Precizia la fabricarea si repararea vehiculelor feroviare

PRECIZIA LA FABRICAREA SI REPARAREA VEHICULELOR FEROVIARE

1. Consideratii generale

Precizia la fabricarea și repararea vehiculelor feroviare este un criteriu de  baza al calitatii și fiabilitatii fabricatului ai carui parametri se determina prin masuratori, in timpul și dupa fabricatie.

Asigurarea preciziei este o problema deosebit de complexa a carei rezolvare se poate face cu conditia ca aspectele preciziei, productivitatii si economicitatii sa fie cercetate in stransa legatura cu toate etapele procesului de fabricatie, exploatare și reparare a vehiculelor feroviare.

Precizia prelucrarilor mecanice

Precizia prelucrarii mecanice reprezinta gradul de concordanta intre dimensiunile, forma, proprietatile mecanice si fizice ale produsului fabricat cu cele date in desen si in conditiile tehnice. Precizia dimensiunilor si formelor fabricatului se realizeaza astfel:

v  la productia individuala:

prin metoda unei verificari de proba;

dupa fiecare trecere se masoara suprafata prelucrata si pe baza rezultatelor obtinute se stabileste la trecerea urmatoare instrumentului de masura pentru dimensiunea necesara.

v  la productia de sere si masa:

prin metoda obtinerii automate a dimensiunilor;

se realizeaza o reglare initiala a masinii sau utilizeaza instrumente care sa asigure tinerea automata a dimensiunilor detaliului prelucrat, precizia obtinandu-se la o singura trecere.

Procesele tehnologice sunt afectate de abateri atat in ceea ce priveste desfasurarea lor, cat si in ceea ce priveste calitatea produsului obtinut. Astfel, sunt:

v  erori primare - reprezinta abaterea proceselor tehnologice realizate fata de cele calculate;

v  erori de fabricatie - cele care reprezinta abaterea efectiva a dimensiunilor si formelor la elementul prelucrat fata de cele impuse, din diferite cauze productivo-tehnologice.

La baza erorilor de fabricare se afla urmatoarele cauze:

v  erorile care rezulta ca urmare a utilizarii constiente a unei scheme aproximative de prelucrare in locul uneia precise in scopul simplificarii procesului tehnologic la asigurarea preciziei impuse;

v  imprecizia utilajului tehnologic, dispozitivelor, instrumentelor si a procedeului care participa la realizarea procesului tehnologic.

v  uzura utilajului dispozitivelor si instrumentelor in timpul exploatarii;

v  deformatia elastica a sistemului tehnologic (masina - unealta  - dispozitiv - instrument - piesa) sub actiunea fortelor de aschiere si a altor forte (ex: forte centrifuge, inerțiale);

v  deformatia sistemului tehnologic datorita variatiei temperaturii elementelor sale componente;

v  tensiuni interne care apar ca urmare a contractiilor de turnare, neuniformitatii deformatiilor plastice, a tratamentelor termice si alte cauze ( la prelucrarile mecanice, ca urmare a indepartarii unei parti din material, are loc o redistribuire a tensiunilor interne, datorita deformatiei materialului prelucrat si a pierderii preciziei initiale);

v  alte erori, ca de exemplu cele ce depind de variatia fortelor de strangere, neuniformitatea avansului, vibratiile la taiere, schimbarea proprietaților mecanice ale materialului prelucrat etc.

Eroarea totala a procesului de fabricare si montare se poate determina sub forma a doua componente:

v  componenta constanta, reprezentand suma erorilor initiale sistematice, ce se compenseaza total sau partial prin reglarea adecvata a mașinilor unelte;

v  componenta variabila, reprezentand suma erorilor intamplatoare si care conduce la imprecizia dimensiunilor produselor finite.

Pentru analiza si calculul preciziei procesului tehnologic se utilizeaza metode experimentalo-statistice bazate pe utilizarea curbelor de distributie a erorilor de dimensiuni. Acestea permit aprecierea obiectiva a calitatii produsului si analizarea procesului tehnologic pentru a putea alege pe cel ce raspunde cat mai deplin cerintelor impuse de precizia dimensiunilor si forma pieselor fabricate.

