RECONDIȚIONAREA PRIN FRETARE A ARBORILOR COTIȚI, DE LA LOCOMOTIVELE DIESEL

Marius PĂSLĂ, Ioan VIDICAN

CRANKSHAFT REBUILDING FROM DIESEL FRETTING

This paper presents a method ethnological crankshaft repair of diesel

locomotives fitted to power between 450 and 1250 HP. Repair of crankshaft technology apply to broken trees.

The method applied is achieved by assembling Fretting two shaft ends broken.

Keywords: tree, relieving, sandifer, diesel overhaul Cuvinte cheie: arbore, fretare, seraj, motor diesel recondiționare

1. Generalități

În următorii 20 de ani locomotivele diesel (hidraulice și

electrice) vor constitui, pe lângă locomotivele electrice, principalele unități de tracțiune feroviare. Motorul diesel (m.a.c.) este alcătuit în principal din mecanismul motor, mecanismul de distribuție, instalația de admisie, instalația de alimentare și instalația de răcire. În cadrul mecanismului motor, arborele cotit constituie piesa cea mai importantă (ponderea valorică depășește 20 % din valoarea motorului). Arborele cotit transmite lucrul mecanic produs în cilindrii

461

motorului prin mișcarea de translație a pistoanelor în mișcare de rotație pentru realizarea unui moment motor util. Constructiv, principalele părți componente ale arborelui cotit sunt ilustrate în figura 1.

Fig.1 Arbore cotit Legendă: 1 - capăt anterior; 2 - fusuri paliere; 3 - fusuri manetoane;

4 - brațe; 5 - contragreutăți; 6 - capăt posterior

Arborele cotit asamblat este prevăzut la capere cu un volant necesar uniformizării mișcării de rotație și cu un amortizor de vibrații pentru diminuarea eforturilor torsionale. Materialele din care se execută arborii cotiți sunt oțeluri mediu aliate cu Cr., Ni., Mo, s. a. După o normă de funcționare a motoarelor, apar uzuri la fusurile palier și fusurile manetoane care se recondiționează la treptele de uzură acceptate de normele UIC (Uniunea Internațională a Căilor Ferate).j Arborii cotiți în timpul funcționării sunt solicitați în principal la încovoiere, torsiune, întindere și compresiune, ca urmare a sarcinilor variabile datorită forțelor de presiune a gazelor și forțelor de inerție. În urma acestor solicitări amintite, arborii cotiți se rup în timpul exploatării în proporție de 3-4%. În această lucrare este descris modul de recondiționare al arborilor cotiți care s-au rupt. 2. Recondiționarea arborilor cotiți

Pentru a obține un arbore recondiționat prin fretare (din cei

rupți) sunt necesari doi arbori rupți, din care se execută un capăt de

462

arbore cu alezaj figura 2, a și un capăt de arbore cu palierul subțiat figura 2, b.

a b

Fig. 2 Capetele de arbori pregătite pentru fretare În figura 3 este reprezentat arborele asamblat prin fretare.

Fig. 3 Arbore cotit asamblat după recondiționare

În figura 3, a este reprezentat (în 3D) arborele cotit asamblat prin fretare, iar în figura 3, b este reprezentat (în 2D) arborele cotit realizat din două componente.

Pentru realizarea fretării este necesar ca partea de arbore cu alezaj să fie încălzită la o temperatură cuprinsă între 200-250 0C, iar partea de arbore cu palierul subțiat să fie răcită (în azot ) la temperaturi negative de circa -40 0C.

Diametrul alezajului este cu D∆ mai mic decât diametrul capătului de palier subțiat. După răcire, la ansamblul arborelui cotit montat prin fretare, se creează o presiune puternică între suprafețele celor două componente asamblate.

În aceste situații, serajul se ia de regulă,

1000DD∆ =

a b

463

după care se poate calcula temperatura la care se încălzește capătul arborelui cu alezaj și tensiunea ce se dezvoltă în alezaj în urma fixării acestuia pe capătul de maneton subțiat..

Lungimea specifică a alezajului datorită presiunii de seraj este ( ) .

D D Dl Dl D D

π πε

π− −∆∆ ∆

= = =

Temperatura minimă necesară pentru încălzirea alezajului rezultă din relația

, .Dt tD

εε αα α

∆= ⋅∆ ∆ = =

⋅

Tensiunea în alezaj produsă de seraj este DE E

Dσ ε ∆= ⋅ =

3. Concluzii

Metoda tehnologică prezentată s-a aplicat timp de peste 15 ani la SC REMARUL din Cluj-Napoca salvându-se aproximativ 150 de arbori din proveniența motoarelor MB 836 (450 CP), MB 820 (750 CP), 6 LDA (1250 CP).

Metoda poate fi extinsă aplicându-se și asupra altor arbori cotiți de la motoarele vehiculelor terestre și navale.

Efectele economice realizate în urma aplicării acestei tehnologii sunt demne de remarcat ținând cont de greutăților de aprovizionare și de ponderea valorică a acestor arbori

BIBLIOGRAFIE

[1] Bejan, M., Rezistenta materialelor, vol 1 si 2, ediția a V-a și a IV-a, Editura AGIR, București, 2009 şi Editura MEGA, Cluj Napoca, 2009. [2] Cheșa, A., Locomotiva diesel hidraulică de 1250 CP, Editura ASAB, București, 2001. [3] Mocanu, D.,R., Rezistența materialelor, Editura didactică și pedagogică, București, 1979.

Dr.Ing. Marius PÂSLĂ e-mail marius.victoria@yahoo.com

Dr.Ing. Ioan VIDICAN e-mail: ionvidi@yahoo.com

membri AGIR

464