Sisteme de Fabricatie mecanica fina

5/26/2018 Sisteme de Fabricatie mecanica fina

1/63

Masini unelte pentru mecanic fin speciale i specializate

1. Componente ale mainilor unelte. Machine tool components

1. 1 Generaliti. Fundamentals.

1.1.1 Structuri funcionale. Function structure

Structura sistemului

Sistemele de fabricaie se clasific conform DIN 8590.Subsistemele sunt maini!unelte care sunt definite conform DIN 69651ca "sistemede producie mecani#ate i parial sau complet automati#ate$ care pot %enera o

form prestabilit sau o modificare a piesei$ ca re#ultat al micrii relati&e dintresculipies. Mainile!unelte indi&iduale sau sistemele de maini!unelte constaudin unul sau din mai multe sisteme de maini!unelte de ba# i din alte sistemeoperaionale i au'iliare.

(nsamblele ) de e'. acionrile$ componentele de structur$ transportoarelede scule i de piese* necesare pentru e'ecuia operaiilor de baz formea#

sistemul de baz al mainii-uneIte. +onstruciile diferitelor transportoare de sculei piese &aria# de la mese ri%ide la un numr de combinaii de %hida,e liniare icirculare i-sau la%re$ n funcie dc structura mainii!unelte. Sculele i piesele suntfi'ate sau prinse n respecti&ele transportoare. +onstrucia interfeelor mecanicedintre componente i main este determinat de interschimbabilitatea ifle'ibilitatea mainilor!unelte ntr!o &arietate de operaii dc prelucrare. Sistemulcomplet al mainii!unelte const din diferite componente ale mainii!unelte isistemele de flu' ale mainii$ ce depind de %radul de automati#are. /'ist un numrde similitudini ntre componentele pentru e'ecuia operaiilor de manipulare,transport i stocare i componentele sistemului de ba# al mainii!unelte.Sistemele de manipulare sunt le%ate la sistemul de ba# n punctele rele&ante de


2/63

prindere )fi%. .*.

Fi%. . Structura sistemului pentru maini!unelte i accesorii

Aciuni, micare efecti.

1 pies cu o form de ba# specific este transformat cpt2nd o formdat ca re#ultat al micrii relati&e dintre scul i pies i al transmiterii ener%ieile%at de proces$ de e'emplu$ ca re#ultat al debitrii i for,rii. +alitatea tehnic a

piesei este determinat de preci#ia dimensional i de calitatea suprafeei.

3ro%resul tehnolo%ic al componentelor mainilor!unelte asi%ur o mbuntireconstant a preci#iei prelucrrii )fi%. .4*.


3/63

Fi%. .4 Dia%ram ce pre#int e&oluia preci#iei de prelucrare reali#at pemaini ! unelte

Micarea efecti& se compune din micarea de achiere, micrile de avans.

(cestea pot fi sub form de micare liniar, de rotaie, continu sau intermitent.(ceste micri conduc la producerea unui spaiu de lucru tridimensionalproporional cu mrimea a'elor de a&ans i lun%imea de lucru$ acolo unde se poateaplica$ de e'emplu la mainile de morte#at$ rabotat$ canelat$ la mainile de

prelucrare prin deformare. (cest spaiu este cilindric la strun%uri i la mainile derectificat la mainile de fre#at$ de %urit$ de rabotat i canelat este paralelipipedic.Spaiul de lucru la mainile de prelucrat prin deformare este determinat de cursama'im i de aria ma'im a sculei$ perpendicular pe direcia de deplasare.

Micarea de rotaie are loc$ de obicei$ ca micare de achiere$ de e'emplu lastrun,ire$ %urire i fre#are. Domeniul necesar al turaiilor este limitat de &ite#ele

de achiere ma'im i minim necesare i de diametrul cel mai mare i diametrulcel mai mic al piesei i-sau sculei. 3entru fiecare operaie de prelucrare poate fispecificat o &ite# optim de rotaie pentru care se reali#ea# o &ite# economicde achiere. 6ite#e de achiere mai mari se e&idenia# totdeauna prin creterearandamentului de achiere. (ceste &ite#e mari impun o atenie deosebit lacostrucia sistemelor de l%ruire a arborilor )fi%. .7*.


4/63

Fi%. .7 tendine a ale &ite#ei de achiere ! ale turaiilor la maini unelte

De e'emplu$ dac este necesar o turaie :n;4500 min!pentru o &ite# deachiere de 4000 m-min la un diametru de fre#are d ; 50 mm$ aceasta repre#int osarcin critic pentru un la%r cu rulmeni cu diametrul de 00 mm sau mai mare.


5/63

acionrile de avans i$ mai puin obinuit$ micarea de a&ans deri& de la arboreleprincipal. Angrenaele modific turaiile i caracteristicile turaie!moment.Mecanismele de transmitere, cum ar fi uruburile conductoare i transmisiile princurele dinate$ transmit micarea la sania sculei i-sau piesei$ de obicei plasate pe

%hida,e rectilinii.Forele %enerate n procesul de achiere n punctul acti&$ inclu#2nd fora defrecare i fora datorat %reutii$ sunt preluate deghidae i de lagre i condusespre ansamble$ cum ar fi sniile$ ppuile arborelui principal i ppuile mobile.Flu'ul forei se nchide prin elementele de structur, cum sunt coloanele i batiul$care asi%ur totodat i le%tura cu fundaia. Sarcinile statice$ dinamice i termice

produc defomaii elastice n componentele indi&iduale$ care pot duce la erori alesuprafeei piesei sau pot afecta eficiena economic.

Fi%. .> Definirea ri%iditii a cu secanteb cu tan%ente

1.1.". Caracteristici mecanice. Mechanical characteristics.

+aracteristicile statice$ dinamice i termoelastice ale unei maini!unelte$pri&ind fie ntre%ul ansamblu$ fie o component indi&idual$ pot a&ea un efect

substanial asupra capacitii procesului i calitii prelucrrii efectuate cu aceascul.

Criterii pentru solicitri statice.

+aracteristicile statice ale unei maini!unelte sunt repre#entate dedeformarea elastic$ care apare sub sarcin continu$ cum ar fi forele din proces i


6/63

forele datorate %reutii. (ceasta conduce$ n consecin$ la rigiditatea static! ! cel mai important factor. =i%iditatea static repre#int o msur a re#istenei laschimbarea formei i este pre#entat ca raportul dintre sarcina" i deformarea#a

piesei ndirecia aplicrii forei

! ; d" $ d%. Dependena deformrii ? de fora dat de sarcina " estepre#entat prin curbele caracteristice )fi%. .>*. =elaia teoretic este liniar ! ;" $% )coeficient de elasticitate*.

@n practic$ totui$ o relaie pro%resi& apare ca re#ultat al contactului maimultor suprafee ale pieselor. #$ist %ou %efiniii pentru ri&i%itatea 'n (rfulsculei. Dreapta de apro'imare fa de care se calculea# tan&enta esteconsi%erat %in ori&ine p(n la punctul su! o!seraie )o, *o, 'n prima%ia&ram)fi%. .>$a*$ iar n cea de!a doua dia%ram )fi%. .>$b* este consi%erattan&enta la cur!a caracteristic 'n punctul consi%erat )o, *o. @n funcie defelul sarcinii$ ri&i%itatea poate fi ri&i%itate %e 'ntin%ere, %e compresiune, %e

'ncooiere sau %e torsiune. Altimul tip de ri%iditate )B* este raportul dintremomentul M i un%hiul de rotaie $ B; dM-dC.

+i&i%itatea rezultant total n punctul de aplicaie a forei se obinentotdeauna din ri%iditile indi&iduale B$ ale elementelor implicate$ calculate dinsuma cedrilor respecti&e - tot.$ ca &alori in&erse ale ri%iditilor$ astfel l -tot. ; - i. (stfel$ maina 'n ansam!lu este 'ntot%eauna -mai puin ri&i% %ec(tcea mai rezistent component la 'ncooiere situat 'n flu$ul forei.+i&i%itatea$ care se consider$ de obicei$'ntr/un punct %e ac0iere$ la maini!unelte$ are &alori cuprinse ntre " i 5 23 4m$ iar la mainile de prelucrat prin

deformare ntre 0

>

i 0

5

N- Em$ msurat ntre culisor i masa mainii.

Criterii pentru solicitri %inamice.

Caracteristicile %inamice ale unei maini!unelte sunt determinate$ nprincipal$ at2t de ri&i%itatea static$ c2t i de amortizarea sistemului. @n funciede aceste caracteristici$ se pro%uc mo%uri proprii %e i!raii spaiale$ specificepentru fiecare main i3sau component, la anumite frecene proprii. /steesenial ca$ pentru descrierea caracteristicilor dinamice ale structurilor mainilor!unelte comple'e de acest tip$ s fie cunoscute aceste mo%uri proprii %e i!raie.(ceasta permite s fie stabilite componente care pro%uc, 'n principal, i!raiinaturale analiza punctelor sla!e.


7/63

Fi%..5. Moduri proprii de &ibraii ale unei maini de fre#at

@n fi%. .5 se pre#int mo%urile proprii %e i!raii pentru o main %efrezat uniersal la o frecen %e 15 7z. Se poate obser&a o oscilaie %e

'ncooiere 'n seciunea ertical a montantului i o uoar torsiune 'nseciunea orizontal a acestuia. 8entru a izualiza caracteristicile %inamicetre!uie s consi%erm maina/unealt 'mprit 'n elemente %e mas cuplate

elastic unul cu altul. Con%iiile %e ec0ili!ru pentru forele e$citatoare )t,%eplasare/ener&ie elastic, fore %e amortizare, forele %e inerie pot fi%escrise printr/un sistem %e ecuaii %ifereniale. Caracteristicile %iamice alemainilor e$istente pot fi o!inute e$perimental prin e$citarea la frecene f%iferite 6:. +spunsul 'n frecen al ce%rii este obinut din raportul%eplasrii %inamice *%;n, i fora e$citatoare )%;n 'n punctul %e aplicaie alforei i %e %iferena %e faz %intre tra%uctorul %e for i tra%uctorul %e


8/63

%eplasare< 1 3 %;n = $%;n 3 )%;n. 3oate fi pre#entat separat ca rspuns namplitudine i n fa# sau ca o dia%ram &ectorial )dia%ram circular*.

Fi%. .. =spunsul n frec&en al cedrii pentru un strun% &ertical cu doufre&ene proprii msurate prin e'citarea sniei portcuit cu FdGn a rspuns namplitudine ! rspuns n fa# c dia%ram circular % moduri proprii

@n fi%. . se pre#int curbele rspunsului n frec&en msurate idia%ramele circulare pentru un ansamblu cu dou frec&ene proprii. +edarea static

poate fi determinat pentru f ; 0. Ce%area %inamic %e rezonan este %eapro$imati " p(n la 5 ori mai mare %ec(t cea static$ n funcie %eamortizarea sistemului. )recenele proprii cu un factor minim %eapro$imati 1>" p(n la 1,? ar tre!ui s se afle 'n afara %omeniului frecenei


9/63

e$citatorului &enerate, %e e$emplu, %e forele %e ac0iere sau %e lanurilecinematice %e aans, pentru a pre&eni &ibraiile de re#onan prin e'citatorie'terni. #$ist pericolul unei i!raii re&eneratie 61: precum i cel al%istru&erii sculelor i pieselor la mainile sla!e %in punct %e e%ere %inamic.

)recenele proprii mari sunt atinse prin ri&i%iti statice mari i prinminimizarea masei.(cestea trebuie s fie %istri!uiten aa fel nc2t structurile cu mas mare,

ca an&rena@ele i motoarele$ s se afle$ pe c2t posibil$'n puncte ri&i%e$ cum ar fi!atiul sau suportul montantului. 3roiectarea mbinrilor i a %hida,elor esteesenial$ necesit2nd o atenie %eose!itn ce pri&ete filmul %e ulei.

