilor de material (pori), a poriunilor
oxidate;
- prezena marcajului de vopsea ce indic greutatea bielei;
- starea suprafeelor uzinate.
Dup control, piesele se conserv.
Defectri i reparaii la biele
Biela bate lovind n umerii pistonului atunci cnd manetonul respectiv
afost rectificat greit.
Sunetul este ascuit (zngnit). Astfel de cazuri se ntlnesc rareori. Despre
btaia de lagr se vorbete la capitolul urmtor.Ruperile de biel se pot produce n unele cazuri din urmtoarele cauze
31
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
32/56
accidentale:
nclecarea cuzineilor de lagr (ruperea bielei prin ndoire, din cauz
nepenirii lagrului);
lagr topit sau cu joc mare (rupere prin loviri repetate pe maneton);
bol rupt (biela se rupe dup ruperea bolului, prin lovirea de cilindru sau
de piston);
piston spart (cu aceleai urmri);
role nepenite n lagre cu rulmeni (din
aceast cauz uneori se rupe mai nti pistonul i
apoi biela);
uruburile capacului slabite sau rupte;
gripare de lagre (cuzinei de bronz fr joc
suficient);
smulgerea filetului la urubul de asigurare a
bolului.
Deseori, ruperea bielei este urmat i de alte
degradri mai mari, ca: spargerea cilindrilor, ruperea
carterului, perforarea bii de ulei, deteriorarea
arborelui cotit, ruperea pistonului etc.
uruburile capacului cer o atenie deosebit.
Ele pot ceda dac:
- snt strnse prea mult (se rup);
- filetul s-a deformat prin strngerea exagerat (iese piulia);- sunt strnse insuficient;
- sunt executate din material necorespunztor;
- capacul s-a ovalizat;
- piuliele snt neasigurate i s-au slbit;
- suprafeele de strngere ale capacului nu calc perfect pe cele ale bielei.
Aceast din urm situaie poate duce la ruperea uruburilor i a bielei, deila montare nu se observ nimic. Dac suprafeele de strngere ale capacului
Btaia captului mic a! bieleidin cauza unui maneion rectificatgreii:a poziia bielei la PMS,b poziia bielei la PMI.
32
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
33/56
calc numai n jurul uruburilor, solicitrile mari alternative la turaii nalte vor
supune uruburile la deformri repetate, care pot duce la ruperea lor.
Deteriorrile care se produc la biele pot fi:
- smulgerea sau deformarea filetului la uruburi (cele mai
grave);
- strmbri prin lovituri sau n urma prinderii neraionale n
menghin;
- deteriorarea filetului la urubul de siguran a bolului (dac.
exist);
- pilirea lateral a locaului pentru bol i deteriorarea
suprafeei pentru lagr.
Aceasta din urm se constat de obicei n urma topirii unui lagr, cu care
ocazie s-au provocat rizuri sau anuri mai mari sau mai mici pe biel. Acest
lucru nu prezint importan n cazul turnrii lagrelor direct pe biel, deoarece
compoziia prinde mai bine pe aceste rizuri. Rizurile bielei nu snt admisibile
ns, n cazul cnd lagrul este format din cuzinei demontabili. In acest caz
bielele trebuie rectificate, deoarece suprafaa pe care stau cuzineii trebuie s fie
perfect cilindric i neted. In asemenea cazuri va trebui s se monteze cuzinei
cu diametrul exterior mai mare.
Reparaii la biele.
Orice biel demontat se va spla bine cu benzin i se va examina cu lupa,
la lumin puternic pentru a cerceta dac are vreo crptur. Bielele cu fisuri nu
se repar, ci trebuie s fie nlocuite.Adeseori se consider c, dac s-au ajustat buca de bol i lagrul, biela este
gata pentru a fi montat. Ins, la o reparaie-corect este foarte important s se
mai efectueze urmtoarele operaii:
- controlul i ndreptarea bielelor rsucite sau ndoite;
- verificarea dac bielele nu apas lateral n piston, atunci cnd snt montate
n motor.In mod corect, alinierea bielelor se face la aparate speciale. Nu se
33
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
34/56
recomand s se fac acest control fr aparat, montnd provizoriu bielele n
motor cu pistoanele fr segmeni i observnd cum calc pistoanele pe cilindru.
Acest sistem nu este att de precis ca alinierea fcut la aparat. Este greit
prerea c verificarea bielelor la aparat este inutil, deoarece s-au observat
cazuri cnd unele biele verificate la aparat, preau s lucreze strmb, atunci cnd,
erau montate n motor. In realitate, dac o biel verificat la aparat pare c nu
st corect n motor, cauza este una dintre urmtoarele:
- linia de arbore nu este perpendicular pe axele cilindrilor. Dac este nclinat
numai cu cteva zecimi de milimetru, acest lucru face ca pistoanele s nu calce
perfect pe cilindru;
- pistoanele au deformaii datorite hoiturilor btute cu ciocanul;
- biela alunecnd prea greu pe bol, nu poate veni singur n poziia cea mai
convenabil;
- biela alunec uor pe bol, ns preseaz cu marginea bucei pe unul din umerii
pistonului;
- manetonul este strmb (ajustat cu pila) etc;
- bolul nu este perpendicular pe axul cilindrului.
