Ghidajele

1.Tipuri Constructive de Ghidaje

Ghidajele sunt elemente fixe ale mecanismelor cu miscare de translatie care sustin si ghideaza pisele in miscare de translatie.

Dupa felul deplasarii pieselor pe ghidaje,se deosebesc ghidajele cu alunecare si ghidajele cu rostogolire.

a)Ghidajele cu alunecare: se folosesc pe scara larga in constructiile de masini, la masini unelte, masini de forta si presare, la capetele de cruce(glisiere) ale motoarelor cu piston etc.

Masinile obisnuite folosesc de regula cate doua ghidaje(ghidajele duble)care sunt suficiente pentru ghidarea si preluarea fortelor de lucru.

*Masinile grele - datorita in special fortelor mari pe care ghidajele le au de suportat - se construiesc cu ghidaje complexe,compuse din mai mult de doua suprafete de ghidare.

Forma Ghidajelor este strans legata de constructia batiului sau a mecanismului care se deplaseaza pe ghidajele respective. Astfel , la masinile-unelte se folosesc se folosesc urmatoarele tipuri de ghidaje (fig.135): cilindrice , patrate , cilindrice duble,dreptunghiulare,triunghiulare (In forma de V) in coada de randunica etc.

Ghidajele cilindrice ,patrate si cilindrice duble (fig 135 a,b,c) se folosesc la masinile de gaurit cu coloana sau radiale,prese hidraulice,masini de incercat materiale etc, la care ghidajele sunt construite de insasi coloanele masinilor.

Ghidajele batiurilor pot fi cuprinzatoare(cu suprafete de contact spre interiorul ghidajelor)si cuprinse (cu suprafete de contact la exteriorul ghidajelor).Ghidajele cuprinzatoare (fig 135 e,g) au avantajul ca retin mai bine lubrifiantul (cand sunt amplasate orizontal) si se folosesc la ghidarea pieselor cu dimensiuni mici si cu viteze mari de deplasare. In schimb, praful si aschiile care se depun sunt retinute pe suprafetele lor formand cu uleiul o pasta abraziva care le uzeaza.

In cazul pieselor cu dimensiuni mari si viteze mici de deplasare se folosesc ghidajele cuprinse (fig 135 d,h,f) . La masinile unelte care lucreaza in conditii normale de precizie sunt adoptate ghidajele dreptunghiulare (fig 135 d,e) deoarece sunt mai simplu de executat. Acestea prezinta dezavantajul ca pe masura ce se uzeaza, reglarea jocurilor este destul de complicata.

Masinile unelte care necesita o precizie marita in functionarea lor sunt prevazute cu ghidaje triunghiulare (in forma de V - fig. 135 f si g) care prezinta avantajul ca realizeaza o autoreglare a jocurilor ce apar in timpul functionarii prin uzarea ghidajelor. Aceasta autoreglare se produce sub actiunea greutatii proprii a saniilor si a fortelor care preseaza saniile pe ghidaje.

In cazul unor gabarite restranse la inaltime se folosesc ghidajele in forma de coada de randunica (fig.135,h si i). Acestea se folosesc pentru suportul cutitului la strunguri,sepinguri,morteze etc. si au o reglare foarte simpla (cu ajutorul unor pene paralele sau inclinate).

Pentru a se asigura buna functionare a masinilor-unelte, ghidajele se executa din aliaje pentru lagare,bronzuri,fonta,material plastice etc.fixate pe suport de fonta sau otel. Ele pot fi dintr-o bucata cu batiul sau demontabile.

La masinile-unelte care lucreaza cu viteze mari,pe una din suprafetele de frecare a ghidajelor se prevad tesituri in forma de pana, care fac legatura cu canalele de ungere.

b) Ghidajele de rostogolire s-au extins in ultimii ani in mare masura. Acest tip de ghidaje a aparut ca urmare a necesitatii de a se reduce la minimum frecarile suprafetelor in contact care se deplaseaza si prin aceasta putere consumata prin frecare

Ghidajele cu rostogolire sunt prevazute cu cai de rulare in care se introduc corpuri de rostogolire (bile,role sau ace) si se folosesc la transportoare cu role, masini de copiat etc.

Cu ajutorul ghidajelor cu rostogolire se obtin deplasari rapide,uniforme,precise. Ele insa prezinta dezavantajul ca sunt mai complicate decat ghidajele cu alunecare,mai scumpe, iar intretinerea este mai costisitoare.