Amortizarea poate fi afectat$ de asemenea$ prin ale&erea materialelor.De e'emplu$ !etonul polimerizatare un efect %e amortizare mai mare %ec(t alfontei$ care$ la r(n%ul ei are un efect %e amortizare mai mare %ec(t al oelului.(t2t nisipul n%lobat$ c2nd mie#ul de turnare nu este ndeprtat$ c2t i inseriile din

beton sunt utile pentru a crete amorti#area. Ha structurile su%ate mbinrilesudate au rol de atenuatori.

Criterii pentru solicitri termice.

Caracteristicile termiceale mainilor!unelte pot fi %escrise %e %eplasarearelati termoelastic %intre pies i scul n punctul acti ca rezultat alsurselor %e cl%ur. (ceste %eplasri sunt %eterminate %e toate pieseleimplicate 'n lanul termic i %e proprietile lor termice %e %eformare.

istri!uiile %e temperatur aria!ile 'n timp cur!e izoterme..* i$ nconsecin$ %eformaiile funcie %e timp apar la elementele componente care#ultat al surselor interne %e cl%urpre#ente n interiorul mainilor!unelte$ cumar fi la&rele, motoarele, an&rena@ele, procesele &eneratoare %e cl%ur etc.$ isursele e$terne %e cl%urcare acionea# asupra mainilor!unelte$ de e'emplutemperatura elementelor 'ncon@urtoare$ razele soarelui, fluctuaiile %etemperatur zi/noapte etc.

@n fi%. . sunt pre#entate sursele %e cl%ur poteniale i efecteleatri!uite acestor influene termice, folosind ca e'emplu o main de fre#at cu

consol.istri!uiile %e temperatur tipice$ care apar n piesele componente

datorit surselor de cldur$ sunt %eterminate de proprietile termice specificeale materialului$ cum ar fi capacitatea termic i con%uctiitatea termic$ i decon%iiile %e transfer %e cl%ur de la elementele componente adiacente sauncon,urtoare. Be&turile elementelor in%ii%uale n raport cu poziia %eprelucrare, poziia relati a elementelor in%ii%uale i efectul interacti al


10/63

%eformrii elementelor pot fi cumulatiesau pot a&ea un efect %e compensareoricum$ toate acestea afecteaz %eformarea prin %istri!uia %e temperatur 'npunctul %e ac0iere, asociat cu coeficientul %e %ilatare termic. +ompensareainteracti& a deplasrii termice n funcie de punctul de prelucrare poate fi

e'ploatat intens printr!o proiectare ce ine seama de sursele de cldur)construcie termosimetric*.


11/63

Fi%. ../'emple de deformaii termice la o main de fre#at

1." Acionri. Dri&es

In principal$ acionrile sunt necesare la maini!unelte pentru micrile deachiere i de a&ans J!9K. (cestea sunt folosite$ de obicei$ separat pentru fiecaremicare$ mai ales la maini cu comand numeric )lanuri cinematiceindependente*$ i$ mai puin frec&ent$ ca acionare comun asociat cu mecanismede preluare a micrii )lanuri cinematice dependente*. (cionrile continue capto utili#are din ce n ce mai mare datorit compatibilitii lor mai mari n raport cunecesitile de prelucrare. (cionrile se clasific n acionri electrice$ hidraulice

i pneumatice n funcie de tipul circuitului acionrii i de sursa de putere )DIN 4>700*$ i n acionri hibride$ cum ar fi cele electrohidraulice.


12/63

mai mare cuplu la pomire )la fel de mare ca cel de fr2nare* i necesit un curentmic la pornire.

6ite#a de rotaie n poate fi modificat la motoarele trifa#ice cu inelecolectoare$ modific2nd numrul de poli p i frec&ena f conform relaiei

n ; 4f-p. Motoarele cu un numr &ariabil de poli pot fi proiectate cu cuplu constantsau cu putere constant pentru toate turaiile.(plicaiile moderne ale motoarelor asincrone tind spre funcionare cu turaie

comandat. (ceste acionri sunt cunoscute ca servomotoare.+omanda turaieieste determinat de po#iia instantanee i de intensitatea c2mpului ma%netic.+2mpul ma%netic i cuplul sunt %enerate la ni&elul dorit$ independent unul de altul$

prin intrarea comandat a curenilor statorici. /fectul combinat al celor doi factoriprodui n stator determin o turaie constant a rotorului. Motorul asincron re%latse ba#ea# pe controlul &ectorului!c2mp )fi%. .8* a se &edea de asemeneaH4 J0 ! 4K.

Fi%. .8 +omanda motoarelor asincrone ba#ate pe principil orientriic2mpului L &ite# de rotaie i intensitatea curentului i sd componente alecurentului %eneratoare flu' iscomponente ale curentului %eneratoare cuplu C coordonat un%hiular a c2mpului un%hiul fcut de rotor s alunecare


13/63

/'emplu. @n fi%. .8 este pre#entat relaia dintre c2mp i coordonatelenfurrii statorului. +ontrolul &ectorului!c2mp consider relaiile de ba#

prestabilite$ conform crora cuplul este controlat prin componentele curentului%eneratoare de moment$ iar turaia este controlat prin componentele curentului

%eneratoare de flu'. /fectul temperaturii asupra constantei de timp a rotorului isaturarea ma%netic a parametrilor motorului repre#int limitele metodei. +ontrolulacestor factori de influen poate nbunti mai departe calitatea motoruluiasincron re%lat J7K.

Fi%. .9. Structura unui motor asincron cu rotor i scurtcircuit )(OO* fr2n ncorporat 4 cone'iunile motorului i ale fr2nei 7 nfurarea statoric> nfurarea rotoric 5 sistemul de msurare termistor.

@n fi%. .9 este pre#entat un motor asincron cu rotorul n scurtcircuitconceput ca ser&omotor. 3entru a compensa modul de comand relati& cornple' alser&oamplificatorului$ e'ist a&anta,e$ cum ar fi faptul c acesta nu necesitntreinere i are un domeniu mare al turaiilor obinut prin comanda c2mpului. +eadin urm caracteristic face posibil re%larea turaiei ntr!un inter&al mare$ la o

putere constant la ieire$ &e#i fi%. .0.


14/63

Fi%. .0 +urbele caracteristice tipice ale unui motor asincron )(M*

De aceea$ motorul asincron re%lat a de&enit din ce n ce mai folosit ca motorprincipal de acionare. 3entru acionrile principale sunt recomandate motoare cuputeri de p2n la 80 BP i cu turaii ma'ime de 8000 rot-min. 3entru acionrile dea&ans$ turaia motoarelor poate atin%e >000 rot-min.

Motoare cu inele colectoare.

(cestea se utili#ea# la mainile!unelte la care se impun &alori mari alemrimii de ieire din lanurile cinematice mai mari i la acelea cu acionri cu&olant$ deoarece ener%ia stocat n &olani poate fi eliberat n timpul cursei de

lucru$ c2nd turaia motorului scade.

Motoare sincrone.

(cestea au deri&at din motoarele de curent continuu cu e'citaie permanent$la care rolurile statorului i rotorului au fost schimbate. Ha motoarele sincrone$c2mpul electric e'citator %enerat n stator se rotete n funcie de turaie. Ma%neii

permaneni sunt montai n rotor i nfurrile primare sunt ataate statoruluipentru a %enera c2mpul rotitor. Separarea curentului ce alimentea# nfurarea

statorului se face n funcie de un%hiul de po#iie al rotorului$ care trebuie s fiemsurat )controlat* pentru ca aceasta s se reali#e#e. Sen#orii pentru po#iiarotorului i msurarea turaiei sunt$ de obicei$ fr contact$ astfel nc2t transmitereacurentului electric se face prin colectori sau perii de la stator la rotor sau in&ers.(tributele construciei motoarelor sincrone$ cunoscute de asemenea ca motoare decurent continuu fr perii colectoare$ includ faptul c nu este necesar ntreinerealor$ iar cldura re#ultat n funcionare este redus. @n acelai timp$ este necesar unsistem electronic de comand mai scump n raport cu motoarele de curentcontinuu$ n timp ce performanele sunt similare.


15/63

Fi%. .. Dia%rama de funcionare a unui motor sincron cu e'citaiepermanent )Oosch* ia$b$c intensitile curentului n nfurri A a$b$c tensiuniledin nfurri Aab$bc$ca

/'emplu @n fi%. . este pre#entat principiul unui motor sincron cu e'citaie

pemanent cu poli )frec&ena de intrare este de trei ori mai mare dec2t frec&enacuplului motorului *. @n po#iia 1 a rotorului$ curentul intr n fa#a a a nfurriii iese n fa#a c a acesteia$ n timp ce n po#iia "$ curentul intr n fa#a ! anfurrii i iese n fa#a c acesteia. 3olaritile setate n acest fel n nfurareastatorului cu un ntreruptor de timp produc un cuplu n aceeai direcie n rotorulma%neti#at$ fapt care pune rotorul n micare n sensul acelor de ceasornic.(limentarea cu curent a fa#elor nfurrilor se reali#ea# alternati& sincroni#at la0ofa de po#iia rotorului. (limentarea cu curent a fiecrei fa#e are loc periodiccu o perioad de >0 de alimentare i de 40Q %rade de pau#$ aceste un%hiurireferindu!se la rotaia rotorului. In termeni electrici$ aceasta produce de&ieri ale

un%hiului de 40 i 0Q.=spunsul tensiunii induse n nfurarea fiecrei fa#e i la borne sunt

pre#entate n fi%. .. =spunsul tensiunii induse din fa#a fr alimentare cucurent este$ n principiu$ nesemnificati& pentru ieirea la putere constant.=spunsul trape#oidal apare ca re#ultat al nclinrii plcilor ma%netice de pe rotorcare se reali#ea# pentru a e&ita probleme ce apar la canelare J>$5K.

Ha motoarele sincrone se distin% alimentarea cu curent sinusoidal sau


16/63

dreptun%hiular. (&anta,ul alimentrii cu curent pulsator dreptun%hiular const nformarea unui semnal simplificat i n folosirea unui sen#or simplu pentrudetectarea po#iiei rotorului. 3entru alimentarea cu curent sinusoidal pot fi folosiidoi sen#ori diferii pentru po#iia rotorului$ n funcie de %radul de preci#ie necesar.

Sen#orul cu numai trei elemente determin punctele iniiale pentru alimentarea A$6 i R n ftecare ca#$ n timp ce sen#orul ciclic ce operea# cu &alori absoluteofer$ de asemenea$ informaii suplimentare despre po#iia absolut a rotorului n

plus fa de cele trei elemente ale sen#orului pentru detectarea punctelor iniialepentru o alimentare sinusoidal mai precis. @n %eneral$ alimentarea cu curentsinusoidal poate cau#a atenuarea undelor armonice ceea ce conduce la osincroni#are ridicat n acionare Jl 5$ K.

3entru comanda unui motor sincron poate fi reali#at schema electronic aacum se arat n fi%. . )&. de asemenea i fi%. .4*.

Fi% .4 Structura unui sistem de comand al unui motor sincron )Indramat*.

