Asamblari

Asamblari

Asamblarea este operatia de reunire, intr-o succesiune bine determinata, a elementelor constitutive ale unui sistem tehnic, in scopul de a indeplini cerintele tehnologice impuse.

Rezultatul fizic al operatiei poarta numele tot de asamblare.

Dupa modul in care se pot demonta elementele asamblarile pot fi:

Asamblarile nedemontabile se caracterizeaza prin faptul ca elementele nu se pot demonta fara deteriorarea cel putin unui dintre elementele asamblarii.

La asamblarile prin presare, cand deformatiile suprafetelor in contact sunt elastice asamblarea este demontabila. Daca deformatiile suprafetelor in contact sunt deformatii plastice asamblarea este asamblare nedemontabila.

Asamblari nedemontabile

Asamblari prin nituire

Asamblarea prin nituire este operatia tehnologica prin care se realizeaza imbinarea nedemontabila a doua sau mai multe elemente prin intermediul organelor de masini numite nituri.

In figura alaturata este prezentata operatia de nituire: tija nitului este introdusa prin gaurile pieselor de asamblat 1 si 2 dupa care, prin lovire cu ciocanul sau prin presarea extremitatii libere a tijei se formeaza capul de inchidere.

Clasificarea asamblarilor nituite:

• din punct de vedere al temperaturii tehnologice:
• la temperatura mediului ambiant - pentru nituri cu diametrul tijei mai mic sau egal de 12 mm sau cand niturile sunt din materiale metalice neferoase
• la cald
• din punct de vedere al mijlocului de lucru folosit:
• manual
• mecanizat - pentru diametrul tijei mai mare de 12 mm
• din punct de vedere al destinatiei:
• de rezistenta - folosite la poduri metalice, la fermele halelor, la poduri rulante si schelete de macara, la stalpi de tensiune
• de rezistenta-etansare - cazane de abur, rezervoare de petroliere, recipienti sub presiune

Forma constructiva a niturilor:

Variante constructive ale asamblarilor nituite:

• dupa modul de realizare a legaturii dintre elementele imbinate:
• prin suprapunere
• cap la cap
• dupa modul de dispunere a niturilor:
• cu un singur rand de nituri
• cu mai multe randuri de nituri

Avantajele asamblarilor cu nituri:

• siguranta in exploatare
• este superioara asamblarilor prin sudura
• rezista bine la sarcinile dinamice dupa directii variabile (ex: poduri, nave maritime, fluviale sau aeronave)
• se pot imbina piese din materiale nesudabile sau la care temperatura necesara procedeului de sudare ar diminua efectul tratamentelor termice sau al acoperirilor de protectie sau estetice

Dezavantajele asamblarilor prin nituire:

• un consum mai mare de materiale si manopera
• conditii de lucru mai incomode din cauza producerii de zgomot
• se micsoreaza rezistenta pieselor in sectiune
• se diminueaza etanseitatea constructiei realizate

Materialele utilizate la confectionarea niturilor se aleg in functie de felul si marimea solicitarilor la care sunt supuse. (oteluri carbon, oteluri aliate, cupru, alama, aluminiu)

Asamblari nedemontabile

Asamblari prin sudare

Asamblarea prin sudarea este operatia tehnologica prin care se realizeaza imbinarea nedemontabila a doua sau mai multe piese metalice, cu sau fara material de adaos, prin topire sau prin presiune.

Materialul supus operatiei de sudare reprezinta materialul de baza.

Materialul ce urmeaza a fi topit alaturi de marginile materialului de baza in procesul de sudare este materialul de adaos.

In urma solidificarii baii de metal topit din zona supusa incalzirii, aflata in vecinatatea marginilor pieselor, rezulta cordonul (cusatura) de sudura.

Socul termic din zona de imbinare a pieselor sudate modifica compozitia chimica, respectiv structura metalurgica a imbinarii si provoaca tensiuni remanente.

Aceste tensiuni interne provoaca deformarea pieselor si a cordonului de sudura.

In functie de calificarea muncitorului in timpul sudarii pot aparea diferite defecte cum ar fi: pori, incluziuni nemetalice, fisuri, etc.