2.Prelucrarea ghidajelor

Montarea mecanismelor cu miscare de translatie consta in principal din prelucrarea (ajustarea) ghidajelor,astfel incat piesele care se deplaseaza pe ghidajele sa se aseze pe o suprafata cat mai mare,iar ghidajele sa permita deplasarea acestora usor si precis.

Ghidajele sunt prelucrate prin rabotare, operatie de aschiere prin care se indeparteaza un strat gros de material de la suprafata, formand degrosarea ghidajelor.Calitatea suprafetei obtinute prin rabotare nu este satisfacatoare; de aceea dupa rabotare,ghidajele se finiseaza prin slefuire, rectificare sau manual prin pilire si razuire pentru a se obtine o suprafata precisa si neteda.

Finisarea ghidajelor consta in obtinerea prin diferite metode a unor suprafete netede care sa permita pieselor ce se deplaseaza o miscare usoara,fara eforturi si in acelasi timp sa asigure o anumita precizie utilajului respectiv.

Masinile-unelte grele, ale caror piese in miscare de translatie au viteze mici, sunt finisate printr-o rabotare de finisare urmata de rectificare sau de razuire. Masinile-unelte mai mici, care lucreaza cu viteze mici,se finiseaza prin:pilire,razuire sau rectificare, iar la cele care lucreaza la viteze mari dupa razuire se efectueaza si o rodare.

Razuirea ghidajelor este cea mai raspandita metoda de finisare si se aplica atunci cand stratul de material ce trebuie sa fie indepartat are grosimea maxima de 0.5mm. Daca stratul este mai gros, operatia de razuire este precedata de pilire si rabotare.

Inainte de a se incepe razuirea se fixeaza batiul in pozitie perfect orizontala pe pardoseala cu ajutorul nivelei cu bula de aer si apoi se executa verificarile necesare in vederea stabilirii asperitatilor ramase dupa rabotare sau pilire. Ghidajele se verifica cu o rigla de control care se acopera cu vopsea si se aseaza pe ghidaje; urmele de vopsea ramase pe ghidaje indica prezenta unor denivelari a suprafetelor ghidajelor care trebuie apoi razuite. In cazul ca exista abateri mari de la rectilinitate , acestea se masoara cu calibre de interstitii care se introduce sub linealul asezat pe ghidaj, iar prelucrarea ghidajelor se executa prin rabotare sau pilire pana se apropie de dimensiunile ce se pot prelucra prin razuire.

Pentru razuire se alege o suprafata de baza fata de care se executa razuirea si controlul tuturor celorlalte suprafete ale ghidajelor, precum si ajustarea si montarea pieselor cu care se asambleaza. In cazul ca ghidajele sunt lungi, razuirea lor se executa dupa zone de reper(fig.136),utilizandu-se o placa de tusare 3 si o manivela cu bula de aer 4. Placa de tusare 3 se aseaza pe ghidaje si este vopsita la partea de contact cu acestea pentru a indica neregularitatile de pe suprafetele lor. Nivela cu bula de aer,fie ca este montata pe placa de tusat,fie ca este separata,ajuta la determinarea pozitiei orizontale a suprafetei ghidajelor si a placi de tusat.Ghidajele se impart in mai multe zone de reper, iar razuirea fiecarei zone incepe de la un capat.Dupa terminarea zonei respective, se trece la razuirea zonei vecine,stabilindu-se in prealabil cu placa de tusare si nivela locurile care trebuie sa fie razuite. Intre doua zone invecinate se efectueaza si un control cu rigla de control pentru a se verifica rectilinitatea intre aceste zone.

Directia miscarii razuitorului se misca tot timpul pentru ca urmele sa se intretaie,iar cursa razuitorului sa nu fie mai mare de 5-10mm.

Datorita unui astfel de procedeu, se obtin petele de contact mult mai vizibile, iar suprafata prelucrata mult mai precisa si mai uniforma. La inceput se razuieste cu miscari puternice, iar cand petele incep sa devina egale, apasarea pe razuitor se reduce. Cand numarul petelor a devenit mare, se incepe razuirea de finisare, care se continua pana cand se obtine precizia necesara.

Pentru ghidajele de alunecare ale masinilor-unelte de precizie sunt necesare 16-20 pete, iar pentru cele de precizie medie, 10 pete pe o suprafata de 25x25mm.