Ha aceast metod de comand$ curentul este furni#at sub formc&asisinusoidal sau$ mai precis$ sub form trape#oidal. =e#oluia cerutsen#orului po#iie a rotorului$ pentru furni#area sinusoidei reale$ &a trebui s fie


17/63

mult mai tare dec2t aceea produs de trei elemente sen#oriale dispuse la 0 o.(ceasta este sin%ura cale de asi%urare a fa#ei constante sau a coincidenei fa#eintre tensiunea indus i curentul din nfurarea de fa#. Nu e'ist nici o limit decomutare$ pentru motoarele asincrone$ care este comparabil cu aceea a motoarelor

de curent continuu. @n schimb$ puterea tinde s fie limitat de ser&oamplificator.+urba caracteristic a c2mpului tipic a unui motor sincron este artat n fi%. .7cu scopul comparrii cu cea a unui motor de curent continuu. Domeniul standard alturaiiior se ntinde p2n la &alori de 7000 min !cu o putere ma'im de p2n la 0BP.

Fi%. .7. +urba caracteristic a c2mpului unui motor sincron )Indramat* I moment de torsiune ma'im I moment de torsiune ma'im 4 limitator detensiune la 5 alimentare sub tensiune > moment de torsiune continuu 5 turaie ma'im turaie ma'im la moment constant.

Motoarele asincrone liniare.(cestea au o putere mic la turaii mici$ cu unrandament mic i %enerea# cantiti mari de cldur JK. /le se folosesc lamainile de for,at n acionarea culisourilor i n procesele de fabricaie fle'ibile

pentru acionrile de transport ale paletelor pieselor.Noile reali#ri din domeniul motoarelor liniare asincrone se caracteri#ea#

prin aceea c ser&ocaracteristicile au fost mult mbuntite. Frec&ena cerculuie'terior este cuprins ntre 500 i 00 s !$ la &ite#e de p2n la 7 m-s i acceleraiima'ime ce a,un% chiar p2n la 0 % J8K. Se tie de,a c utili#area ser&omotoarelorliaiare de tip asincron &a crete spectaculos n &iitor.


18/63

Motoarelc electrice %e curent continuu.

Motoare electrice %e curent continuu cu e$citaie 'n %eriaie.(cestea secaracteri#ea# prin turaie constant mare sub sarcin i se folosesc$ acolo unde

este posibil$ n acionri principale i de a&ans ce includ i &olani i au nfurriserie suplimentare$ datorit caracteristicii de re%lare continu a turaiei. +urentulmare de pornire din circuitul indusului este limitat prin re#istene inducti&e i-sau

prin uniti de putere cu tiristoare. Sensul de rotaie poate fi schimbat prininterschimbarea armturilor sau a cone'iunilor c2mpului.

0$ pentru o unitate de puterecu tiristoare i comanda turaiei n acionri principale. Domeniul de re%lare al

indusului O( T 50 este standard i$ n acionrile de a&ans cu ser&omotoare$domeniul este chiar mai mare. +ldura disipat este mai mic la turaii mici i$deci$ este necesar o &entilaie e'terioar.

Motoare %e curent continuu cu e$citaie permanent. (cestea suntfolosite n e'clusi&itate n acionri de a&ans i au turaia re%labil J9K. /le pot fiutili#ate ca motoare cu caracteristic n deri&aie a&2nd e'citaie permanent ac2mpului. $ corespun#toare operaiilor decomand de conturare. In comparaie cu construciile con&enionale$ construciilespeciale )fi%. .>* rele& tmbuntiri ale caracteristicilor dinamice la momentede inerie minime.


19/63

Fi%. .>. +onstrucia motoarelor de curent continuu a rotoare tip disc b

rotoare tip bar c rotoare tip oal d rotoare lente e construciicon&enionale

@nfurarea rotorului are o sarcin specific mare i o perioada fa#ei mare. 6ite#a mare de cretere a intensitii curentului$ datorit inductaneimici a indusului$ datorit celor mai mari &alori posibile ale momentului de torsiunede pornire )de 7 ... 0 ori mai mari dec2t momentul de torsiune nominal$depin#2nd de limitatorul de curent al in&ertorului i de frec&ena de comutare*$

pentru o capacitate de suprasarcin a curentului ridicat$ permite obinerea unor

timpi de pornire superiori de 5 ... 50 ms.@n fi%. .5 se indic structura sistemului de comand al unui motor de curentcontiuu cu amplificator cu tran#istoare.1 problem deosebit$ asociat cu motoarele de curent continuu$ este limitareacurentului transmisibil. (cesta este moti&ul pentru care transmisia curentului areloc prin perii i colectori. (ceasta asi%ur o limitare natural a curentului ma'imtransmis$ care poate fi n continuare transmis fr distru%erea elementelor decontact. (ceast proprietate este descris n fi%. ..


20/63

Fi%. .5 Structura unui circuit de acionare a unui motor de curent continuu cuamplificator cu tran#istoare )Siemens* n turaie i intensitatea curentului U taho%enerator M motor.

Fi%. . +urba caracteristic pentru limitatorul de curent n funcie de turaie)(OO* limita comutrii 4 curba caracteristic a motorului 7 limitator decurent$ de e'emplu I0; 0 ($ I; 70 ($ Ima'; 00 ($ nma'; 4500 min!$ M0; 8

Nm$ M; 4 Nm$ Mma'; 9 Nm$

Himita de comutare depinde de turaie i scade rapid cu creterea turaiei.De obicei$ pentru compensarea acestui fenomen se montea# n ser&oamplificatorun limitator de curent n funcie de turaie. =aportul dintre momentul de torsiunerna'im posibil i momentul de torsiune nominal este$ prin urmare$ redus simitor.+aracteristica motorului determin construcia sa$ deoarece motorul este proiectat

pentru funcionare n re%im nominal.An de#a&anta, pe termen lun% al aplicaiilor motoarelor de curent continuu a fostdurata de &ia relati& scurt a comutatorului$ care conduce la costuri mari dentreinere datorit frec&entelor nlocuiri ale pieselor u#ate. (ceasta a condus n

ultimele decenii la utili#area cu precdere a motorului trifa#at cu inele colectoare.


21/63

ca#uri p2n la >000 min!* i necesit2nd un an%rena, fr ,ocuri conectat n serie)rotor de tip rapid*.

+otoare tip %isc.(cestea sunt uoare$ ntrite cu fibre de sticl$ neferoase. Sunt

reali#ate din rin sintetic i au conductori incorporai ce trec printre ma%neipermaneni. 500 min !$ iarturaiile ma'ime a,un% p2n la 000 min!.+otoare tip oal.(cestea au un ansamblu al nfurrii de tip oal care estencon,urat at2t n afar c2t i la interior de c2mpul electroma%netic.

+otoare lente.(cestea au un numr mare de poli )motoare de cuplu*$ i un rotortipic inelar$ canelat i de diametru mare. Domeniul turaiilor de la n V min ! la400 min! permite pentru asi%urarea unei le%turi directe cu arborii de a&ans frmecanism intermediare )fr ,ocuri* pentru momente de torsiune mari cu &alori de

p2n la >000 Nm.

Motoare electrice pas cu pas.(cestea au trei$ cinci sau mai multe statoare i potreali#a incremeni un%hiulari i de po#iie prin comanda corespun#toare ac2mpului i$ ca atare$ pot funciona at2t ca motoare$ c2t i ca dispo#iti&e demsurare.


22/63

Fi%. .. (cionare de a&ans electrohidraulic ba#at pe principiul comen#iipo#iiei J4$ 44K a ! schema circuitului

p ! presiune 6 ! debit &olumetric n ! turaie ' ! deplasare A5 ! tensiune de

comand Wred! momentul de inerie redus FH ! for sub sarcin


23/63

elementului mobil care trebuie comandat. @n practic$ traductorul de deplasareeconomisete ener%ie$ deoarece pompa re%labil$ care este acionat de un semnalde comand electric$ %enerea# putere hidraulic numai atunci c2nd acionareanecesit aceasta. /'ist$ totui$ un de#a&anta, i anume acela c ineria este

ntruc2t&a mare$ deoarece mase mari trebuie deplasate pe distane mari )de e'.mase de 0 ... 00 B% pe distane de 0 ... 00 mm*. Din aceast cau#$ acestprincipiu de comand se folosete$ n special$ la aplicaii de mare putere J4!4>K.

Motoarele 0i%raulice liniare cilin%ri 0i%raulici. Ha maini!unelte$acestea se folosesc ca acionri principale la mainile de rabotat$ de morte#at i de

broat$ la presare$ n acionrile de a&ans ale mainilor de rectificat i$ deasemenea$ pentru acionarea lanurilor cinematice au'iliare$ de e'emplu pentruschimbarea automat a sculei la centrele de prelucrare sau n sistemele de transportale piesei din liniile de transfer.

Motoarele electrolti%raulice. Ser&omotorul electrohidraulic este alctuitdintr!un motor hidraulic rotati& sau un cilindru hidraulic$ care este acionat printr!oser&o&al& electrohidraulic ataat. (cest tip de motor este destinat acionrilordirecte pe traiectorii continue ale lanurilor cinematice de a&ans$ datoritcaracteristicilor sale dinamice e'celente$ care constau din momente de ineriereduse$ moment de torsiune ridicat$ timpi scuri de pornire i domenii ale turaieiO 0!7... 0>)cu bucl de reacie a tahometrului*.

@n fi%. .8. se pre#int structura unei acionri de a&ans electrohidrauliceba#at pe principiul controlului reostatic la presiune constant a sistemului.Distribuitorul de comand proporional i ser&omotorul constituie acionarea caredeplasea# sania prin intermediul unui urub conductor. 3o#iia saniei .?real ituraia motorului nreal sunt msurate i transmise controlerului de po#iie i-saucontrolerului de turaie. De&iaia sistemului re%lea# debitul &olumetric 6H ctremotor prin intermediul unui distribuitor i turaia este re%lat corespun#tor.


24/63

Fi%. .8. (cionrile de a&ans electrohidraulice ba#ate pe principiulcomen#ii reostatice J4$ 44K a!structura ! distribuitor cu comand proporional4 ! ser&omotor 7 ! sanie > ! urub conductor 5 ! la%re ! controler po! presiunea constant a sistemului 6H!debitul &olumic nreal ! turaia urubuluiconductor ' ! po#iia saniei b ! caracteristici G ! distan de re%lare po !

presiunea sistemului po! &ariaia de presiune sub sarcin 6H! debitul &olumic

sub sarcin.+omanda reostatic se caracteri#ea# prin comportarea sa dinamic foarte

bun$ dar i printr!un randament sc#ut datorit pierderilor mari de ener%ie care#ultat al efectului inductanei.


25/63

Fi%. .9. Ser&omotorul electrohidraulic a !ser&odistribuitor electrohidraulic)Moo%* cu repre#entare n seciune b ! motor hidraulic rotati& )Yartmann* nseciune lon%itudinal i seciune trans&ersal )scara - 5* ! bobina decomand 4 ! lamel 7 !amplificator hidraulic > ! filtru 5 ! drosel fi' !

pistonaul distribuitorului ! le%turi la consumator 8 ! rotor 9 ! supape!discrotati&e 0 ! an%rena, planetar ! ulei sub presiune 4 ! refulare 7 !

scur%eri de ulei > ! supape!rol po ) >0 bar* ! presiunea de alimentare o !&olumul uleiului disponibil p= ) 0* ! presiunea uleiului la ieire.

(cest rspuns dinamic bun poate fi atribuit deplasrii unor mase mici pedistane scurte )de e'emplu o mas de 0$ B% pe o distan de apro'intati& 0$ ZZ mm* n distribuitor. +omanda reostatic este$ de obicei$ utili#at n aplicaii cu

puteri de p2n la 0 BP. +omanda po#iiei poate fi folosit pentru &alori mari aleputerii J4 ! 4>K.