Elemente caracteristice comportarii constructiilor sudate:

• Ruperea fragila este ruperea fara deformare plastica a imbinarilor sudate, produsa la solicitari cu valori sub limita admisa. Pentru a preveni amorsarea si propagarea fisurilor, se determina preventiv sensibilitatea la fisurare a imbinarilor sudate in laborator prin incercari fizico-mecanice specifice.
• Tehnologic, aptitudinea otelurilor de a realiza imbinari de buna calitate o reprezinta sudabilitatea. Aprecierea ei se face in functie de continutul de carbon si de elementele de aliere din care este constituit otelul. O dato cu cresterea procentului de carbon si al elementelor de aliere, sudabilitatea se inrautateste. In acest context otelurile se clasifica in:
• greu sudabile
• limitat sudabile (oteluri pentru arcuri)
• satisfacator sudabile
• perfect sudabile (otelurile carbon)

Clasificarea asamblarilor sudate:

• dupa grupa procedeului de sudare:
• imbinari obtinute prin topire
• imbinari obtinute prin presare
• dupa modul tehnologic de asamblare a elementelor, cat si dupa felul zonelor de contact:
• suduri cap la cap
• suduri in colt

• dupa continuitate:
• continue
• discontinue (cu cordoane de suduro date din loc in loc)

• dupa forma rostului /prelucrarea marginilor piesei

Eseu: CAIET DE SARCINI pentru executia infrastructurii din beton armat Referat: Manual de reabilitare termica a cladirilor prin imbunatatirea protectiei termice a peretilor exteriori

• dupa pozitia in care se executa
• orizontala
• verticala
• peste cap

Avantaje si domenii de utilizare:

• fata de asamblarile nituite asamblarile sudate folosesc complet sectiunea pieselor prin eliminarea gaurilor, lipsa zgomotului, etanseitate sporita, economie de material prin eliminarea niturilor cca. 10-50%
• se pot obtine ansambluri cu forme complexe
• pret de cost mai mic prin cresterea productivitatii muncii
• independenta mare in conceptia constructiva
• posibilitatea automatizarii si semiautomatizarii.

Dezavantaje

• sunt mai sensibile la solicitari variabile si vibratii
• calitatea sudurii nu este mereu uniforma
• zona sudurii si cea de trecere au structuri diferite de cea a materialului de baza, favorizand aparitia tensiunilor remanente
• executia si controlul sudurilor se face de multe ori cu metode si mijloace costisitoare
• necesita utilizarea dispozitivelor de pozitionare.

Asamblari nedemontabile

Asamblari prin lipire

Asamblarea prin lipire este operatia tehnologica de imbinare a doua sau mai multe piese confectionate din acelasi material sau din materiale diferite cu ajutorul unui "material de aport".

Materialul de aport are compozitie chimica diferita de cea a materialului de baza si patrunde prin difuziune moleculara in structura acestuia. Astfel se formeaza la nivel local solutii solide ce determina lipirea, datorita fortelor de coeziune intermoleculara dintre cele doua materiale.

Lipirea se poate realiza cu aliaje metalice cat si nemetalice (adezivi).

Lipirea cu aliaje metalice

Clasificarea lipiturilor metalice in functie de rezistenta mecanica si temperatura de topire a aliajului de lipit:

lipituri moi - se caracterizeaza prin rezistenta de rupere mica (5 .. 7 daN/mm²) si temperatura de executie sub 450⁰C. Ele se utilizeaza in cazul imbinarilor slab solicitate sau care se incalzesc nesemnificativ in functionare (diferite aparate electronice si electrocasnice, obiecte sanitare, cutii din tabla, jgeaburi, etc.).pentru lipirea pieselor din otel, cupru si aliaje de cupru, se folosesc aliaje de lipit pe baza de Sn-Pb sau pe baza de Sn-Pb-St. Pentru lipirea pieselor din aluminiu se folosesc aleaje pe baza de Sn-Yn sau Pb-Ag.

lipituri tari sau brazuri - se caracterizeaza prin rezistenta de rupere mai mica de 50 daN- mm² si temperatura de executie cuprinsa intre 450⁰C si 900⁰C. ele se intalnesc in cazul imbinarilor care necesita o buna rezistenta mecanica si protectie pentru mediu corosiv (lipirea flanselor pe tevi de apa, ulei sau aer comprimat, a placutelor dure la sculele aschietoare). Pentru lipirea pieselor din nichel, cupru si aliaje de cupru se folosesc aliaje de lipit pe baza de Cu-Zn, numite si "alame de lipit" sau pe baza de Cu-Zn-Ag. pentru lipirea elementelor din fonta se foloseste aliajul "monel", format din 68%Ni+28%Cu+Mn+Fe+Si.

Executarea lipiturilor metalice se poate face:

• folosind unelte si dispozitive de incalzire ca ciocanul de lipit, pistolul de lipit sau lampa de lipit cu flacara
• prin cufundarea pieselor in bai cu saruri topite
• prin incalzire in cuptor sau prin inductie.