Aparatele pentru controlul bielelor pot fi
construite destul de uor, n orice atelier mecanic (ca n
figur). Pentru aceasta snt necesare:
- un disc cu un cap central, ca un tampon vechi de
vagon de cale ferat sau alt pies de form
asemntoare;- o travers de oel, o plac suport de 40x40x2 cm,
cteva buce de oel etc. Aparat pentru controlul bielelor
Pentru prelucrarea i asamblarea pieselor pozitivului este nevoie numai de un
strung i de un apsat de sudur. Suprafaa tamponului trebuie s fie perfect
plan, lustruit i perpendicular pe axul su.
Pentru diferite dimensiuni de lagr se vor face o serie de buce care s intreexactpe cepul de jos C i s aib diametre exterioare crescnd cu cte 0,5 mm.
34
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
35/56
Axul tamponului trebuie s intre n bucaB fr joc.
Dificultatea principal n construirea acestui aparat este realizarea
paralelismului perfect ntre axele cepului Ci a buceiB.
Pentru diferenele mici dintre diametrele lagrelor se fac o serie de adausuri
de tabl, pentru a fi aezate ntre buce i bielele respective.
Aparatul se fixeaz cu uruburi pe banc n dreptul unei ferestre, astfel nct
faa tamponului s fie perpendicular pe fereastr. Acest aparat servete att la
controlul ct i la ndreptarea bielelor, realiznd astfel o mare economie de timp.
Se procedeaz astfel:
- se aaz pe banc toate bielele motorului respectiv, dup ce lagrele i
bucele de bol au fost ajustate i dup ce s-au asamblat pistoanele (preferabil
fr segmeni);
- se caut biela care are lagrul cu diametrul cel mai mic;
- se caut buca cea mai exact fa de aceast biel;
- se strnge biela pe aceast buc (dac are joc se aaz un adaos de tabl);
- se introduce biela (cu buca n ea) pe cepul de jos Cal aparatului;
- se mpinge uor pn cnd se produce o uoar atingere ntre piston i
suprafaa tamponului;
- se observ, privind paralel cu faa tamponului, locul unde pistonul atinge
tamponul;
- n mod normal, muchia de jos a pistonului trebuie s ating totdeauna
tamponul, iar distana va crete n sus, pentru c orice piston este puin conic;
- se msoar distana sus cu ajutorul unei lame calibrate;- se scoate apoi biela de pe cepul Ci se reintroduce cu parteaA a bucei spre
suport, pn cnd pistonul atinge tamponul?
- n aceast nou poziie, distana dintre tampon i piston, sus, trebuie s fie
egal cu distana msurat n poziia precedent.
35
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
36/56
Dispozitiv pentru ndreptarea bielelor ncovoiate.
Dac se constat c pistonul are o poziie deviat, biela se poate ndrepta la
rece fr a o scoate din aparat, folosind dispozitivul special foarte simplu
reprezentat mai sus.
Acest dispozitiv se prinde de biel n poziia care este necesar spre a o
putea ndrepta. BridaA se aaz n apropiere de mijlocul bielei cu ajutorul celor
dou piulie ale plciiD, care se-vor nuruba cu mna.
Lama B este din tabl de oel, prins cu unul sau cu dou nituri subiri de
placa masiv a dispozitivului. La captul lamei este prins cu.dou nituri placa
F, datorit creia se evit ca vrful urubului Cs deterioreze materialul bielei.
Placa D a bridei poate fi completat cu un adaos din foaie de fibr Espre aproteja biela.
ndreptarea bielei se face manevrnd urubul C,prin una sau prin mai multe
ncercri. Dup fiecare ncercare urubul C se slbete complet, iar biela se
controleaz, apropiind-o de tamponul aparatului.
Folosirea dispozitivului d rezultate mult mai bune dect metoda de a
ndrepta bielele direct cu mijloace manuale.
36
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
37/56
Prin operaiile descrise se remediaz ndoirea bielei. Ins o biel poate fi
nu umai ndoit, ci i rsucit (torsionat).Rsucirea bielei se remediaz astfel:
- dup ce ndoirea bielei a fost constatat i remediat, se apropie din nou pistonul
de tampon;
- se nclin apoi complet pistonul (fr s se deplaseze biela);
- dac biela nu este rsucit distana dintre capul pistonului i tampon va rmne
neschimbat. Dac aceast distan variaz, la nclinarea pistonului, aceasta do-
vedete c biela este rsucit.