/'cmplu. n fi%. .9 se pre#int motorul hidraulic rotati& cuser&odistribuitor cu dou eta,e. Mrimea de intrare a distribuitorului esteintensitatea mic a curentului de comand i$ n timp ce mrimea de ieire estedebitul proporional de ulei ( i-sau O care poate fi transformat n turaia

proporional a motorului. (mplificarea puterii este ntre 07 i 05. Intensitateacurentului de comand i produce deplasarea unei lamele )sistemul lamelarticulat$ eta,u I* prin bobinele de comand i armtur. +a urmare$ se produc

presiuni diferite n partea st2n% i dreapt a pistonaului distribuitorului ceea ceconduce la deplasarea acestuia )eta,ul II*. In funcie de po#iia pistonului$ uleiulsub presiune cur%e prin ( sau prin O. +one'iunile punii de ba# sunt repre#entate

de drosele fi'e sau de drosele re%labile )inductori cu seciune re%labil*. /stenecesar o filtrare foarte fin a uleiului pentru un sistem sensibil ca cel alinductorului. /fectul inductorului produce pierderi de presiune i o de%a,are marede cldur n distribuitor$ fiind necesare$ n ma,oritatea ca#urilor$ sisteme de rcire.Motorul rotati& transform fora tan%enial direct a uleiului sub presiune de laintrare n moment de torsiune continuu printr!un rotor i prin supape rotati&e. Dousupape!disc rotati&e$ po#iionate dia%onal$ se rotesc n funcie de po#iia rotorului


26/63

pentru a obtura camerele de presiune rotati&e. Supapele!disc rotati&e sunt acionatede arborele motor prin an%rena,ele planetare cu raportul 4 asi%ur2nd formareaca&itilor de form lenticular necesare pentru deplasarea rotorului. (ceastconstrucie este compact i complet simetric$ a&2nd o funcionare uniform chiar

la &ite#e sc#ute.

Motoare pas cu pas electro0i%raulice. (cestea sunt folosite acolo undemomentele de torsiune ale motoarelor electrice pas cu pas nu sunt adec&ate pentruacionri de a&ans. (mplificatorii momentului de torsiune hidraulic sunt atuncicuplai la arborele motorului pas cu pas )fi%. .40*$ acetia const2nd dintr!unser&odistribuitor i un motor hidraulic. (ceste dou elemente formea# circuitulintern de ser&ocomand hidromecanic. 3istonaul ser&odistribuitorului i arborele

motorului hidraulic sunt cuplate mecanic printr!un mecanism urub!piuli.Deplasarea sistemului se produce n acest punct. (ciunea de rotire a pistonauluidistribuitorului produs de motorul pas cu pas sau deplasarea un%hiular aarborelui motorului hidraulic produc deplasarea a'ial a pistonauluidistribuitorului$ debitul de ulei eliberat rotind rotorul motorului p2n c2nd

pistonaul distribuitorului este deurubat$ a,un%2nd n punctul mediu de re%lare.

1."." Mecanisme %e transmitere a micrii .Dransmission units

Sisteme mecanice.

@n construciile mainilor!unelte$ aceste mecanisme$ n principal$ reduc&ite#ele ridicate ale motoarelor pentru a obine &ite#ele de lucru i pentru a %eneramicrile de a&ans ale sculelor J48K. Se deosebesc mecanisrne pentru transmitereamicrii uniforme i mecanisme pentru transmiterea micrii neuniforme )&. F9*.


27/63

Fi%. .40. Motorul electrohidraulic pas cu pas.)Fu,itsu* !motor electric pas cu pas & ! ser&o&al&' ! motor hidraulic > ! urub( ! piuli intrare pentru ulei sub presiune ieire.

Dransmisii cu an&rena@e "9 :. +elmai mic %rup funcional din lanul dean%rena,e const dintr!o sin%ur pereche de roi$ la care pinionul i roata suntsituate pe arbori diferii. =aportul de transmisie i este dat de i ; nintrare- niesire ! &ite#ade intrare - &ite#a de ieire. =aportul ant%rena,ului u este dat de u ; - i ;z)$z& ;numrul de dini ai roii conductoare - numrul de dini ai roii conduse )&. F8.l*.

*ipuri. /'ist mai multe mecanisme de comutare$ de e'emplu roi de schimbJ4$ 4K$ roi baladoare i cupla,e acionate mecanic sau electric. +el mai micmecanism de comutare este cutia de &ite#e cu dou turaii de ieire$ urmtorul

mecanism fiind o cutie de &ite#e cu trei turaii la ieire )fi%. .4*. Dispunerearoilor baladoare la mecanismele de transmitere a micrii cu roi baladoare este

posibil at2t pe arborele de intrare$ c2t i pe cel de ieire. (n%rena,ele mai micisunt dispuse n aa fel nc2t masele mai mici s fie deplasate$ iar furcile roilor deschimb s fie mai scurte$ datorit diametrelor mici.

+omutrile se fac prin inermediul cupla,elor la mecanismele de reglare deputere mare. /ste deci posibil s se reali#e#e comutare sub sarcin i n timpulmicrii de rotaie.

Mecanismele cu un numr mare de turaii de ieire sunt formate prin

conectarea n serie a mai multor cutii de &ite#e cu dou sau trei trepte de turaii. Dee'emplu$ dou mecanisme de re%lare cu dou turaii la ieire )fi%. .44* le%ate nserie formea# un mecanism cu patru trepte de turaii la ieire.


28/63

Fi%. .4. Mecanisme de re%lare cu trei trepte de turaii$ cu %rup balador a construcie standard b construcie e'tins )balador lat* Xb! limea roii c mecanism de re%lare cu roi i cupla,e I cupla,.

Fi%. .44. Mecanisme de re%lare cu patru trepte de turaii i trei arbori a !structur de ba# ! ! cu %rup balador cu dou roi le%ate c! cu %rup balador cu oroat le%at.

=oile le%ate se utili#ea# pentru reali#area unor limi mai mici alemecanismelor de re%lare i pentru reducerea numrului de roi dinate. (cestearepre#int una sau mai multe roi ce aparin n acelai timp unor an%rena,e diferite.@n fi%. 1."" roile le%ate sunt repre#entate prin contururi nne%rite. Deoarece roile

le%ate an%renea# simultan cu dou roi$ trebuie ca pentru cele trei roi s sefoloseasc acelai modul. Mrimea modulului se stabilete pentru roataconductoare cu cel mai mare moment de torsiune care conduce n anumitecondiii la distana cea mai mare dintre a'e. Micorarea limii unui mecanism dere%lare )pe direcie a'ial* presupune o cretere a dimensiunilor pe direcie radial.

1 construcie utili#at frec&ent o repre#int mecanismul de re%lare cuintermediar )fi%. .47* care const din trei arbori$ comutarea fc2ndu!se printr!un


29/63

cupla,. Flu'ul micrii trece fie direct de la arborele Ila arborele III, fie mai nt2i laarborele IIi apoi la arborele III. In primul ca#$ roile an%renea# fr efect$ astfelnc2t turaia de intrare este e%al cu turaia de ieire. @n cel de al doilea ca#$ sereali#ea# un raport de transmitere total mic prin trecerea flu'ului micrii prin

dou an%rena,e succesi&. +a re#ultat al acestei construcii$ se reali#ea# un &olummic al mecanismului de re%lare )re&enirea micrii la arborele III coa'ial cuarborele )*.

Fi%. .47. Mecanism cu intermediar a ! schema cinematic ) ! cupla, b !reea structural c ! dia%ram de turaii.

Mecanismul cu intermediar se ataa# de obicei arborelui condus pentru aasi%ura pe c2t se poate funcionarea an%rena,elor la turaii ridicate i deci lamomente de torsiune mici.

+roiectarea. 3entruproiectarea rapoartelor de transmitere ale mecanismelor

de re%lare n trepte sau continu sunt disponibile mi,ioace %rafice$ care conduc lasimplificri considerabile ale acestei acti&iti )fi%. .4>* J48K. eelele de turaii)fi%. .4>$a* constituie ba#a proiectrii preliminare a mecanismului de re%lare. 1astfel de reea de turaii arat diferitele posibiliti de transmitere a micrii ntrearborii mecanismului de re%lare pe care se afl blocurile baladoare. =eeaua deturaii se repre#int notdeauna simetric. Fiecare linie de le%tur corespunde unuiraport de transmitere. 6aloarea rapoartelor de transmitere nu se determin n


30/63

aceast etap.In plus$ fa de reeaua de turaii$ e'ist i diagrama de turaii )fi%. .4>$b*$

n care se repre#int turaiile reale de pe fiecare arbore i &alorile rapoartelor detransmitere. $bse re%sesc urmtoarele rapoarte de transmitere

Fi%. .4>. =epre#entri de ba# pentru proiectarea mecanismelor de re%larea - reea de turaii b dia%rama de turatie - domeniul turaiilor schemacinematic d ! dia%rama flu'ului deor.

(lte mi,loace utili#ate n proiectarea mecanismelor de re%lare sunt schemacinematic )fi%. .4>$c* i dia%rama flu'ului de for )fi%. .4>$d*. schemacinematic este o repre#entare schematic a arborilor$ roilor dinate$ cupla,elor icelorlalte mecanisme din structur. 3entru descrierea construciei se utili#ea#repre#entarea prin simboluri. Dia%rama flu'ului de for arat care sunt roile caretransmit micarea n po#iia particular selectat. Dia%rama flu'ului de for se


31/63

poate folosi de asemenea pentru stabilirea modului de comutare a baladorilorpentru a reali#a o anumit turaie de ieire.

De#&oltarea ulterioar a comen#ii electronice a acionrilor a permis ocretere a di&ersitii acionrilor electrice continue$ care se folosesc n combinaie

cu mecanisme de re%lare n trepte n lanurile cinematice principale ale mainilor!unelte. )fi% .45*. Domeniul turaiilor de lucru/ al acionrii continue poate fie'tins printr!un mecanism de re%lare n trepte conectat n serie. /ste de doritreali#area unei suprapuneri a domeniilor la ieire B >$ astfel nc2t toate turaiiledin domeniul turaiilor de lucru O0 s se poat reali#a.(stfel Otot;O0Otr[

; Otr - tr

Fi%. .45. +ombinaii de motoare electrice cu re%lare continu i cutii de&ite#e a schem cinematic ) \ motor de curent continuu & \ cutie de&ite#e b\ discontinuitate a domeniiior de turaii la ieire c \ continuitate adomeniilor de turaii la ieire d! suprapunere a domeniilor de turaii la ieire.

unde / este domeniul turaiilor motorului electric de curent continuu$ tr domeniul turaiilor mecanismului de re%lare n trepte$ tr ! raia pro%resiei%eometrice a mecanismului de re%lare n trepte$ ! domeniul de suprapunere aturaiilor.#$emplu. @n fi%. .4 se pre#int schema cinematic a unei cutii de &ite#e cudouspre#ece trepte$ cu cupla,e electroma%netice$ a unei maini cu comand


32/63

numeric$ a&nd dia%rama de turaii corespun#toare. (cionarea const dintr!unmotor trifa#at cu inele colectoare cu dou turaii i o transmisie prin cureletrape#oidale.

+omutarea turaiilor se reali#ea# prin cupla,ele electroma%netice0) ... 0(.

Numerele din dia%rama de turaii repre#int rapoartele de transmitere. /le trebuies se ncadre#e ntre -> )demultiplicator* i 4- )multiplicator*$ n funcie decaracteristicile i dimensiunile ma'ime. 3entru e'emplul considerat$ raia

pro%resiei %eometrice are &aloarea ; $ n domeniul turaiilor arboreluiprincipal se consider raii mai mici domeniilor la ieire B $ astfel nct toateturaiile de 0$5 ; $45.

Drasmisii fle$i!ile i transmisii prin friciune .*ransmisii prin curele )&. F*. In cinematica mainilor!unelte$ acestea sunt

destinate transmiterii micrii de rotaie de la motor la mecanismul de re%lare saudirect la arborele principal.