3 Precizia de montaj si calculul lantului de dimensiuni

Precizia montajului consta in gradul de concordanta dintre elementul real de montat al ansamblului vagonului in conditiile tehnice date si desenul de montaj.

Montajul poate fi influentat de :

v  erorile de fabricare, constand in:

abaterea dimensionala;

diferente de masa ale elementelor;

eroarea pozitiei relative a pieselor si subansamblelor.

v  erori de calcul, constand in:

neconcordanta intre conditiile aduse si imperfectiunea metodelor de calcul.

Acumularea erorilor in verigile cinematice conduce la abaterea elementelor conduse de la traiectoria de miscare data sau distrugerea rezistentei imbinarii elementelor fixe.

In general erorile de montaj reduc calitatile vehiculului montat in ceea ce priveste durata de functionare, stabilitatea sistemului reglat, s.a. Este, de aceea, necesara determinarea ordinului de marime a erorii la montarea reperului urmata de determinarea caii de ridicare a preciziei pana la limitele cerute.

Calculele se efectueaza in etape de proiectare dar, datorita unor schimbari inevitabile la incercarea constructiei sau a altor factori neconsiderati, sunt necesare calcule de verificare in procesul de fabricare.

In functie de destinatie, rolul indeplinit precum si particularitatile procesului de montat vagonul poate fi impartit in elemente componente care se clasifica dupa cum urmeaza:

v  reper - componenta unui constructii ce nu se mai divide, cu o forma geometrica finita, executata din acelasi material sau aliaj;

v  subansamblu - unirea mai multor repere, cu legatura constructiva si functionala unele fata de celelalte;

v  ansamblu - reunirea mai multor subansamble sau repere si subansamble, cu legatura functionala si constructiva intre ele;

v  agregat - reunirea mai multor ansamble sau ansamble cu repere, legate constructiv si functional intre ele.

Precizia asamblarii reperelor depinde de pozitia lor geometrica , de forma si pozitie, precum si de caracteristicile de calitate a suprafetelor.

Exactitatea constructiva si functionala a reperelor si ansamblelor vagonului, din punct de vedere al preciziei cerute, este evidentiata prin verificarea lantului de dimensiuni.

Prin lant de dimensiuni se intelege un sir de dimensiuni liniare sau unghiulare care formeaza un contur inchis.

Dupa legatura pe care o au se disting:

v  lanturi de dimensiuni simple;

v  lanturi de dimensiuni complexe, avand in componenta mai multe lanturi de diametru simplu, legate intre ele;

v  in paralel, cand au unul sau mai multe elemente comune;

v  in serie, cand sunt astfel legate incat un lant oarecare formeaza o baza de plecare pentru lantul urmator;

v  mixte;

Un lant de dimensiuni este alcatuit din elemente curente (verigi curente) si element de inchidere (veriga de inchidere). Determinarea sa se poate face pe cale directa ( in exploatare) si indirecta ( in proiectare).

In constructia de vehicule feroviare se utilizeaza, pe scara larga metoda de calcul la maximum si minimum conform tratatelor de tolerante si masuratori, presupunandu-se ca elementele care alcatuiesc ansamblul analizat sunt executate cu cele mai putin favorabile abateri limita.

4. Metode de montaj

4.1. Considerații generale

Metodele de montaj utilizate in fabricarea si repararea vehicule feroviare se pot clasifica in doua categorii de baza:

v  in functie de posibilitatea de bazare a reperelor de montaj

v  in functie de gradul de interschimbabilitate a elementelor componente, a ansamblelor sau agregatelor.

4. Montajul  in functie de posibilitatea de bazare a reperelor de montaj

Montajul  in functie de posibilitatea de bazare a reperelor de montaj se poate realiza prin trei metode:

v  montajul dupa marcare - procedeul la care pozitia reciproca a reperelor se determina prin marcare conform normelor de pe desen sau printr-o fixare temporare cu dispozitive de fixare, fara a se utiliza dispozitive speciale.

v  montajul prin deschidere la montaj reprezinta procesul la care dispunerea reciproca a reperelor si subansamblelor se determina prin pozitia pe care o au la acestea deschiderile de montaj. Elementele componente se unesc unul cu altul iar pe durata unirii se aseaza in deschiderile de montaj fixatorii.

v  montajul in dispozitive este procesul la care asezarea reperelor intr-o pozitie necesara se efectueaza prin unirea suprafetelor de baza ale dispozitivelor cu cele ale pieselor ce se asambleaza.