In exemplul din figur, capul pistonului atinge tamponul. Aceasta arat c
biela este-rsucit la dreapta (privind de sus).
Pentru a o ndrepta, se introduce un dorn n bol i se rsucete biela n
sensul necesar.
Folosirea metodelor descrise mai sus prezint multe avantaje, dintre care se
menioneaz:
- se controleaz biela mpreun cu pistonul i cu bolul ei, adic aa cum vor fi
montate n motor;
- se observ imediat cele mai mici defecte, deoarece se pot vedea cu ochiul
liber diferene de sutimi de milimetru, cnd lumina trece prin spaiul liniar
dintre piston i suprafaa bine lustruit a tamponului;
- se poate ndrepta biela repede, pe loc, fr demontri i fr lovituri de ciocan.
Timpulcare se pierde fcnd controlul prin aezarea n motor, montnd i
37
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
38/56
demontnd de 34 ori biela de pe arborele cotit, este de 1020 ori mai lung
dect cel necesar n cazul cnd se folosete aparatul de control al bielelor.
Avantajul const nu numai n ce privete reducerea timpului, ci i n precizia
operaiilor.
Un dezavantaj al acestui aparat const n numrul mare de buce necesare
pentru diferitele diametre ale lagrelor, ns cu 2030 de buce se poate lucra
la toate motoarele curente.
La acest aparat trebuie s se aib grij ca:
- suprafaa tamponului s fie perfect lustruit;
- axul su s intre cu frecare n buca de sus;
- toate bucele s intre fr joc pe cepul C;
- aparatul s fie rigid (s nu se deformeze);
- strngerea bielelor pe buce s se fac folosind adaosuri de tabl ct mai
potrivite i curate;
- biela trebuie s fie bine strns pe buc sore a nu se deplasa, cnd este
tras cu dornul pentru a o ndrepta.
Dac o biel prezint o deformaie foarte accentuat n urma unei loviri,
astfel nct efectul este vizibil cu ochiul liber, aceasta trebuie nlocuit.
ndreptarea unor biele care au deformaii vizibile poate produce n material
fisuri care s cauzeze ulterior ruperea bielei n timpul funcionrii.
Dac se monteaz biele strmbe, necontrolate, dup cteva mii de kilometri
se constat ovalizri anormale ale cilindrilor n sensul lungimii blocului. De
asemenea, la demontarea motoarelor care au fost reparate se gsesc adeseoripistoane albe pe o parte i negre pe partea opus.
O biel strmb montat n motor nu se poate ndrepta prin funcionare; ea
va lucra fornd permanent piesele de care este legat, datorit elasticitii
oelului din care este executat.
Dezavantajele care rezult n urma montrii unor biete strmbe snt
urmtoarele:- cilindri ovalizai rapid i anormal;
38
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
39/56
- pistoane uzate anormal;
- segmenii calc necorect (pe muchii);
- lagrele se uzeaz mai mult la margini, capt joc mai repede, pierd ulei
mai mult;
- presiunea uleiului scade;
- manetoanele arborelui cotit se uzeaz rapid i inegal, n form de butoi";
- bucele i bolurile se uzeaz mai repede;
- frecrile interne cresc;
- motorul se nclzete;
- consumul de benzin crete;
- parcursul efectuat ntre reparaii scade etc.
Iat de ce, aparatul de verificat biele nu trebuie s lipseasc din nici un
atelier de reparaii auto.
Numerotarea bielelor. In general, bielele se marcheaz cu cifra cilindrului
respectiv, n dreptul urubului de biel dinspre axul cu came. Marcarea se face
dublu, adic se bate aceeai cifr i pe marginea capacului de biel i pe biel,
imediat deasupra, spre a se evita montarea greit a capacelor.
Spre a nlesni munca n cazul reparaiilor pariale, este practic ca bielele s
poat fi scoase din motor pe sus, prin cilindru, adic fr s fie nevoie de a
demonta arborele cotit. Acest lucru este mai greu de realizat la motoarele al
cror alezaj este mult mai mic dect cursa. Tendina actual este de a se construi
motoare ptrate" adic a cror curs este aproape egal cu alezajul, astfel nct
numrul motoarelor la care bielele pot fi scoase prin cilindru pe sus, se mrete.Dac biela este dintr-o bucat cu uruburile (construcie folosit din ce n
ce mai des), este posibil ca o biel bun s devin inutilizabil din cauza unei
strngeri exagerate.
De asemenea, strngerea puternic poate s provoace deformaii locale,
astfel nct suprafaa lagrului s nu mai calce normal. Este foarte important s
nu se schimbe piuliele speciale de la biele cu altele mai scurte, din materialmai slab, fr creneluri etc, deoarece urmrile unor astfel de greeli pot fi foarte
39
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
40/56
grave.
