Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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).

    Pentru 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 munceste 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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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 mainse 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 pro-

    ducia 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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    5/56

    Cantitatea respectiv de produse sau pie se 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 tactulde 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 n ie i

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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 X X 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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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 =

    0,2 m.

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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 suprafetelorale capului si piciorului bielei frontale . .

    24

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    26/56

    Prelucrarea suprafeelor plane de separaie ale capului bielei

    Cnd biela i capacul snt semifabricate distincte, suprafeele plane de

    separaie se prelucreaz n mod obinuit prin broare pe maini verticale de

    broat i mai rar se frezeaz pe maini orizontale de frezat.

    La prelucrarea bielelor forjate cu capacul fcnd corp comun se face

    mai nti secionarea capului bielei i apoi broarea sau rectificarea suprafeelor

    de separaie pe maini verticale de broat, respectiv, pe maini de rectificat plan.

    n ambele cazuri, de obicei, n dispozitiv se prind piesele perechi.

    Prelucrarea gurilor Prelucrarea de finisare

    pentru uruburile de biel. a alezajelor din capul i piciorul

    bielei.

    Prelucrarea gurilor pentru uruburile de biel

    Prelucrarea gurilor pentru uruburi, att n corpul bielei, ct i n

    capac, se execut concomitent prin operaii de burghiere, lrgire, teire, alezare,filetare (cnd este cazul) pe maini de gurit cu capete multiaxe i mas rotativ

    sau agregat de gurit. Piesa se orienteaz dup alezajele din piciorul i capul

    bielei cu apsare pe suprafaa frontal a capacului i corpului.

    Soluia de prelucrare a gurilor de uruburi separat la cele dou piese

    este folosit foarte rar i numai cu condiia ca ultimele operaii de alezare s se

    execute mpreun pentru a asigura o centrare exact a capacului i corpuluibielei cu ajutorul uruburilor.

    26

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

    precizate puncte de control dotate cu dispozitive i aparate speciale de

    verificare.

    27

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

    1

    Rectificarea simultan a supraleelor plane a capului

    i piciorului bielei pe o lat, ntoarcerea piesei irectificarea feelor opuse in mai multe treceri.

    Main de rectificat plancu platou 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 multiaxe

    8Filetarea gurilor pentru uruburi din

    corpul 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

    13

    Strunjirea 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 lucru

    21 Control final Aparatur de control22 Conservare Baie de conservare

    28

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    29/56

    4. Calculul timpului de execuie a fiecrei operaiuni / pies

    (durata stabilit este ipotetic)

    Nr.operaie

    Denumirea operaieiTimp

    de execuie

    1Rectificarea 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.*

    6Prima strunjire a alezajului din capul bielei la o

    prindere pereche a corpului i capacului.Top.6

    4 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 capuli piciorul bielei cu respectarea antraxului.

    Top.112 min.*

    12 Presarea bucei n alezajul piciorului bieleiTop.12

    0,2 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.*16

    Frezarea locaului pentrupintenul cuzinetului simultan la corp i capac.

    Top.162 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 final Top.21

    29

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    30/56

    3 min.*

    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 fi

    prelucrat, 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 de

    prelucrare 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

    30

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    31/56

    maini speciale;

    - 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. Desprebtaia de lagr se vorbete la capitolul urmtor.

    31

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    32/56

    Ruperile de biel se pot produce n unele cazuri din urmtoarele cauze

    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, dei

    Btaia captului mic a! bieleidin cauza unui maneion rectificatgreii:a poziia bielei la PMS,b poziia bielei la PMI.

    32

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    33/56

    la montare nu se observ nimic. Dac suprafeele de strngere ale capacului

    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 nuse 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 montaten motor.

    33

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    34/56

    In mod corect, alinierea bielelor se face la aparate speciale. Nu se

    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 formasemntoare;

    - 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 intre

    34

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    35/56

    exactpe cepul de jos C i s aib diametre exterioare crescnd cu cte 0,5 mm.

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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 oputea ndrepta. BridaA se aaz n apropiere de mijlocul bielei cu ajutorul celor

    dou piulie ale plciiD, care se-vor nuruba cu mna.

    LamaB 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 E spre 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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    41/56

    bielele unui motor, acest lucru este ns uneori imposibil. Diferene de greutate

    la biele se ivesc n special cnd lagrele nu au toate acelai diametru. Biela al

    crei lagr are diametrul mai mic va fi mai grea dect celelalte. Diferena va

    influena numai forele centrifuge, deoarece plusul de greutate se gsete numai

    la captul mare al bielei. In astfel de cazuri biela mai grea nu trebuie uurat,

    pentru a nu dezechilibra ambielajul.