33/63

Fi%. .4. a +utie de &ite#e cu douspre#ece trepte$ cu cupla,e electroma%netice$a unui strun% cu comand numeric )Uildemeister$ Oielefeld* b dia%rama deturaii$ Z.0( 1 cupla,e electroma%netice c \ transmisie prin cureletrape#oidale ntre motorul trifa#at cu inele colectoare i arborele . Numerelerepre#int rapoarte de transmitere.

(&anta,ele acestora includ eliminarea ocurilor i protecia mpotri&asuprasarcinilor.


34/63

Fi%. .4. Mecanism de re%lare continu cu transmisie prin lan )3I6 ! peaB in&erse&ariable* ) i cu an%rena,e planetare conectat n serie & )s%eile indic flu'ul defor la distribuirea momentului de torsiune ' intrare$ 2 ieire (\ roat cudantur interioar 3 roat!soare 4\ roi planetare 5 disc.

*ransmisii prin lan )&. F*. (cestea folosesc lanuri cu role i se re%sesc deobicei la maini!unelte pentru reali#area micrilor au'iliare i de transport. De

asemenea$ n acionrile de a&ans i principale ale mainilor!unelte automate demici dimensiuni$ se utili#ea# transmisii prin lan cu #%omot redus i diniin&ersai.Mecanismele de re%lare continu cu transmisii prin lan se utili#ea# n acionri

principale cu putere de p2n la >0 BR. Ha mecanismele de re%lare cu roi de lanmultiple$ fr alunecare$ domeniul turaiilor este de ma'im $ la construcii culanuri cu role fiind de p2n la 0. (cionrile prin lanuri cu role$ cu alunecare$sunt folosite pentru turaii mai ridicate. =oile dinate se utili#ea# frec&entconectate n serie pentru mrirea domeniului de turaii )&. mecanismul planetar din

fi%. .4*. 3rin distribuirea momentului de torsiune se reali#ea# construciicompacte.Mecanisme cu roi prin riciune )&. F*. (cestea permit re%larea continu i

se utili#ea# n acionrile principale i de a&ans ale mainilor de %urit$ ale#at iale strun%urilor de mici dimensiuni$ la care este adec&at un domeniu al turaiilorlimitat la >(pentru turaii nalte.

Mecanisme !iel/maniel)&. F9 i F0*.(cestea sunt folosite la mainile!unelte cu micare principal rectilinie

alternati&$ la care sunt admise sau necesare &ite#e neuniforme J49K.Mecanisme biel-manivel-culisor. (cestea au timpii curselor acti& i de

retra%ere e%ali$ astfel nc2t timpul au'iliar repre#int ,umtate din timpul total.@n consecin$ acestea se utili#ea# mai rar la maini!unelte$ fiind totui

utili#ate frec&ent la mainile de prelucrat prin deformare. acionrile cu tiristori.@n acest ca#$ a'ul re%labil al mani&elei are dimensiuni mrite pentru a forma o

cam cu e'centric.


35/63

Mecanisme biel-manivel oscilante. (cestea se utili#ea# la maini de rabotat imorte#at. @n fl%. .48 arborele de morte#at este acionat printr!un sector dinatsolidar cu un bra oscilant. +ursa arborelui poate fi re%lat pe roata de mani&el '

)cam e'centric*.Mecanisme biel-manivel cu culisor. (cestea se utili#ea# la mainile de rabotati la mainile de morte#at ori#ontale$ a&2nd culisor oscilant sau rotati& pentrureali#area timpilor de retra%ere rapi#i . Ha aceste mecanisme este necesar sse calcule#e forele dinamice doar n punctele de in&ersare a sensului micriiforele statice pot fi determinate din dia%rame.(ceste mecanisme se utili#ea# n domeniul micrilor de a&ans ale mainilor derabotat i morte#at$ pentru micri de a&ans intermitente$ reali#ate prin limitatorisau mecanism cu clichet.

Mani&ela sau a'ul articulaiei sunt re%labile.

Dransmisii electrice.Sistemul de comand a turaiei Rard!Heonard folosit n mod tradiional la multeaplicaii ale motoarelor de curent continuu este depit$ fiind nlocuit de sistemeelectronice$ cum ar fi acionrile cu tiristori. (cionrile electronice fiind continuese pot folosi n pre#ent n acionrile de a&ans de nalt preci#ie$ de e'emplu lamainile!unelte de danturat pentru prelucrarea roilor dinate cu a,utorul echipa!mentelor electronice de comand )&. 5$ fi%. 5.44*.

Fi%. .48. (cionarea arborelui de morte#are ) al unei maini de morte#at roidinate cu cuit!roat )Horent#$ /ttlin%en* cu mecanism biel!mani&el oscilant &6'\ disc e'centric )intrare* 2\ a' re%labil a mani&elei (\ ti, de le%tur3 cremalier cilindric 4\ cam elicoidal 5\ cuit!roat de morte#at.


36/63

Acionri 0i%raulice. (cestea utili#ea# lichid sub presiune$ de obicei ulei subpresiune )&. U7* la transmisiile de putere mare. Sistemele hidraulice utili#ate lamaini!unelte sunt aproape n totalitate hidrostatice. (cestea nu sunt afectate deener%ia cinetic a debitului de lichid$ spre deosebire de sistemele hidrodinamice.

Hichidul ser&ete numai pentru transmiterea forelor de compresiune. @n sistemelede acionare hidraulic continue$ re%larea &ite#ei de ieire se poate reali#a n inte!riorul unui domeniu limitat. Se reali#ea# &ite#e de lucru constante$ de asemeneacomutri fr ocuri$ iar presiunea uleiului poate fi utili#at pentru micri de

prindere i de comand i pentru fr2nare.

3ompele i motoarele hidrostatice utili#ate sunt cu an%rena,e$ pistonae i palete$cu capacitate constant sau &ariabil. 3ompele i motoarele pot fi de construciesimilar sau diferit. Se pot obine n funcie de structur acionri cu micri deintrare i de ieire de rotaie i acionri cu micare de intrare de rotaie i cu

micare de ieire rectilinie alternati& J70!74$ 7>K.

Acionri 0i%raulice cu micri %e intrare i %e ieire %e rotaie.(cestea se utili#ea# la mainile de broat i la cele de rectificat plan. (t2t pompac2t i motorul sunt plasate ntr!o sin%ur carcas i pot fi n mod obinuit re%lateindependent unul fa de cellalt.+aracteristicile de putere ale acionrilor hidraulice sunt similare n principiu cu

cele ale transmisiilor electrice. (le%erea i proiectarea circuitului hidraulic suntfoarte importante )&. )U7$ fi%. 7.*.3ompa preia uleiul din re#er&or ntr!un circuit deschis )fi%. .49$a*$ n timp ceuleiul e&acuat de la motor$ mai puin uleiul de scur%ere$ se ntoarce la pomp

printr!un circuit nchis.


37/63

Fi%. .49. +ircuite hidraulice a \ circuit deschis cu pomp ser&ocomandat i

distribuitor cu patru-trei ci b\circuit nchis cu ser&opomp re&ersibil i frdistribuitor.

In circuitul 7nchis )fi%. .49$b*$motorul este "le%at hidraulic]$ astfel nc2tri%iditatea sa torsional este mai mare dec2t ntr!un circuit deschis. (stfel$ circuituldeschis se utili#ea# pentru fr2nare i schimbarea rapid de direcie n acionrilede rotaie i de a&ans$ la care mesele mainilor!unelte au tendina de sticB!slip.


38/63

&ite#e de deplasare rapid v9 mai mici$ ce corespund unei suprafee mai mici apistonului$ la o putere mic. Dac &ite#a de deplasare rapid este necesar n sensulcursei de lucru$ se utili#ea# un al doilea distribuitor ! releu ) fi%. .7*. +amerelecilindrului sunt interconectate n po#iia ), c2nd uleiul trece dintr!o camer n alta

i &olumul total de ulei asi%urat de pomp corespunde diferenei de arie)corespunde ariei seciunii trans&ersale a ti,ei*.(stfel$ este necesar un &olum maimic de ulei$ pompele cu &olum constant fiind folosite frec&ent n locul pompelorcu &olum &ariabil$ ceea ce conduce la economii considerabile.

Acionri pneumatice.

(cestea se utili#ea# de obicei la maini!unelte ca cilindri pentru fi'are automat$micri au'iliare i de transport ) J75K*.3rintre a&anta,e se numr instalarearapid$ funcionare foarte stabil i &ite#e de lucru ridicate de p2n la

7 m-s. De#a&anta,ele includ ri%iditatea redus a cilindrilor pneumatici$ micareneuniform cu &ariaia forelor datorit ncrcrii i forelor de frecare )dei acestea

pot fi depite cu a,utorul re%ulatorului hidraulic* i po#iii intermediare dificil decontrolat.

Fi%..70. +ircuit inducti& cu curs de lucru la retra%ere cu distribuitor cu patru-treici.


39/63

Fi%. .7. +omutare pentru deplasare rapid sau micare de a&ans cu distribuitor cupatru-trei ci i distribuitor! releu suplimentar cu trei-dou ci.

Ha cilindrii pneumatici mai mari$ costurile de alimentare sunt ridicate.X%omotul este %enerat de eliberarea aerului comprimat$ aceasta put2nd fi e&itat cua,utorul unui sistem de reducere a #%omotului. 3resiunea de alimentare standard

p este de > ... bar$ put2nd a,un%e la ma'im 0 bar. Fora" la piston este dat deformula" ; p (R unde (R este suprafaa efecti& a pistonului. =andamentuleste de 0$8 ... /,:(, n funcie de presiune i de dimensiunea cilindrului.


40/63

Fi%. .74. Aniti de a&ans pneumo!hidraulice a ! cilindri separai b\ cilindrupneumatic$ c\ cilindru hidraulic de fr2nare !\ cilindru comun b\ cilindrulucru$\ actuator pneumo!hidraulic. +icluri de lucru pentru a micare de a&anslent aer comprimat a)- b)- bra h, ulei c)-d-e&6 retra%ere rapid aer comprimat

a&- b&-h, ulei c&-e-c). +iclul de lucru pentru b deplasare rapid nainte aercomprimat a)-b), ulei b&-c)-&6 curs de a&ans aer comprimat a)-b), ulei b&-d-&6 retra%ere aer comprimat a4!f$ ulei f4!e!b4.

8ilindru cu simpl aciune. Se utili#ea# pentru prindere$ ridicare$ e'tra%ere etc./'ist odimensiune standard cu o curs de p2n la 00 mm. =etra%erea sereali#ea# printr!un arc sau prin %reutate proprie.

8ilindrul cu dubl aciune. (cest tip poate fi echipat cu o ti, penetrant. Dac estenecesar o micare uniform$ acionarea pneumatic trebuie combinat cu

acionarea hidraulic n cilindri separai )fi%. l.74$a* sau ntr!un cilindru unic )fi%.).'&,b;. Altima dintre construcii este mult mai compact J77K.

.4.7. +omponente ale lanurilor cinematice de a&ans mecanice. Mechanical feed dri&e


41/63

Fi%. .77 ^urub!piuli cu bile fr ,ocuri prima piuli 4 a doua piuli7 circuit de recirculare a bilelor > distaniere de pretensionare 5 urubconductor.

Mecanismul urub!piuli cu bile este ideal pentru satisfacerea cerinelor impusemecanismelor din lanurile cinematice de a&ans. /l are urmtoarele a&anta,e

principale ! randament mecanic foarte mare ) ; 0$95Z..0$99* datorat frecrii de

rosto%olire mici ) ; 0$0l ... 0$04*

! nu pre#int fenomen de sticB-slip ! u#are redus i deci durat de funcionare mare ! ncl#ire redus

! preci#ie de po#iionare i repetabilitate ridicate ca re#ultat al ri%iditiiadec&ate i al lipsei ,ocurilor

! &ite# de deplasare rapid mare.