Dac strngerea piulielor de biel se face cu chei dinamo-metrice, se vor
strnge la fel toate capacele. De asemenea, n timpul ajustrii unui lagr,
diferitele strngeri vor fi totdeauna egale.
Suprafeele de strngere dintre capac i biel trebuie s fie perfect plane i s
calce exact una pe alta.
Uneori, se ntlnesc biele la care locaul pentru buca de bol a fost pilit
lateral. In astfel de cazuri este probabil c la montarea motorului s-a constatat c
biela apas lateral pe un umr al pistonului i, n loc s fie ndreptat, s-a pilit
din marginea ei. Procedeul este incorect deoarece:
- se micoreaz suprafaa pe care apas bolul (favoriznd
astfel uzurile i pericolul de rupere);
- efortul n biel nu va mai fi simetric, se
lucreaz cu biela strmb etc.
Dup verificarea bielelor la aparat i
eventuala ndreptare a lor, este nevoie de un
control n motor. Pentru aceasta se vor monta
toate bielele i se va roti arborele cotit cu 20
30 rotaii.
Dup aceast prob trebuie ca la toate
bielele s existe un oarecare joc ntre captul
mic i umerii pistonului respectiv.
Dac o biel apas lateral pe piston nseamn c aredou ncovoieri (ca n figura alturat). Bielele strmbe n
acest fel apar ca bune la controlul fcut cu aparatul descris mai nainte, n
astfel de cazuri, biela se va strnge n menghin i se va ndrepta, ncepind de la
baz, apucnd-o cu o scul special asemntoare cu acelea folosite la ndoirea
oelului pentru beton armat (mangealc).
Apoi se va controla si ndrepta. Astfel de biele cu dou ncovoieri sentlnesc ns foarte rar. Ar fi necesar s se poat aduce la aceeai greutate toate
Biel cu dou ncovoieri.
40
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
41/56
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
42/56
neuniform cu acceleraie pozitiv sau negativ; prin aceasta apar fore de inerie
ale cror valori, care depind de greutatea pistonului i de turaia arborelui, pot fi
foarte mari, n special la motoarele moderne rapide. Pentru a se micora forele
de inerie, greutatea pistonului trebuie s fie ct se poate de mic, innd ns
seama de condiiile de rezisten pe care trebuie s le ndeplineasc.
Satisfacerea cerinelor de rezisten suficient i de greutate minim, care se
contrazic ntre ele, se realizeaz dndu-se pistonului o form raional (ntrirea
local a prilor mai solicitate, introducerea nervurilor de rigidizare etc), pe de o
parte, i prin alegerea materialelor corespunztoare, pe de alt parte.
Din punct de vedere termic, pistonul lucreaz n condiii foarte grele,
deoarece o mare parte din timp, eleste expus la contactul direct cu gazele de
ardere n cilindrul motorului, evacuarea cldurii spre peretele cilinduhu i spre
mediul nconjurtor fiind dificil. Din aceast cauz, temperatura pistonului
poate s creasc att de mult, nct s se produc pericolul nepenirii (griprii)
sale n cilindru, a autoaprinderii amestecului de lucru, a apariiei detonaiei etc.
Pentru a se reduce temperatur pistonului, se caut s se mreasc suprafaa
sa de rcire prin nervuri de rcire care mresc totodat i rezistena pistonului.
Pistoanele motoarelor moderne de automobil se, execut obinuit din aliaje
uoare de aluminiu, mai rar de magneziu i din font. Pistoanele de font se
folosesc la motoare cu turaie relativ redus, mai ales la autocamioane.
La unele motoare se folosesc pistoane de oel.
Avantajele principale ale pistoanelor executate din aliaje uoare snt
urmtoarele:- greutate mic (greutatea specific a fontei este 7,3, a aliajului de aluminiu, n
funcie de compoziia sa ajunge pln la 2,9, cea a aliajelor de magneziu 1,8),
greutatea unui piston de aluminiu este cu 2530% mai mic dect greutatea
unui piston de font de aceleai dimensiuni);
- un coeficient mic de transmisie a cldurii de la gazele de ardere (cu 30% mai
mic dect la font);- conductivitate termic mare (de 45 ori mai mare dect la font);
42
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
43/56
- pierderi de energie mecanic mai mici prin frecarea pistonului cu pereii
cilindrului, n comparaie cu pistoanele de font.
Datorit temperaturii mai mici a pistoanelor de aliaje uoare, folosirea lor la
motoare asigur posibilitatea de mrire a raportului de compresie, precum i
mbuntirea condiiilor de umplere, datorit prenclzirii mai reduse a
amestecului n timpul de admisie.