Razuirea ghidajelor se poate executa si mecanic, folosindu-se dispositive speciale sau razuitoare mecanice.

De multe ori pentru a se prezenta ghidajele cu un aspect mai placut,suprafetele acestora sunt inflorate (suprafete circulare).Aceste inflorari contribuie si la o retinere mai buna a uleiului. Ele se executa manual sau mecanic.

Dupa terminarea operatiei de razuire se curata si se rotunjesc canalele de ungere pentru a se permite o circulatie normala a uleiului.

Rectificarea ghidajelor: este un procedeu mecanic de mare productivitate.Prin rectificarea ghidajelor se obtine o precizie mare si o calitate superioara a suprafetelor care se finiseaza, cu un consum mic de manopera; se pot prelucra si ghidajele tratate termic, ceea ce nu se poate face prin razuire.

Operatia de rectificare se executa cu dispozitive speciale folosindu-se pietre abrazive cu granulatie foarte fina. De exemplu dispozitivul pentru rectificat batiul strungurilor(fig. 137) se compune din suportul montantul 2 si mansonul 3 cu flansa 4 care se deplaseaza pe montant cu ajutorul manetei 5. Pe bratul 6 sunt fixate, prin suportul 7, o masina de gaurit electrica sau pneumatica 8, cu discul abraziv 9. Cu mansonul 4 si parghia 6 se obtin deplasari radiale si longitudinale ale discului abraziv 9.

Rodarea ghidajelor: este operatia de supranetezire a ghidajelor care se realizeaza prin introducerea unei paste abrazive intre ghidajele si suprafata pieselor care aluneca pe aceste ghidaje si se deplaseaza una fata de cealalta.

Ghidajele care urmeaza a fi rodate sunt prelucrate in prealabil printr-o rabotare de finisare sau razuire grosolana (4-5 pete pe suprafata de 25x25mm), dupa care suprafetele se curata de murdarie si pilitura, se da cu putin petrol lampant si se sterg cu o carpa uscata. Rodarea se executa manual sau cu dispozitive mecanice.

Prin acest procedeu calitatea finisarii este mai mare deoarece gradul de contact al suprafetelor rodate este de 85%,pe cand la razuire este numai de 40-60%.

3.Fixarea, reglarea si etansarea

ghidajelor cu alunecare

a.    Fixarea si reglarea ghidajelor. Ghidajele demontabile pot fi dintr-o singura bucata pe toata lungimea batiului sau din mai multe bucati (cand lungimea batiului este mare). Ultimile sunt preferate in locul celor dintr-o bucata cu batiului deoarece se pot inlocui pastrandu-se in continuare batiul. In felul acesta se mareste durata de functionare a batiurilor si se obtine o reparatie mai ieftina.

Ghidajele demontabile se fixeaza pe suprafete prelucrate ale batiurilor prin mai multe procedee(fig.138). Astfel, ghidajele 1 se fixeaza prin canale executate in batiul 2 sau prin suruburile 3. In unele cazuri, fixarea se realizeaza prin canal si suruburi (fig 138, a,c); suruburile pot fi montate pe fata activa a ghidajului (fig. 138, a,d,e) sau pe una din celelalte fete (fig.138, c,f). In figura 138, b este reprezentata montarea unui ghidaj numai prin canal in forma de coada de randunica

La masinile-unelte de precizie, pentru a nu se pierde gradul de precizie a masinii prin uzura ghidajelor, precum si pentru a simplifica procesul lor de montare, ghidajele se executa reglabile. Reglarea(fig.139) se realizeaza cu piese de reglare sau de compensare alcatuite din pene paralele sau pene inclinate. Penele paralele 1 se actioneaza prin suruburile de reglare 2 in directia perpendicular (fig. 139, a); pe masura ce ghidajul se uzeaza, se invarteste surubul 2 care, sprijinindu-se in pana paralela 1, elimina jocurile existente.

Reglarea jocului prin pene inclinate se efectueaza prin deplasarea penei 1 in directie axiala(fig.139 b,c), prin insurubarea surubului 2 care are capul sprijinit in umarul penei de fixare. Avand suprafata inclinata (de obicei 50),pana in deplasarea ei produce ridicarea ghidajului si elimina jocul.

b.    Etansarea ghidajelor. Pentru buna functionare a ghidajelor, o mare importanta o are protectia lor contra impuritatii mecanice (praf,nisip,aschii etc.) deoarece acestea in combinatie cu uleiul formeaza formeaza o pasta abraziva care uzeaza rapid ghidajele. Prin asigurarea unei protectii corespunzatoare a ghidajelor se reduce uzura de 5-6 ori. Aceasta se realizeaza prin etansare folosindu-se etansari de cauciuc(rezistente la ulei) si de pasla care se apasa pe ghidaje.