42/63

mpin%erea celor dou piulie una ctre cealalt sau n sens in&ers prin utili#areunor inele distaniere de prencrcare )fi%. 1.EE.

3iuliele unice se prencarc printr!un dispo#iti& a'ial$ la care bilele acti&e sedeplasea# pe o distan l. =i%iditatea sistemului este dependent direct de fora

de prencrcare i de numrul de ci de rulare. @n plus fa de orice sarcine'terioar$ trebuie asi%urat un a&ans minim pentru a reali#a ri%iditatea necesar nsistem.

i .78$b*. 3entru a

pre&eni abaterea de la paralelism sau pentru a o compensa mai uor$ se recomands se monte#e n ? rulmeni mperecheai$ datorit suprafeelor mici de contact.=ulmenii radiali cu role sau cu ace se folosesc pentru a completa la%rele curulmeni a'iali cu ace cilindrice. Inelul special al rulmenilor a'iali ,oac simultani rolul de inel e'terior al rulmentului cu ace. Himea inelului interior este a,ustat

pentru a corespunde inelului e'terior cu buca!distanier$ astfel nc2t s fie reali#ato prencrcare a'ial prin str2n%ere cu o piuli canelat )fl%. .78 i .>0*. (mbeletipuri de rulmeni necesit un%ere cu unsoare sau cu ulei. Ha%rele sunt construiten moduri diferite n funcie de necesitile de ncrcare. An urub conductor fi'at

permanent la un capt pe direcie a'ial i cu cellalt capt liber constituie soluiastandard pentru sarcini mici )fl%. .7>$a*. @n lanurile cinematice de a&ans curi%iditate mare sunt necesare la%re ri%ide$ fiind preferat fi'area n patru puncte arulmenilor la%relor )fi%. .7>$b*. =ulmenii radial!a'iali cu bile cu contactun%hiular se utili#ea# pentru a reali#a o ri%iditate mare la ambele capete$ ca i


43/63

seturile de rulmeni montai spate n spate$ n tandem. ^urubul conductor estentins ca re#ultat al acestui monta,$ iar prencrcarea mecanismului urub!piuli cu

bile &a crete n consecin. ^uruburile conductoare ri%ide trebuie proiectate naa fel nc2t s nu se deplase#e sub aciunea forelor de lucru sau datorit dilatrii

produs ca re#ultat al cldurii eliberate prin frecare.(ceste tipuri diferite de la%re necesit caracteristici de ri%iditate a'ialpentru urubul cu bile care depind de micarea de a&ans a saniei. =i%iditateaansamblului la tipurile tradiionale de la%re cu un la%r fi' i cu un la%r mobil sereduce hiperbolic cu distana saniei fa de la%rul fi'. (tunci c2nd cel de!al doileala%r este proiectat ca la%r fi'$ poate fi suprapus o curb de ri%iditate care estede&iat lateral$ astfel nc2t se obine o caracteristic simetric )fi%. .75*.=i%iditatea %lobal este astfel considerat mai mare$ dac e'ist doi rulmeni a'ialicu role$ fiind aproape constant pe o #on mare a mi,locului urubului.

Ha proiectarea unor la%re ri%ide ale urubului cu bile trebuie respectate n

%eneral urmtoarele re%uli

Fi%. .7>. /'emple de la%re pentru uruburi cu bile )SF$ SchPeinfurt* a la%re ale urubului conductor pentru ncrcri mici$ fi'are ntr!o sin%ur parte b!

pentru ri%iditate mare $ fi'are la ambele capete.

\ rulmenii cu ace i rulmenii cu role sunt preferai rulmenilor cu bile


44/63

)dac este posibil* datorit contactului liniar i deci a ri%iditii mai mari\ rulmenii a'iali trebuie s fie ntotdeauna pretensionai\ le%turile ri%ide trebuie s mbine suprafee separate )tifturi de mbinare

ri%ide*

\ inelele distaniere trebuie s fie e&itate pe c2t posibil$ pentru a micoranumrul de suprafee n contact$ care reduc ri%iditatea\ suprafeele de contact$ de monta,$ trebuie rectificate$ pentru a asi%ura un

raport al suprafeelor de contact mare i ri%iditate mare.3roiectarea structural a mecanismului urub!piuli cu bile trebuie s se

reali#e#e n le%tur cu parametrii preselectai ce se refer la ncrcare$ cursa delucru$ turaia rapid i preci#ia de po#iionare conform criteriilor de ri%iditate$re#isten la ntindere$ nco&oiere$ turaii de lucru critice$ momente de inerie idurat de funcionare. (ceasta presupune n mod normal determinarea diametruluiurubului$ care constituie un compromis ntre cerinele de ri%iditate i cele ale

momentului de inerie.

/'emplu. Momentul necesar la urubul conductorMsc= "a%p $>&; cu pasulpi randamentul i o for a'ial dat Fa'. 3entru uruburile cu bile ; 0$8.. 0$95, pentru uruburile!piuli cu frecare mi't ; 0$4... /,((corespun#tor un%hiului de nclinare a elicei de 40... 0. =elaia dintre &ite#aliniar v i turaia nsc a urubului conductor este dat de nsc= v $ p.

Mecanism pinion/cremalier.

^uruburile conductoare lun%i ar putea fi deformate de sarcina a'ial i de%reutatea proprie pentru curse de lucru mari$ de e'emplu la strun%urile automatelun%i$ mainile de fre#at lon%itudinale i mainile de %urit ori#ontale cu crucior.


45/63

Fi%. .75. +aracteristici de ri%iditate )c* ale unui mecanism de a&ans cu a \

rulment a'ial fi'at la un capt b \ rulmeni a'iali fi'ai la ambele capete )\ unrulment a'ial &\ doi rulmeni a'iali.

/le au tendin de flambare. De asemenea$ e'ist pericolul ca frec&ena derotaie a urubului conductor s se re%seasc printre frec&enele naturale aleurubului conductor. De aceea$ se recomand ca mecanismele pinion!cremaliers fie folosite pentru curse de lucru mai mari de > m. Se pot asi%ura curse de a&ansoric2t de mari prin mbinarea mai multor se%mente de cremalier. =i%iditatea totala mecanismului pinion!cremalier este ntotdeauna independent de cursa de lucru

i este determinat n principal de ri%iditatea torsional a arborelui pinionului i decuplul pinion!cremalier dinat.


46/63

Mecanismele melc!cremalier melcat se folosesc frec&ent n loculmecanismelor pinion!cremalier$ mai ales atunci c2nd se dorete e&itareaan%rena,elor n trepte multiple pentru curse de lucru mari. Sunt construite cu sistem

de un%ere hidrostatic pentru a reduce frecarea )fi%. .7*. Melcul are preutebu#unare$ ce sunt alimentate cu ulei sub presiune doar n #ona de contact melc!cremalier printr!un distribuitor fi' )plac de comand*. Suprafaa danturiicremalierei este acoperit cu material plastic.

+onstrucia de preci#ie ridicat se reali#ea# prin intermediul unui al doileaprocedeu de turnare$ plec2nd de la impre%narea unui melc iniial$ nainte camaterialul plastic aplicat s se ntreasc. Ou#unarele pentru ulei sub presiune de

pe flancurile melcului se reali#ea# prin fre#are. Ha construciile mai moderne$aceste bu#unare pot fi po#iionate direct pe suprafaa danturii cremalierei$ astfelnc2t acestea pot fi prelucrate economic direct n timpul turnrii prin intermediul

materialelor acoperite cu parafin aplicate pe suprafaa danturii cremalierei.(limentarea cu ulei sub presiune este reali#at i aici prin melc.

Fi%. .7. Han cinematic fr ,ocuri cu mecanisme pinion!cremalier ($ O

\ ramuri \ arbore deintrare 4\ mecanism de ramificare 7$ >\ pinioane5 \ an%rena,e conice po#iti& i ne%ati& \ cremalier )ieire*.

+e%uctoare pentru aans.


47/63

@n lanurile cinematice de a&ans se introduc suplimentar reductoare ntremotor i urubul cu bile sau arborele pinionului mecanismului pinion!cremalier$

pentru reducerea turaiei la &alori necesare urubului conductor sau arborelui

pinionului cu &alori mari ale momentului de torsiune i pentru reducereaulterioar a momentului de inerie al saniei la arborele motor. Mecanismele curoi dinate trebuie s fie ri%ide torsional$ cu inerii reduse i fr ,ocuri.

(stfel$ an%rena,ele trebuie s aib roi cu diametre mici$ deoarece acesteamresc cu puterea a patra momentul de inerie. Ana dintre cile de eliminare a

,ocurilor utili#at n practic este cea de pretensionare tan%enial a roilorpereche. @n acest scop$ o roat dinat este secionat n dou. +ele dou ,umtise rotesc una fa de cealalt p2n c2nd ,ocurile sunt eliminate pe cele douflancuri ale roii cu care an%renea# )fi%. .78$a*. 1 alt posibilitate este de amonta roile dinate sau arborii roilor pe buce re%labile prin e'centric. Distana

dintre a'e poate fi modificat prin rotirea bucei e'centrice p2n c2nd ,ocuriledin an%renare sunt eliminate.

Fi%. .7. Mecanism melc!cremalier melcathidrostatic )Raldrich$ +obur%* \ melc 4 \ cremalier melcat 7 \

roat de antrenare > \ bu#unare pentru ulei sub presiune S \ distribuitor \alimentare cu ulei sub presiune prin partea ori#ontal i-sau suprafaa din spate adinilor.


48/63

@n pre#ent se utili#ea# n multe aplicaii n locul an%rena,elor mecanisme cucurele sincrone, n combinaie cu mecanismul urub!piuli )&. F*$ la care &ite#asuplimentar este esenial din punct de &edere constructi& )fi%. .78$b*.Mecanismul cu curele sincrone satisface cerinele mecanismelor de a&ans folosite

la maini!unelte cu comand numeric n ceea ce pri&ete ri%iditatea$ transmitereaputerii i preci#ia$ asi%ur2nd totodat i o soluie economic. Mecanismele dentindere$ reali#ate din fibr de sticl sau din cablu din fire de oel$ asi%ur un ni&elridicat al re#istenei de ntindere$ nco&oiere i tensiuni minime. +ureaua dinat se

pretensionea#$ pentru creterea ri%iditii i pentru preluarea ,ocurilor. =oile decurea sunt din aluminiu$ pentru mbuntirea comportrii dinamice (morti#arearidicat a materialului curelei dinate asi%ur transmiterea unor oscilaii deamplitudine mic la urubul conductor. @n plus$ transmisia prin curele dinateasi%ur condiii mai fa&orabile n ceea ce pri&ete opiunile de proiectare$ datoritdistanei mari dintre a'e. (ceasta a condus la construcii ale lanurilor cinematice

de a&ans mai compacte i deci la dimensiuni mai mici ale mainii!unelte.