Aliajele uoare prezint urmtoarele particulariti care influeneaz
construcia pistoanelor, i anume:
- un coeficient ridicat de dilatare termic (de 22,5 ori mai mare dect cel
al fontei);
- scderea rezistenei la nclzire (rezistena pistoanelor executate din aliaj
de aluminiu se reduce la t = 350G cu 6070%, n timp ce rezistena
pistoanelor de font scade doar cu 1820%).
Construcia pistoanelor.
Pistonul este format din:
- fundul 1, care preia presiunea gazelor;
- capul 2;
- mantaua 7.
Suprafaa lateral a capului are
canale n care se introduc segmenii. n umerii pistonului 4 se
afl guri n care se introduce
bolul. Mantaua 7 servete la ghi-
darea pistonului n cilindru i latransmiterea forelor laterale la
peretele cilindrului.
Fundul pistonului poate s aib diferite forme; concav, convex, plan sau
profilat.
Fundul concav mbuntete forma camerei de ardere,apropiind-o de forma
sferic, dar favorizeaz formarea de calamin din cauza acumulrii de ulei pefund, i de aceea astzi nu se mai folosete dect rareori la motoarele, cu
Pistonul asamblat: / fundul
pistonului; 2 capul pistonului;
3 segmenii; i umrul;
5 bolul; 6 sigurana Bolului;
7 mantaua pistonului ;
S nervuri.
43
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
44/56
carburator Fundul bombat favorizeaz scurgerea uleiului care cade pe el i de
aceea formarea calaminei la aceste funduri este minim.
Cu toate acestea, pistoanele cu fundul bombat se folosesc de asemenea
relativ rar, din dou motive:
- forma camerei de ardere, devine neraional;
- fundul are o temperatur mai ridicat dect la alte forme.
Fundul plan este cel mai rspndit, deoarece aceast form
permite s se evite neajunsurile fundului concav i ale celui bombat, precum i
din cauz c este mai comod de realizat din punct de vedere tehnologic.
Fundurile de form profilat se folosesc pentru a d camerei de
ardere forme optime, n scopul asigurrii unei funcionrii line a motorului
fr detonaie.
Fundurile pistoanelor la motoarele n doi timpi au uneori o form profilat
special; pe fund se face o vizier numit deflector, care servete la ghidarea
curentului de gaze n timpul baleiajului.
Fundurile profilate se folosesc adesea i la pistoanele motoarelor Diesel.
Acest lucru se ntmpl atunci clnd camera de ardere este aezat in fundul
pistonului sau cnd forma profilat a fundului are ca scop s asigure
turbionarea i mbuntirea condiiilor de formare a amestecului.
La motorul Diesel IAZ-204, fundul profilat al pistonului, care formeaz o
parte a camerei de ardere, are o bordur inelar care acoper pereii cilindrului
i mpiedic ptrunderea combustibilului la pereii relativ reci ai cilindrului i
condensarea lui pe acetia.Capul pistonului are pereii laterali ngroai i n acetia se afl canalele
pentru segmeni. Canalele superioare servesc la introducerea segmenilor de
etanare (de compresie), iar canalul inferior pentru segmentul de ungere
(raclor).
44
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
45/56
Pe periferia canalului inferior se execut
guri care trec prin toat grosimea capului
pistonului prin care uleiul ras de pe perei de
ctre segmentul de ungere se scurge n carter.
Deseori, n afar de canalele pentru
segmeni, n partea de sus a capului pistonului se
mai prevede un an ngust care asigur o
oarecare izolare termic a segmentului superior,
care se gsete n zona cea mai nclzit a pis-
tonului.
Umerii pistonului transmit forele preluate
de piston i de aceea, pentru a-i face mai
rezisteni, snt
prevzui adesea cu nervuri sau adaosuri care i
leag cu capul pistonului. Uneori umerii, deci i axa
bolului, snt puin deplasai fa de axa pistonului, astfel nct, n cazul n care
bujia este aezat lateral,
se micoreaz dezaxarea i btaia pistonului de Pistonul motorului Diesel
cilindru n timpul arderii (exploziei). asamblat eu biela
Pistoanele executate din aliaje uoare trebuie s aib o construcie special
pentru a asigura un joc inie ntre piston i pereii cilindrului i pentru aevita
btaia pistonului la motorul rece i griparea pistonului datorit dilatrii termice
la motorul nclzit.In acest scop se recurge la spintecarea mantalei pistonului, folosirea unor
plci din material cu coeficient de dilatare mic care leag mantaua, cum i
executarea unor pistoane cu form oval (n seciune).
Spintecarea mantalei o face s fie elastic i acest lucru permite montarea
pistonului cu un joc minim ntre manta i oglinda cilindrului.