Metalele incalzite la temperatura necesara lipirii formeaza la suprafata, in contact cu oxigenul din aer, straturi de oxizi care impiedica realizarea unei lipituri de calitate. Pentru a evita acest fenomen, suprafetele ce vor fi supuse operatiei de lipire se trateaza cu fluxuri pentru lipit. Cele mai folosite sunt: clorura de zinc (pentru piese din otel, table zincate, etc.), colofoniu sau "sacazul" (pentru piese din cupru sau din alama), stearina (pentru piese din plumb), clorura de amoniu (pentru curatarea de oxizi a suprafetelor active la ciocanele de lipit). Acestea asigura in plus o difuziune mai buna a lipiturilor.

Din punct de vedere tehnologic se pot lua masuri suplimentare pentru cresterea rezistentei mecanice a imbinarilor lipite:

• realizarea unei configuratii si a unei suprafete de lipire mai mari pentru a putea transmite forte mai mari
• pastrarea interstitiului dintre piesele lipite in intervalul 0,025 . 0,25 mm

• usurarea introducerii materialului de lipit intre piese prin executarea de randalinari
• curatarea pana la luciu metalic a suprafetelor supuse lipirii, prin degresare, decapare cu acid azotic, etc..

Lipirea cu adezivi

Lipiturile cu adezivi constituie o varianta mult mai noua pe scara evolutiei tehnologice a asamblarii. Adezivii sunt substante chimice nemetalice care prin aderenta si absorbtie, creeaza un strat direct de contact intre structurile moleculare de la suprafata pieselor de imbinat.

Lipiturile cu adezivi se pot realiza atat la rece (temperatura mediului ambiant) cat si la cald, cu sau fara presarea suprafetelor supuse imbinarii.

Prin acest procedeu pot fi imbinate materiale metalice, materiale plastice,, ceramice, lemn, cauciuc, sticla, beton, tesaturi, etc.

Avantaje

• se elimina aparitia tensiunilor remanente
• este o operatie care se realizeaza cu un consum redus de manopera si energie, cat si cu utilaje simple
• nu necesita calificare superioara.

Dezavantaje

• sunt mai putin rezistente decat sudurile, atat din punct de vedere mecanic cat si termic
• rezistenta mecanica este puternic afectata de temperatura
• au sensibilitate la socuri, imbatranire in timp, desprindere.

Asamblari prin presare

Asamblarea prin presare este operatia tehnologica prin care doua piese, una de tip arbore iar cealalta de tip alezaj, sunt aduse in starea fizica in care intre ele sa apara forte de strangere care sa duca la blocarea lor.

Una din piesele asamblarii este deformata elastic sau combinat elastic si plastic, creand o presiune de contact apreciabila. Cealalta va raspunde cu o forta egala si de sens opus. Forta de frecare dintre cele doua piese devine atat de mare, incat provoaca imobilizarea una fata de cealalta.

Procedeul de asamblare prin presare poate fi aplicat numai in situatiile in care exista o   diferenta de zecimi sau sutimi de milimetru intre dimensiunile celor doua piese supuse asamblarii:

Δ = d_a - d_A > 0 unde: d_a - diametrul arborelui

d_A - diametrul alezajului

In figurile de mai sus sunt prezentate asamblari cu strangere elastica proprie, iar in figurile din dreapta sunt aratate asamblari cu strangere cu organe auxiliare (prin intermediul unor dispozitive auxiliare, piesa interioara va fi deformata plastic in mod uniform si va crea o puternica presiune de contact pe peretele piesei exterioare).

Dupa directia fortei exterioare ce se aplica pentru realizarea imbinarii, se disting:

• asamblari prin presare longitudinala
• asamblari prin presare transversala.

La asamblarile prin presare longitudinala forta exterioara de imbinare este aplicata in lungul axei pieselor. Piese arbore este introdusa fortat in piesa alezaj. Asamblarea se poate realiza prin lovire sau cu prese manuale sau mecanizate.

La asamblarea prin presare transversala, forta este aplicata perpendicular pe axa pieselor, existand mai multe variante tehnologice:

prin incalzirea piesei exterioare (alezajul). Prin incalzire alezajul se dilata permitand introducerea cu usurinta arborelui. Racirea la temperatura mediului ambiant (20⁰C) va determina contractia la dimensiunile initiale, realizandu-se astfel asamblarea

prin racirea piesei interioare (arborelui). Prin racire la o temperatura mult inferioara temperaturii mediului ambiant, arborele se va contracta permitand introducerea cu usurinta in alezaj. Incalzirea la temperatura mediului ambiant va determina dilatarea arborelui la dimensiunile initiale, realizandu-se astfel asamblarea.

Asamblari demontabile.

Asamblari cu filet.

Asamblarea cu filet reprezinta operatia tehnologica de imbinare demontabila a doua sau mai multe piese, utilizand organe de asamblare filetate.

Reprezentarea grafica a unei asamblari este prezentata in figura alaturata. Strangerea pieselor A si B se face intre capatul 1 al surubului si piulita 3, care se insurubeaza pe tija filetata 2. intre piulita si piesa A se introduce saiba 4.