49/63

Fi%. .78. a \ =eductor cu roi dinate fr ,ocuri pentru uruburiconductoare de a&ans )Scharmann$ Monchen%ladbach* )\ urub conductor de

a&ans &\ motor de acionare

Fi%. .78. b \ lan cinematic de a&ans al unei maini de fre#at cu montantcu transmisie prin curele dinate inte%rat )Maho (U*.

eductorul armonic special i mecanismele de a&ans Cyclo satisfac cerinelede transmitere a celor mai mari turaii ntr!o construcie compact cu ri%iditatemare i cu intrare i ieire coa'iale. Mecanismul cu reductor armonic )fi%. .79$a*

poate fi reali#at n construcie tip pahar )al* sau n construcie plan )a4*. @n

principiu$ ambele constau dintr!un inel cilindric ri%id cu dantur interioar)coroana circular sau planetar*$ care este n fi'at de carcas. Ha interiorulacestui inel e'ist o buc elastic din oel cu dantur e'terioar )coroana elastic4*$ ai crei dini sunt presai pe dinii coroanei circulare$ reali#2ndu!se rotaia$astfel rotindu!se i o cam eliptic cuplat cu arborele de intrare )deformator sau%enerator de unde 7*$care %enerea# micarea de rotaie dintre dou puncte opusede pe a'a mare a elipsei. Micarea de rotaie relati& se produce ntre coroanacircular i coroana elastic )satelit eliptic fle'ibil*$ care are doi dini mai puindec2t planetara e'terioar$ fiind transmis la ieire )pahar* prin coroana fle'ibil$iar la construcia plan prin coroana fle'ibil i coroana dinamic >. Micrile de la

intrare i de la ieire se afl n opo#iie )se reali#ea# n sensuri opuse*. =aportul detransmitere i se obine ca raport al numerelor de diniz ai coroanei circulare i aicoroanei elastice$ deci i ;zel$ >zel!zcil;. Se pot reali#a rapoarte de transmitere i ; 50... 740 i momente de torsiune la ieire M ; 5 ... >000 Nm. (ceste tipuri demecanisme cu an%rena,e asi%ur o ri%iditate torsional foarte ridicat i lipsa

,ocurilor$ datorit #onei mari de an%renare ce repre#int p2n la 5 din numrultotal de dini ai roii.


50/63

Ha mecanismele de tip +Gclo )fi%. ).':,b; cama!disc ) este acionat prinintermediul unei came cu e'centric & )arborele de intrare 3; i se rotete n ,urulunui inel montat ri%id. Fiecare punct de pe cam descrie o curb cicloidal.

Micarea de rotaie este %enerat cu turaie mult mai mic n sens opus pe

disc i este dependent de raportul diametrelor inel!disc.3entru a pre&eni alunecarea n timpul rulrii$ discul mecanismului +Gcloan%renea# cu un tren cicloidal inclus$ asi%ur2nd o form e'terioar$ inelul fiindnlocuit prin tifturi dispuse circular. Fiecare cam disc are un profil )dinte* mai

puin dec2t numrul de tifturi. 3rofilele de pe cama!disc an%renea# cu rolele 5 depe inelul e'terior ri%id i se deplasea# odat cu acesta )contact de rulare*.Micarea de rotaie demultiplicat a camei disc se transmite la arborele de ieire '

prin tifturile >$ care ptrund n ale#a,ele din disc. =aportul de transmitere estedeterminat de numrul de profile de pe cama disc. =olele sunt montate pe tifturile5 de pe inelul cu tifturi$ care se afl pe arborele de ieire ', asi%ur2nd transmiterea

puterii prin aciunea de rulare pur dintre cama!disc i inelului cu tifturi S icama!disc i tifturile > ale arborelui de ieire. 3ierderile prin frecare$ %enerarea#%omotului i u#ura sunt reduse la minimum. Mecanismul este dotat cu dou camedisc decalate cu 80o i acionate printr!o cam cu e'centric dublu$ asi%ur2ndu!seastfel echilibrarea mecanic.


51/63

Fi%. .79.


52/63

Fi%. .>0. +upla, cu alunecare inte%rat pentru lanuri cinematice de a&ans cutransmisie sincron prin curele )Wacob$ ieinPallstadt* a \ schem cinematic )

\ la%rele urubului conductor cu bile & ! urub conductor cu bile ' \transmisie sincron prin curele ? \ cupla, cu alunecare ? \ ser&omotor \masa mainii b \ cupla, cu alunecare )/ -- la%rul urubului conductor ))\urub conductor )detalii n te't*.

8uplaele cu alunecare sunt construite pe principiul cupla,elor cu frecareconice cu ncrcare prin arc i pe cel al cupla,elor cu dini. Frec&ent$ ele suntinte%rate n roata de curea dinat a urubului conductor din mecanismele urub!

piuli$ roat ce aparine unei transmisii sincrone prin curele. +upla,ul se montea#pe captul urubului cu bile i se cuplea# cu acesta printr!un dispo#iti& deprindere conic fr ,ocuri care se montea# prin frecare )fi%. .>0*.

In funcionare normal$ transmiterea momentului de torsiune la cupla,ul cu


53/63

dini se reali#ea# de la roata de curea dinat ) i inelul!flan &, montat peaceasta$ prin intermediul bilelor ' la inelul de antrenare >. Oilele sunt introduse nale#a,ele str2ns tolerate din inelul de antrenare i presate n locaurile conice aleinelului & de arcurile taler ( i inelul de fi'are . (rcurile taler 5 sunt pretensionate

cu a,utorul unei piulie. Momentul ce trebuie transmis poate fi astfel adaptat pentrua corespunde condiiilor de lucru respecti&e.Inelul de antrenare se rsucete n raport cu inelul!flan$ dac e'ist o

suprasarcin$ astfel nc2t bilele sunt forate s ias din locaurile conice aleinelului!flan$ comprim2nd arcurile!taler. Ha%rul cu contact n patru puncte 5

preia funcia de spri,in dintre roata de curea mobil i inelu de antrenare fi'at peurub. (stfel se ntrerupe flu'ul de for. +upla,ul continu s alunece p2n c2ndmomentul de torsiune re&ine la &alori sub &alorile limit critice prescrise$reali#2ndu!se recuplarea automat. Suprasarcina este detectat imediat prinintermediul limitatorului de pro'imitate 9$ astfel nc2t acionarea este oprit )a se

&edea fi%. .>0$b*.

Calculul forelor %e coliziune i estimarea acestora. Monta,ul cupla,uluicu alunecare n flu'ul de for depinde pe de o parte de po#iia elementelor cetrebuie prote,ate i pe de alt parte de po#iia elementelor mainii care produc foremari de coli#iune. (ceste fore se produc n principal n dou moduri. @n primulmod forele de inerie sunt eliberate n ca#ul unei coli#iuni ntr!un timp de impactfoarte mic pe o a' a mainii ele se determin pe ba#a ener%iei cinetice aelementelor n micare ale mainii$ de e'emplu sanie$ pies$ arbore principal$

motor etc. @n cel de!al doilea mod$ n ca#ul unei coli#iuni$ momentul motoruluicrete rapid de trei p2n la #ece ori fa de momentul nominal$ n funcie de tipulmotorului. Forele de inerie i momentul ma'im al motorului se nsumea# pentrua forma fora total de impact ce poate cau#a deformaii elastice i$ n cel mai ruca#$ chiar deformaii permanente sau ruperi ale elementelor mainii situate nflu'ul de for. 3e ba#a unui model simulat$ poate fi stabilit o estimare a foreitotale de impact.

1.E Structuri. )rames

1.E.1 Cerine, tipuri. +eFuirements, t;pes.

Structurile i elementele de structur sunt repre#entate de elementele despriin i de undaiile mainilor!unelte J7K. (cestea spri,in i %hidea#elementele necesare pentru reali#area micrii relati&e dintre pies i scul$ dee'emplu mese$ snii$ mecanisme de re%lare$ motoare i sisteme de comand.


54/63

Forma de ba# i dimensiunile acestor elemente sunt determinate despaiul delucru, de nivelul orelor de proces i degradul de precizie necesar )ri%iditate*.De asemenea$ trebuie a&ut n &edere accesul necesar la main pentru scopuri dentreinere$ reparaii i asamblare.

Datorit considerentelor de producie i de asamblare$ nsei structurile suntn multe ca#uri fabricate dintr!un numr de componente indi&iduale$ care se mbinmpreun sau chiar se sudea# n anumite ca#uri. Structurile constau din construciide tip cu batiu, cu coloan, cu mas, cu consol i cu travers )&. H>.4.4 i H5

pentru e'emple de structuri de maini!unelte*.?tructura batiului mainii i poziia arborelui principal repre#int

considerente structurale importante pentru strun%uri )fi%. .>*.+onstruciile cu batiu ori#onta ) se utili#ea# n principal la strun%urile

%rele. +onstruciiie cu batiu nclinat &permit e&acuarea sau ndeprtarea achiilorflerbini i a lichiduui de rcire din #ona de lucru$ conduc2nd la reducerea

pericolului de colmatare sau de suprancl#ire a batiului mainii. Mainile cu batiufrontal ' sunt destinate$ n special$ prelucrrii pieselor n dispo#iti& cu schimbareaautomat a sculei. Strun%urile &erticale ba#ate pe o construcie cu montant > aua&anta,ul de a se potri&i fi'rii i prelucrrii pieselor mari fr a e'ista tensiuni denco&oiere$ piesa fiind susinut de arborele principal )platou*. (rborele principal)piesa* se poate po#iiona at2t lon%itudinal S$ c2t i &ertical n raport cu ba#a.

In fi%. .>4 se pre#int principalele construcii de maini de %urit i defre#at ori#ontale i &erticale$ a cror construcie este n funcie de structura lor )cuconsol$ de tip batiu i de tip Y* i de numrul de a'e ale elementului de spri,in al

sculei sau de spri,in al piesei. 8onstrucia cu consol se folosete doar la mainile!unelte mici$ datorit masei ce trebuie deplasat pe direcie &ertical.Mainile derezat cu batiu se folosesc pentru prelucrarea pieselor mai %rele. Spre deosebire deconstrucia cu consol$ la aceast construcie masa se montea# pe un batiu fi'. Haconstruciile cu batiu$ trebuie fcut deosebirea dintre construciile cu mastransversal i cele cu batiu transversal. Ha construciile cu mas trans&ersal$elementul purttor al piesei$ cum ar fi masa$ are dou direcii de micare$ care sunt

perpendiculare una pe cealalt$ po#iionarea mesei trans&ersale pe %hida,ele late alebatiului conduc2nd la o ri%iditate static i dinamic ridicat. +onstruciile cu batiutrans&ersal sunt cele la care se reali#ea# dou micri de a&ans pe batiu$ una fiind

atribuit %rupului purttor al sculei )de obicei structuri cu montant* i cealalt%rupului purttor ai piesei )de obicei de tip mas*.+onstrucia tip cadru @ )de asemenea cunoscut ca structur cu dou coloane itra&ers* asi%ur o structur deosebit de stabil i este destinat pentru puteri deachiere mari i piese %rele. Dintre cele dou construcii disponibile$ construcia cumas longitudinal )fi%. .>4$b* este asociat cu o mas care se poate deplasa ntr!o sin%ur direcie$ iar batiul este de dou ori mai lun% dec2t masa. @ntrea%a micare


55/63

coordonat perpendicular pe micriie de a&ans ale mesei este reali#at demaina!unealt.

Fi%. .>. +lasificarea strun%urilor n funcie de structura acestoraa ! construcie tip batiu$ b ! po#iia relati& dintre scul i pies )e'plicaii n te't*.