La unele pistoane din aliaj de aluminiu, se face o tietur ptruns, dar nu petoat lungimea mantalei, ci numai pe o poriune a acesteia.
45
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
46/56
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
47/56
Pentru mbuntirea rodrii pistoanelor n cilindri, suprafaa pistoanelor se
cositorete. Grosimea stratului de cositor este de 0,0040,006 mm. Pistoanele
se execut cu o toleran minim n greutate.
Segmenii. La fiecare piston se prevd segmeni de compresie (de etan-are)
i segmeni de ungere (raclori).
Segmenii asigur etaneitatea camerei cilindrului i nu permit scparea
gazelor din clindru n carterul motorului. Totodat segmenii mpiedic
ptrunderea uleiului n camera de ardere, distribuind pelicula de ulei pe oglinda
cilindrului. Prin segmeni se evacueaz cldura de la capul pistonului spre
pereii cilindrului.
Numrul de segmeni este mai mare ia motoarele Diesel dect la motoarele
cu carburator. Aceasta se explic n special prin condiiile de pornire ale motoa-
relor Diesel n care turaia este mic i camera cilindrului trebuie mai bine
etanat pentru a nu avea scpri de aer comprimat i pentru a asigura o
temperatur suficient pentru autoaprinderea combustibilului.
Segmenii se execut din font prin turnare individual, fapt care asigur o
structur granular fin a fontei, rezistent la uzur. Segmentul introdus n
cilindru se aplic strns pe perei datorit elasticitii sale mari. Aplicarea strins
a segmentului este favorizat i de faptul c, n stare liber, segmentul nu are o
form circular i de aceea distribuia presiunilor segmentului pe pereii
cilindrului nu este uniform, presiunea maxim fiind la tietur.
Prin aceast distribuie a presiunilor segmentului pe peretele cilindrului se
asigur o bun etaneitate a camerei cilindrului. Segmenii folosii nainte, cudistribuia uniform a presiunii, nu asigurau o etaneitate suficient, deoarece
dup o uzur oarecare presiunea segmentului se micora mult n apropierea
tieturii.
Segmenii se execut cu tieturi de trei tipuri: dreapt, nclinat i in trepte.
Tietura dreapt asigur suficient etaneitatea deoarece, din cauza duratei scurte
a procesului, gazele nu au timpul s treac prin tieturile mai multor segmeni.Din aceast cauz, n ultimul timp majoritatea motoarelor au segmeni cu
47
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
48/56
tietur dreapt, deoarece acetia se fabric cel mai uor.
n cazuri foarte rare, excepionale, se folosesc segmeni de construcie mai
complicat.
Segmentul montat n cilindru trebuie s aib la tietur un mic joc pentru a
se evita griparea pistonului prin dilatare. ntre segment i canal trebuie s existe
un joc i n nlime.
n timpul deplasrii pistonului n cilindru, datorit aciunii de pompare a
segmenilor, o cantitate oarecare de ulei ptrunde n camera de ardere. Cnd
pistonul se deplaseaz n jos i segmenii snt mpini spre partea superioar a
canalelor, jocul din partea de jos se umple cu ulei. La ntoarcerea pistonului,
segmenii snt mpini spre partea inferioar a canalelor i trimit uleiul n sus.
Astfel datorit frecrii dintre segment i cilindru i forei de inerie, segmenii
snt presai succesiv pe partea superioar i pe cea inferioar a canalelor,
pompnd uleiul spre camera de ardere. Afar de aceasta, uleiul mai poate s
ptrund n camera de ardere datorit cderii de presiune n timpul admisiei.
Uleiul care intr n camera de ardere, arde n parte formnd calamin.
Pentru a
limita ptrunderea uleiului n camera de ardere, se monteaz segmenii
de ungere (radare). Segmenii de ungere (radare) au de cele mai multe ori fante
ptrunse care se frezeaz la anumite intervale pe ntreaga circumferin.
Excesul de ulei colectat de pe pereii cilindrului trece prin aceste fante i
apoi, prin guri corespunztoare practicate n corpul pistonului, se
scurge napoi n carter.Adeseori, suprafeele laterale ale segmenilor se prelucreaz conic, iar
marginele se fac fie cu faet, fie cu retragere etc, din care cauz segmentul se
strmb puin, fapt care contribuie la o mai rapid rodare a segmentului,
deoarece n prima perioad el atinge cilindrul numai cu muchia. Pentru
mbuntirea rodrii, suprafeele cilindrice exterioare ale segmenilor se
acoper cu un strat de cositor cu grosimea pn Ia 0,01 mm.Segmenii care au faete sau retrageri trebuie aezai n canalele pistonului
48
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
49/56
ntr-o poziie bine determinat. Pentru aceasta, pe una din prile segmentului
se execut un semn sau o inscripie. Cnd acestea nu exist, segmentul trebuie
aezat dup indicaiile date de uzin.