Cauciucul curata suprafata ghidajelor de impuritati, iar pasla unge suprafata curatita si etanseaza imbinarea. In cazul cand ghidajele se incarca mult cu aschii metalice se folosesc raclete elastice de alama care sunt arcuite pe ghidaje, iar etansarea se realizeaza cu pasla.

Pe langa aceste etansari, ghidajele sunt protejate contra aschiilor rezultate in timpul functionarii de aparatori care trebuie sa fie rabatabile, pentru a permite stergerea ghidajelor atunci cand se curata masina. In ultima vreme, la masinile-unelte moderne, ca si la masinile de rectificat,raboteze etc., se folosesc aparatori in forma de burduf care se deplaseaza odata cu suporturile masinilor-unelte si permit protejarea continua a ghidajelor impotriva impuritatilor.

4. Verificarea montarii mecanismelor cu miscare de translatie

Dupa terminarea operatiei de finisare, ghidajele sunt verificate in scopul stabilirii rectilinitatii, paralelismului si a perpendicularitatii, a dimensiunilor geometrice, a distantei dintre ele, precum si a modului de asamblare.

Pentru aceste verificari sunt necesare nivele, rigle de control, cale plan-paralele, calibre de interstitii(spioni), comparatoare si suporturi pentru comparatoare.

a.    Rectilinitatea ghidajelor se verifica cu o rigla de control si vopsea, prin aprecierea repartizarii uniforme a urmelor de vopsea lasate de rigla de control pe ghidaje sau folosind o rigla de control, doua cale plan-paralele de aceiasi grosime, iar peste ele se aseaza o rigla de control. Se masoara cu calibrul de interstitii distanta dintre rigla de control si ghidaj in diferite puncte, stabilindu-se astfel abaterile de la rectilinitate. Mai precis, rectilinitatea se verifica cu rigla de control si comparatorul astfel: se aseaza rigla de control la o distant oarecare de suprafata care se verifica si se deplaseaza comparatorul pe suprafata ghidajelor astfel ca varful sau sa fie in contact cu rigla de control indicand valoarea abaterii liniare.

b.    Verificarea paralelismului suprafetelor ghidajelor se executa folosindu-se prisme de control, comparatoare, suporturi sau chiar organele masinii care se asambleaza pe ghidaje.

Metoda aplicata pentru verificarea paralelismului este in functie de tipul ghidajelor si al pozitiei suprafetelor. Astfel, la verificarea paralelismului ghidajelor pentru papusa mobila a unui strung(fig.140) se procedeaza astfel: se aseaza prisma de control 1 pe ghidajul de forma triunghiulara 3. Solidar cu aceasta prisma se fixeaza prin niste parghii rigide comparatorul 2 astfel ca varful sau sa se sprijine pe ghidajul plan 4. Paralelismul ghidajului 4 in raport cu ghidajul 3 se determina deplasandu-se prisma de control 1 cu comparatorul 2 de-a lungul ghidajului 3. Daca ghidajul 4 prezinta abateri inregistrate de acul comparatorului se va proceda la corectarea lor prin razuirea suprafetelor in locurile respective.

In mod similar se verifica paralelismul ghidajelor pentru sania caruciorului strungurilor, al ghidajelor interioare, paralelismul dintre ghidaje si axul principal etc.

c.    Verificarea perpendicularitatii consta in montarea unui dorn calibrat pe axul masinii-unelte, si apoi cu ajutorul unui echer sau comparator fixat pe ghidaje se determina eventualele abateri.

d.    Verificarea rasucirii elicoidale se executa folosindu-se nivela cu bula de aer care se aseaza direct pe ghidaje in mai multe puncte. Devierea bulei de aer indica eventualele abaterii ale suprafetei de la planul orizontal. Aceasta verificare se mai poate executa aplicandu-se nivela pe placa de control sau pe carucior care sunt deplasate de-a lungul ghidajelor. Nivela va indica abaterile si valorile lor.

e.    Verificarea jocurilor dintre elementele asamblate cu ghidajele se executa folosindu-se calibrele de interstitii care se introduc intre aceste piese.