@n contrast$ construcia portal presupune o mas fi' i un portal mobil$a&2nd a&anta,ul c maina trebuie s fie la fel de lun% ca cea mai mare pies de

prelucrat i-sau ca masa fi'$ pe c2nd mainile cu mese mobile necesit o lun%imedubl. (mbele construcii descrise trebuie s fie capabile de o preci#ie ridicat la

prelucrrile finale i posed o mare capacitate de prelucrare pentru de%roare. Seface diferen totui ntre presele cu mani&el i presele cu e'centric$ n raport cuconstrucia structurii )&. 7 i >*. /'ist$ de asemenea$ structuri 8 deschise i

structuri nchise n cadrul construciilor cu doi montani.+adrele + au de#a&anta,ul c se desfac ca re#ultat al forelor de deformare

)fi%. .>7$a*$ ceea ce poate conduce la de#alinierea celor dou ,umti ale sculei$dar au a&anta,u posibilitii de accesare a spaiului de lucru al mainii din trei


56/63

pri. Structurile tip cadru nchis )fi%. .>7$b* se folosesc n principal pentruconstruciile mi,locii i %rele i acolo unde maina!unealt necesit o ri%iditatedeosebit i %hida,e precise pentru a anihila efectul forelor %enerate n timpul

procesului de deformare.

1.E." Materiale pentru structuri . Materials for frames.

+a materiale pentru structuri i elemente de structur se folosesc oelul,oelul turnat i onta. Mai recent$ s!a do&edit a fi apreciat betonul polimerizat

pentru structurile mainilor mici. @n tabelul se pre#int cele mai importantecaracteristici ale materialelor pentru structurile pre#entate mai nainte.

Avantaele construciilor din oel. +oeficientul de elasticitate al oelului estede dou ori mai mare dec2t al fontei$ conduc2nd la economii i %reuti mai mici.

Nu e'ist costuri de modelare$ ceea ce face ca oelul s fie n special potri&it pentruproduse reali#ate la comand. Se nt2lnesc construcii din oel fie de tip plac, fiede tipcelular.

Metoda planelor se raportea# la construciile turnate plcile sunt elementelaminate formate din foi de metal subiri ce sunt sudate mpreun cu ner&urile.

(ceast metod se re%sete frec&ent la prese$ la mainile de tiat sau la mainisimilare$ la care folosirea fontei nu ar pre#enta ri%iditate suficient. Structurilereali#ate pe principiul celular constau din mai multe celule indi&iduale$ ce pot fi deo mare di&ersitate$ reali#ate din plci sudate subiri$ ceea ce ofer o reducereconsiderabil a %reutii$ menin2nd un ni&el nalt al ri%iditii. +apacitatea de adisipa cldur este n mod corespun#tor mai mic$ datorit folosirii la ni&el minima materialului$ ceea ce conduce la un pericol mai mare al deformaiilortermoelastice )&. l . .4*.


57/63

Fi%. .>7. Structuri cu coloan a ! cu coloan unic b ! cu coloan dubl )! flu'ul forei & \ aspectul coloanelor deformate ' ! piesa > ! scula Fa'

!componentele a'iale ale forei de prelucrare.

Avantaele ontei. (cestea sunt repre#entate de capacitatea de amorti#aremare$ caracteristici de alunecare bune ale %hida,elor$ proprieti de prelucrabilitate

bune i o bun stabilitate dimensional. (cestea sunt amplificate prin folosireaunor compo#iii speciale pentru asi%urarea unor proprieti bune de turnare i adiferitelor %rosimi de perete i al unui nalt %rad de stabilitate (Rm ; >00 N-mm4 imai mare*$ utili#2nd fonte cu %rafit nodular$ cu un %rad ridicat de elasticitate.

Avantaele betonului polimerizat. (cest material se folosete frec&ent laproducerea componentelor de structur mici i mi,locii )V5 m*$ n particular abatiurilor mainilor.

(cesta posed o capacitate de amorti#are chiar mai mare dec2t a fontei iastfel o mai mare stabilitate dinamic. (re conducti&itate termic mai mic i ocapacitate caloric mai mare dec2t a altor materiale$ fiind astfel insensibil lafluctuaii scurte ale temperaturii. /'ist o mare &arietate de aplicaii. /lementele

incorporate$ de e'emplu suprafeele de prindere pentru fi'area plcilor denchidere$ motoarelor$ ppuilor arborilor principali etc.$ pot fi po#iionate n aafel nc2t nu este necesar nici o recondiionare ulterioar.


58/63

Fi%. .>>. Structur de main din beton polimeri#at

) ! coloan din beton polimeri#at & ! batiu din beton polimeri#at ' ! ba#in dinspum poliuretanic )re#er&or de emulsie* > ! plac fi'at )cimentat ulterior* (!%hida,e )fi'ate*$ 3 ! buc filetat ! flan pentru la%re )cimentat ulterior* 5 !conduct pentru colectarea emulsiei.

+onductele$ cablurile i canalele pentru alimentare cu ener%ie pot fincorporate direct la turnare. Sistemele modulare furni#ea# o pla, simpl deopiuni$ n timp ce este posibil o modificare simpl i rapid a formelor i$ astfel$o reali#are rapid a unei a alte turnri$ ce urmea# modificrilor constructi&e./lementele ce trebuie po#iionate cu preci#ie )de e'. %hida,ele* sunt ulterior lipite

)cimentate* pe po#iie n de%a,ri sau canale prelucrate n prealabil$ utili#2ndciment J7K. @n fi%. .>> este pre#entat un e'emplu.

Fi%. .>5.


59/63

Fi%. .>. =i%iditatea torsional i de nco&oiere relati& pentru diferitetipuri de ner&urare )calcul prin metoda elementelor finite*

1.E.E 8rincipii %e proiectare a componentelor structurale. /mbodiment desi%n of structural components )frames*.

3rincipiile de proiectare a componentelor structurale sunt determinate decerinele de rigiditate static i dinamic i de consum de material minim posibil.(stfel$ acestea sunt construite n aa fel nc2t s fie ri%ide i uoare$ prin cretereamomentului de inerie$ utili#2nd o form corespun#toare a seciunii trans&ersale.

Seciunile deschise i strpun%erile trebuie e&itate$ deoarece acestea reducconsiderabil ri%iditatea. In plus$ construcia trebuie s fie c2t se poate de solid$distana dintre supori i elementele pe care se spri,in a&2nd un efect substanialasupra tensiunilor de nco&oiere. =i%iditiie de nco&oiere i torsional aleelementelor de structur pot fi mrite printr!o ner&urare corespun#toare. Fi%. .>5

pre#int tipurile de ner&urare cele mai frec&ent folosite la elementele de tipmontant.


60/63

Fi%. .>. Structuri de maini de %urit i de fre#at ori#ontale cu ner&uri ) !montant & ! sanie ' . plac de capt > ! %hida,e pentru ppua arborelui principal.

@n ca#urile ( i D este reali#at o ner&urare lon%itudinal.Montanii

pre#entai n ca#urile / p2n la Y se asocia# tra&erselor. =i%iditatea torsional ide nco&oiere relati& a diferitelor ner&urri ale montanilor pre#entat n fi%. .>este calculat utili#2nd metoda elementelor finite )&. O8*.

Bervurile longitudinalembuntesc r%iditatea de nco&oiere a elementelor princreterea momentului de inerie a'ial. Ner&urile &erticale paralele cu pereiie'teriori nu conduc la o mbuntire notabil a ri%iditii torsioanle. 8 se pre#int a construcie turnat a montantului mobil al unei

maini de fre#at. Ner&urarea trans&ersal i ner&urile dia%onal!lon%itudinaleconfer a ri%iditate torsional i de nco&oiere suficient pentru montant. He%turaner&urilor dia%onale i lon%itudinale cu peretele frontal n &ecintatea %hida,elorconduce la o distribuire e%al sarcinii de pe %hida,e asupra ntre%ului montant i

pre&ine deformaiile locale e'cesi&e n punctele de aplicaie a forelor.


61/63

Fi%. .>8. Montani cu ner&urare dia%onal i tra&erse.

.7.> Calcule i optimizare. +alculation and optimi#ation.Atili#area calculatoarelor este e'trem de util pentru reali#area unor predicii

efecti&e asupra caracteristicilor unei maini!unelte n fa#ele de proiectare i de


62/63

reali#are. 3entru acest tip de aplicaie pe calculator$ este necesar un pachetsoftPare de nalt performan. Softul utili#at pentru calculul caracteristicilormecanice ale componentelor de structur$ cum ar fi anali#a static$ dinamic$termic i a tensiunilor$ const n pro%rame care se ba#ea# pe metoda elementelor

finite )M/F* )&. O8*. Deformaiile statice i dinamice i-sau cedarea sau ri%iditatea$frec&enele naturale i distribuia de temperatur pot fi calculate pentru surse decldur i deformaii termoelastice cunoscute. =eali#area unei anali#e structuralecu M/F implic fa#a de achi#iie de date )preprocesare*$ calculul i evaluarearezultatelor )postprocesare*. Strate%iile de optimi#are ba#ate pe M/F de&in din cen ce mai utili#ate n anali#a structural. (stfel de pro%rame pentru sisteme ser&escla optimi#area %reutii i ri%iditii structurilor mecanice i la minimi#areatensiunilor ma'ime la mar%inile curbei de profil a structurii. /le sunt capabile demodificare automat a parametrilor %eometrici ai elementului$ cum ar fi %rosimea

pereilor n limite specifice$ astfel nc2t inta optimi#at )optimul* s fie atins.

1 anali# M/F complet trebuie reali#at la fiecare pas de iterare. Ana dintreintele de ba# la maini!unelte este de minimi#are a deformaiilor ce se produc n

punctul de achiere n timpul prelucrrii. (ceasta nseamn componente destructur optimi#ate ale mainilor!unelte n raport cu ri%iditatea ma'im pentru o%reutate total dat.

#$emplu. @n fi%. .>9 se pre#int montantul mobil al unei maini de fre#at i%urit. Scopul acestei optimi#ri a fost de a minimi#a deformaiile n punctulstructural 3$ n &ecintatea %hida,ului din dreapta. Sarcinile au afectat montantul n

funcie de forele din achiere$ cau#2nd o nco&oiere uoar i o rsucire limit amontantului.

+a parametri de optimi#are s!au considerat %rosimile pereilor e'teriori i alecelor ner&urai. Deoarece montanii sunt proiectai ca structuri sudate$ parametriide optimi#are pot s fie cansiderai ca fiind opt &alori discrete ale %rosimii

peretelui ntre 8 i >0 mm consider2nd un numr de restricii. Distribuia %rosimiiperetelui este pre#entat n fi%..>9$c$ nainte i dup calculele de optimi#are$ cu unconsum de material )%reutate* sub forma unei dia%rame!bar. /fectul redistribuirii&olumului de material asupra deformrii %hida,elor de pe montant este pre#entat n

fi%. .>5.(colo unde a fost utili#at un al%oritm dublu de optimi#are )Ani&ersitatea din

H_ttich$ Fleur#$ Oraibant* s!au reali#at reduceri ale deformailor de p2n la comparati& cu structura ori%inal.

@n ca#ul mainilor de prelucrat prin deformare$ cum ar fi presele$ undeforele din elemente sunt &itale$ e'ist2nd un %rad de ri%iditate suflcient$ sarcinilelocale n e'ces$ ce tind s se produc ca re#ultat al oboselii n imbinrile seciunii


63/63

trans&ersale discontinue )ale#a,e*$ trebuie remarcate n mod deosebit. (cestea potconduce la distru%erea intre%ii maini intr!un numr substantial de ca#uri.

)i&. 1.?9.Minimi#area deformaiilor la montanii de maini!unelte datorat&ariaiei %rosimii pereilor pentru o %reutate total constant$ optimi#are

deformaie minim n punctul structural 3. =estricii aceeai %reutate$ utili#area%rosimilor de table de 8$ 0$ 4$ 5$ 40$ 45$ 70 i >0 mm. a ! Dia%ramschematic$! ! structurii deformate c ! parametrii de optimi#are ?l la ? % !deformaia %hida,elor )n spaiu*.

Sisteme de Fabricatie mecanica fina

Documents

Transcript of Sisteme de Fabricatie mecanica fina