Segmentul de compresie superior, care, n comparaie cu ceilali
segmeni,lucreaz
in condiii termice mai grele, se uzeaz mai repede.
La unele construcii, ntre segmeni i peretele canalului din piston se
introduce un inel elastic de oel, denumit extensor. Acest inel, care apas
segmentul pe cilindru, face ca etaneitatea s fie pstrat chiar atunci cnd
segmentul a fost puternic uzat i elasticitatea lui s-a micorat.
Extensorul se poate monta att la segmenii de compresie ct i la segmenii
de ungere, cu excepia segmentului superior de compresie, la care, dat fiind
temperatura ridicat a zonei de lucru, extensorul nu funcioneaz satisfctor.
Bolul pistonului servete la mbinarea pistonului cu biela. Prin bol se
transmit fore importante i de aceea el se execut din oel de bun calitate: cu
crom, cu un coninut ridicat de carbon etc.
Pentru obinerea unei rezistene mari la uzur, suprafaa exterioar a bolului
se cementeaz sau se clete prin cureni de nalt frecven. Adlncimea
cementrii sau a clirii superficiale se face ntre limitele de 0,71,5 mm. Dup
tratamentul termic, suprafaa exterioar a bolului este rectificat.
Dup procedeul de mbinare cu biela i cu pistonul, bolurile snt:
1) flotante;
2) fixate n capul bielei;3) fixate n umerii pistonului.
Cele mai rspndite boluri snt cele flotante, adic cele care se rotesc liber
att n capul bielei ct i n umerii pistonului, deoarece aceast construcie
asigur uzarea uniform pe ntreaga suprafa a bolului.
La rece, la o temperatur de 10 30C, bolul se introduce n buca capului
superior al bielei cu un mic efort. Pentru aezarea bolului n umerii pistonului,acesta se nclzete pn la o temperatur de 7075G. Pentru a evita
49
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
50/56
deteriorarea oglinzii cilindrului de ctre bolul flotant, deplasarea axial a
acestuia este limitat n majoritatea cazurilor cu ajutorul unor opritoare elastice,
introduse n canalele din umerii pistonului, de ambele pri ale feelor bolului.
Mai rar se aaz pe feele bolului flotant, in umerii pistonului ciuperci
din aliaje moi. La o deplasare axial a bolului, ciupercile, venind n contact cu
oglinda cilindrului, nu o deterioreaz.
Bolurile fixate n capul bielei trebuie s se poat roti n umerii pistonului.
Pentru aceasta, n umerii pistonului se preseaz de obicei buce de bronz.
Pentru o bun fixare a bolului n capul bielei, acesta se face secionat i se
strnge cu un urub, care oprete deplasarea axial a bolului, ca i rotirea lui n
capul bielei.
Procedeul fixrii bolului n umerii pistonului se folosete foarte rar
deoarece nu este suficient de sigur.
Biela.
Cnd bolul nu se fixeaz rigid n piciorul bielei, n el se preseaz o buc i
se prevede o gaur sau o tietur pentru ungere.
Tija bielei are de obicei seciunea I. Dac bolul de biel este uns sub pre-
siune, n lungul tijei bielei se execut un canal pentru debitarea uleiului.
Capul bielei este de regul secionat i capacul lui se fixeaz cu dou sau
patru uruburi prizoniere sau cu uruburi.
n unele cazuri bielele se fac asimetrice prin deplasarea capului. La o astfel
de construcie a bielelor lungimea motorului se reduce, deoarece se micoreaz
distana dintre axele cilindrilor.In ce privete uniformitatea uzurii n lungime a fusurilor de biel ale ar-
borelui cotit, se obin rezultate mai bune la folosirea bielelor simetrice.
La bielele unor motoare, la piciorul lor este executat un orificiu de diametru
mic (1,01,5 mm); n timpul funcionrii motorului, prin acest orificiu este
aruncat un jet de ulei cu care snt unse camele arborelui de distribuie i, parial,
pereii cilindrului.Capul are de obicei un lagr de alunecare. Suprafaa interioar a lagrului se
50
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
51/56
acoper cu un strat de compoziie pentru lagre (aliaj de plumb, staniu i
antimoniu), sau de bronz cu plumb (la presiuni specifice mari) etc, pentru mic-
orarea frecrii. Stratul de compoziie pentru lagre este turnat fie direct pe
partea dinuntru a capului bielei, fie pe cuzinei speciali.
Pentru a elimina jocul la uzura lagrelor de biel, ntre cele dou jumti ale
capului bielei se folosesc adaosuri subiri de reglaj. Pe msur ce se uzeaz
lagrul, se scoate o parte din aceste adaosuri i capacul se strnge. Cnd se
ajunge la o uzur mare sau ,cnd se topete compoziia de pe lagre, ea trebuie
returnat, suprafaa urmnd s fie prelucrat din nou.