Elementele caracteristice asamblarii filetate

p - este pasul filetului (distanta masurata in plan median intre punctele omoloage de pe doua flancuri consecutive),

β_m - unghiul de inclinare al spirei,

d₂ - diametrul cilindrului de infasurare,

d - diametrul nominal,

α - unghiul profilului,

H - inaltimea filetului.

Suruburile si piulitele sunt organe de masini cu numeroase forme si dimensiuni standardizate. Pentru diferitele utilizari tehnologice, alegerea lor se face in functie de rolul pe care il au de indeplinit cat si de conditiile impuse la montaj.

Clasificarea suruburilor:

dupa rolul functional:

o      de fixare (pentru asamblari)

o      de reglare (ex: pentru reglarea tachetilor supapelor, pentru eliminarea jocurilor la cuzineti sau suprafete culisante)

o      de miscare (surubul conducator la strung, surubul de la prese, de la cricuri)

o      de masurare )instrumente de masura - micrometre)

o      cu destinatie speciala.

dupa forma in sectiune a profilului:

o      triunghiulara

o      patrata

o      ferastrau

o      trapezoidala

o      rotunda

dupa sensul de infasurare:

o      spre dreapta

o      spre stanga

dupa numarul de inceputuri:

o      cu un singur inceput

o      cu doua sau mai multe inceputuri

dupa pas:

o      cu pas normal

o      cu pas fin

dupa unghiul profilului:

o      = 60⁰ - filet metric

o      α = 55⁰ - filet Whit worth

dupa configuratia capului:

o      cap hexagonal

o      cap striat

o      cap hexagonal interior

o      cap patrat

o      pentru surupelnita obisnuita

o      pentru surupelnita speciala

o      cap rotund si nas

dupa forma tijei:

suruburi speciale:

o      pentru fundatie

o      pentru lemn

o      autofiletante

o      autoburghietor

Clasificarea piulitelor dupa forma constructiva:

piulite hexagonale

piulite crenelate

piulite infundate

piulite rotunde cu caneluri

piulite rotunde cu gauri radiale

piulite striate

piulite fluture

piulite hexagonale cu suprafata de asezare sferica.

Clasificarea saibelor se face in functie de scopul tehnologic:

de a impiedica autodesfacerea

o      saibe Grower

o      saibe elastice

o      saibe de siguranta

de a micsora presiunea din zona de contact sau de a proteja suprafata piesei

o      saibe plate

Materiale utilizate pentru executia asamblarilor cu filet se aleg in principal functie de solicitarile din exploatare. Pentru suruburi se poate folosi o gama larga de oteluri, de la cele de uz general lana la otelurile inalt aliate (OL37, OL52, OLC15, OLC60, AUT30, 18MoCN06, 15MoMC12, 35CNS13 etc.). Din otelurile speciale aliate cu Cr, Mo, Vn, Ni, se executa suruburi destinate solicitarilor puternice si eforturilor variabile.

Solicitarile la care pot fi supuse asamblarile filetate pot fi:

• statice: date de forte axiale centrice sau excentrice sau de forte transversale
• dinamice: date de forte exterioare dupa un ciclu pulsator.

Asamblarile cu suruburi care preiau sarcini variabile si cu soc sau care sunt supuse vibratiilor, sunt predispuse la autodesfacere. Pentru asigurarea asamblarilor filetate impotriva autodesfacerii se folosesc urmatoarele solutii pentru depasirea momentului intern de desurubare:

• contrapiulita obisnuita sau cea elastica
• saiba Grower
• piulite si suruburi cu insertii elastice. Acestea se deformeaza si sporesc frecarea pana la excluderea posibilitatii de autodesfacere. Totodata ele amortizeaza vibratiile axiale si etanseaza asamblarea
• elemente suplimentare de asigurare (cuie spintecate sau sarma rasucita)

• folosind un lichid special care se solidifica intre spirele filetului.

Avantajele asamblarilor cu filet:

• pot fi usor demontate si montate, fara a fi necesar un utilaj costisitor
• se pot transmite forte axiale de strangere mari
• utilizand forte tangentiale reduse pot transmite sau regla miscarea

Dezavantajul principal al asamblarilor cu filet il reprezinta faptul ca se introduc puternici concentratori de tensiune in zona gaurilor de trecere a suruburilor, marind pericolul de rupere.

Un caz aparte al asamblarilor cu filet il constituie transmisiile cu surub si piulita. Rolul lor este de a transmite atat miscarea cat si forta (momentul de rasucire), asa cum este cazul cricurilor, preselor cu surub, etc.. Profilurile cele mai utilizate ale filetului sunt: trapezoidal, ferastrau, patrat si rotund.