4.3. Montajul in functie de gradul de interschimbabilitate a componentelor

In functie de precizia necesara pentru fabricat, de tipul productiei, dotarea tehnica, modul de organizare a productiei, precum si din considerente tehnico-economice, se foloseste una dintre urmatoarele metode:

v  metoda interschimbabilitatii totale:

se utilizeaza in conditiile in care orice reper inchis in calitate de veriga curenta indeplineste precizia data ca veriga de inchidere a lantului de dimensiuni, fara vreo alta ajustare;

se aplica doar in cazul productiei de masa si serie mare.

v  metoda interschimbabilitatii partiale

prevede marirea erorilor prevazute pentru reperele ce compun ansamblul si ca urmare, un procent oarecare de ansamble poate avea eroarea verigii de inchidere mai mare decat cea admisa;

procentul rebuturilor este relativ mic si efectul economic, ca urmare a scaderii pretului de cost al reperului compenseaza cheltuielile pentru rebuturi, motiv ce face utilizabila metoda.   

v  metoda alegerii reperelor sau a montajului selectiv:

se poate realiza pe perechi de repere sau pe grupe;

la alegerea perechilor se aleg acelea care au erorile admisibile economice;

alegerea pe grupe presupune sortarea prealabila a reperelor in limite inguste de erori urmata de asamblarea reperelor din grupa, realizandu - se o precizie ridicata a ansamblului.

v  metoda utilizarii compensatorilor sau metoda reglarii:

valoarea stabilita a jocului sau strangerii elementului de inchidere se realizeaza prin executia in clase de precizie necesare si acceptabile economic pentru celelalte repere ce compun lantul de dimensiuni la montaj, astfel incat acesta sa se inchida;

transferul preciziei prin repartizarea sa pe mai multe elemente constitue compunerea preciziei unui element care ar implica costuri prea mari.

v  metoda ajustarii individuale

precizia necesara elementului de inchidere, asigurand pentru celelalte elemente precizia corespunzatoare, se realizeaza prin modificarea dimensiunilor unui reper prin operatii simple de lacatuserie, sau prelucrari mecanice, adaosul indepartat fiind determinat prin calcul.

asigura o precizie ridicata la montaj dar prezinta si o serie de dezavantaje:

o operatii de ajustare cu volum mare de munca

o calificarea inalta a muncitorilor

o marirea duratei de realizare a operatiilor

o murdarirea ansamblului cu elementele indepartate la ajustare.

5 Interschimbabilitatea la fabricarea si repararea vagoanelor

Interschimbabilitatea constituie unul dintre principalele principii ale constructiei si functionarii vagoanelor care asigura posibilitatea asamblarii elementelor si subansamblelor acestora in procesul de fabricare si reparare, fara prelucrari si ajustari ulterioare.

La vagoanele de marfa si de calatori interschimbabilitatea se realizaeza atat pe elemente separate cat si pe ansamble mecanice in intregime.

Interschimbabilitatea se asigura:

v  dupa parametrii geometrici:

dimensiune;

forma;

pozitie relativa;

rugozitate;

plascicitate.

v  dupa parametrii cinematici care sunt determinati de legile de miscare ale verigilor separate ale mecanismelor si ale organelor de lucru ale vagoanelor;

v  dupa indicatorii proprietatilor mecanice ale materialului (rezistenta, stabilitate la coroziune, conductibilitate termica etc.) stabilite in functie de conditiile de functionare, de valorile sarcinilor aplicate etc.

Interschimbabilitatea permite ridicarea productivitatii muncii, cresterea calitatii si scaderii pretului productiei, proiectarea si fabricarea vagoanelor cu indicatori de exploatare stabiliti inainte.

Pentru vagoanele din parcul de exploatare se tinde spre un numar mare de piese de rezerva fabricate dupa principiul interschimbabilitatii ceea ce ridica eficienta utilizarii vagoanelor in exploatare, simplificand si accelerand reparatiile acestora, in cadrul reviziilor si atelierelor de reparatii.