Biel:
I capul superior; 2 tija bielei;
3 capul Inferior.
Actualmente se folosesc cuzinei interschimbabili cu perei subiri, care au
cptat o larg rspndire. Asemenea cuzinei se matrieaz din band subire de
oel calibrat, acoperit de o parte cu un strat subire de compoziie de lagre.
Cuzineii sunt fixai mpotriva deplasrii prin proeminene ptrund n locauri
speciale, frezate n biel i n capac .
Stratul subire de compoziie asigur o funcionare bun a cuzineilor,
deoarece el nu se taseaz aproape deloc. De aceea, la montarea unor lagre
avnd cuzinei cu perei subiri, n majoritatea cazurilor nu se mai folosesc
garnituri pentru strngere ulterioar.La uzura lagrului cuzineii se nlocuiesc cu alii noi, pentru fiecare motor
51
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
52/56
fiind prevzut un grup de cuzinei cu 4 5 dimensiuni diferite de reparaie, n
funcie de uzura fusului arborelui cotit, fapt care simplific n mod substanial
repararea motorului.
Bielele se execut cu o toleran minim la greutate. Pentru fiecare motor se
aleg grupele de biele cu pistoane avnd aproximativ aceeai greutate. Aceast
alegere a grupei biel-piston dup greutate este necesar pentru asigurarea unui
echilibraj bun al motorului.
Pe capul bielei este imprimat o marc ce indic numrul de ordine al
cilindrului cruia i este destinat biela respectiv. Aceeai marc este
imprimat i pe capacul capului inferior. Acest lucru este necesar pentru un
montaj corect, deoarece gurile pentru cuzinei din capul bielei se alezeaz cu
biela asamblat cu capacul.
VI. CONCLUZII
Chiar dac este o pies de o complexitate redus, cu dimensiuni i greutate
relativ mici, biela, prin rolul pe care l are, de a servi la transmiterea forei de la
piston la arborele cotit este o pies important, parte a ansamblului biel-piston
i a mecanismului biel-manivel.
Datorit faptului c, n timpul funcionrii, este supus unor sarcini
variabile datorate presiunii gazelor i forelor de inerie, existnd pericolul de
compresiune sau flambare ce au drept consecin accelerarea uzurii lagrelor,
biela trebuie s aib o mare rezisten i rigiditate, caliti obinute prin alegerea
materialului i a tehnologiei de fabricare.Avnd n vedere avantajele pe care le ofer, cel mai adecvat material folosit
pentru construcia bielei s-a dovedit a fi oelul mbuntit cu carbon, alturi de
oelurile aliate (crom, mangan, molibdem, nichel, vanadiu).
Bielele fabricate din aceste oeluri au calitatea de aplicabilitate general, fa
de cele fabricate din font (cu aplicabilitate limitat), din bronz sau din aliaje
speciale de aluminiu, care, datorit costului de producie ridicat, sunt folositenumai n cazul motoarelor de mare turaie, fiind mult mai uoare dect cele din
52
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare
53/56
oel.
Pentru creterea eficacitii i a randamentului, pentru obinerea
semifabricatului care urmeaz a fi prelucrat trebuie s se in seama de
urmtorii factori economici i tehnici, astfel:
- forma semifabricatului s fie ct ma aproape de forma final;
- adaosurile de prelucrare s fie ct mai mici;
- luarea tuturor msurilor pentru prevenirea apariiei defectelor
de orice natur;
- timpul de realizare s fie ct mai scurt;
- s se in seama de volumul produciei.
Dup stabilirea condiiilor tehnice n ceea ce privete materialul folosit i
respectarea condiiilor impuse de factorii economici i tehnici, n cazul
semifabricatului, se execut fluxul tehnologic de fabricare a bielei, n sistem
industrial, care const ntr-o succesiune de operaii mecanice (conform tabelului
de la p. 28) executate cu un numr relativ mare de maini-unelte (specificate n
acelai tabel).
n efectuarea calculului pentru prelucrarea a unui numr de 100.000
biele/an am ales ca material oelul carbon, acesta fiind cel mai des uzitat,
datorit folosirii generale a bielelor confecionate din acest material,
rezultatul fiind o pia larg de desfacere.
De asemenea, am ales n procesul tehnologic folosireasemifabricatului n varianta n care corpul i capacul bielei fac corp comun,
prin matriare, considernd c acest tip este cel mai adecvat datorit
faptului c prin operaiunile de broare, demagnetizare i rectificare
simultan (corp i capac) se reduce substanial timpul necesar prelucrrii
unei piese.
53
-
8/2/2019 Proiect Tehnologii de Fa