    Dac un maneton a suferit o gripare i a fost rectificat, diametrul su poate fi

    cu 2 mm mai mic dect al celorlalte. In acest caz, biela respectiv va avea o

    greutate cu 4080 g mai mare dect celelalte, ceea ce, la turaii nalte, va crea

    fore centrifuge suplimentare de 50100 kgf.

    Aceste fore vor aciona tocmai asupra manetonului care este mai slab,

    producnd presiuni locale mai mari.

    S-a dat acest exemplu oarecum exagerat, pentru a se cunoate urmrile unor

    astfel de reparaii, la care manetoanele nu au acelai diametru. La fabricaie

    diferenele maxime de greutate ntre bielele unui motor snt de circa 1%'.

    Bielele, mai ales dup ce au fost controlate la aparat, trebuie s fie ferite de

    lovituri. De aceea, este recomandabil ca ele s fie pstrate, ca i supapele, ntr-

    un rastel special.

    Ansamblul biel-piston

    Ansamblul biel-piston este format din piston, segmeni, bol de piston i

    biel.

    Pistoanele. Forele cu care gazele de ardere apas asupra pistonului n timpul

    cursei utile snt foarte mari. Dac se consider presiunea gazelor la nceputulcursei utile, la un motor cu carburator, egal cu 40 kgf/cm2, iar diametrul

    pistonului egal, de exemplu, cu 90 mm, fora pe fundul pistonului va fi de circa

    2 500 kgf. La motoarele Diesel presiunea este i mai mare. Pentru a prelua o

    asemenea solicitare, pistonul trebuie s fie destul de rezistent.

    La rotirea uniform a arborelui cotit, pistonul se deplaseaz n cilindru cu o

    vitez variabil; n p.m.s. i p.m.i. viteza pistonului este nul, iar la aproximativjumtate din curs viteza atinge valoarea maxim. Astfel pistonul se deplaseaz

    41

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    46/56

    Pistoanele cu mantaua spintecat se monteaz n cilindru astfel nct

    tietura din manta s fie ndreptat spre acea parte a cilindrului n care nu apar

    presiuni laterale n timpul cursei utile. La motoarele rapide, la care forele de

    inerie pot s produc o presiune lateral considerabil asupra unui perete al

    cilindrului, pistonul se aaz cu tietura n partea peretelui opus.

    La unele motoare se folosesc pistoane din aliaj de aluminiu cu plci de invar

    care leag cele dou pri active ale mantalei. Invarul este un aliaj de oel cu un

    coninut ridicat de nichel (pn la 37%). Coeficientul de dilatare al invarului este

    de aproximativ 20 de ori mai mic dect cel al aliajului de aluminiu. Datorit

    acestei proprieti, plcile de invar limiteaz dilatarea mantalei pistonului.

    Uneori plcile snt executate din oel carbon.

    Dnd mantalei pistonului o form oval, este posibil aezarea pistonului n

    cilindru cu un joc minim n planul de aciune al forelor laterale i aceasta, la fel

    ca i spintecarea mantalei, nltur btile pistonului la motorul rece. n cazul

    acestei forme a mantalei pistonului, se asigur un joc uniform pe periferie ntre

    piston i pereii cilindrului la motorul n funciune, din cauza deformaiilor

    pistonului provocate de forele care acioneaz asupra sa, precum i datorit

    nclzirii. Forma oval a pistonului se obine prin rectificarea sa dup ablon.

    Axa mare a elipsei este perpendicular pe axa bolului.

    Jocul la rece dintre piston i peretele cilindrului nu trebuie s fie uniform pe

    nlimea pistonului, deoarece temperatura pistonului este diferit pe nlimea

    sa.

    Un joc diferit pe nlime se asigur prin aceea c diametrul exterior almantalei se face mai mare dect diametrul capului; trecerea de la diametrul

    maxim la cel minim poate fi lin cu form conic, sau n trepte.

    Cnd mantaua este oval, jocul se msoar sub un unghi de 90 fa de axa

    bolului. Jocul se msoar cu segmenii scoi prin tragerea cu anumit for a

    unui calibru lamelar special prins ntre piston i cilindru. Grosimea calibrului,

    lungimea sa, ca i fora de tragere snt indicate n instruciunile uzinelorconstructoare.

    46

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    47/56

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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

  • 8/3/2019 Proiect Tehnologii de Fabricare Biela

    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 st