cric cu piuliță rotitoare

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MA INIȘ

MEMORIU TEHNIC

SCOPUL I DEFINI IA PROIECTULUIȘ ȚProiectarea este o activitate tehnico – tiin ifică ce se desfă oară pentru întocmirea documenta ieiș ț ș ț

tehnice scrise i desenate sau strict necesare executării unui ansamblu. șBazele proiectării în construcţia de maşini studiază principiile generale, metodele de perfecţionare şi

optimizare ale activităţii de proiectare, metodele de documentare precum şi principiile utilizate la adoptarea formei pieselor, ansamblelor şi subansamblelor, astfel încât să se obţină greutate minimă, creşterea rigidităţii ţinând seama în acelaşi timp de influenţa concentratorilor de tensiuni, de felul solicitărilor, de tehnologia de elaborare a semifabricatului şi nu în ultimul rând de tehnologia de execuţie. Fazele ac iunii de proiectare sunt : - ț concep iaț este faza in care se realizează documenta ia şi în care seț găsesc o serie de soluţii constructive care răspund integral sau par ial temei de proiect propuseț

- execu ia ț este faza în care se urmăreşte dezvoltarea schiţei de principiu pâna la definitavarea formei constructive a ansamblului

Proiectarea fiind o activitate tehnică porneşte de la tema de proiectare, ajungând la desenele de execuţie, pentru care se parcurg următoarele faze:

• tema de proiectare, în care este necesar să se precizeze caracteristicile şi performanţele produsului finit;

• studiul tehnico-economic, care trebuie să dovedească sub toate aspectele eficacitatea şi economicitatea produsului finit;

• transpunerea proiectului în schiţe funcţionale cu dimensiuni principale calculate;• calculul dimensiunilor produsului pe bază cinematică, de rezistenţă, etc. şi întocmirea desenului

de ansamblu;• extragerea în final a desenelor de detalii.

CONSIDERAŢII GENERALEMecanismele cu şurub şi piuliţă se utilizează pentru transformarea mişcării de rotaţie în mişcare de

translaţie sau invers în condiţii de transmitere a unor sarcini (ca transmisii de forţă ) sau având rol cinematic.

Utilizarea mecanismelor cu şuruburi de mişcare în construcţia de maşini se datorează avantajelor pe care le prezintă:

• construcţie simplă şi tehnologie de execuţie uşor realizabilă• raport mare de transmitere• funcţionare lină şi fără zgomot• posibilitatea de a asigura în mod simplu autofrânarea• permit utilizarea materialelor ieftine => pre de cost redusț

VARIANTE CONSTRUCTIVECricurile cu piuli ă rotitoare pot fi construite cu două tipuri de mecanismeț

a) Cric cu piuliţă rotitoare cu clichet orizontalb) Cric cu piuliţă rotitoare cu clichet vertical

Oricare dintre variantele de mai sus trebuie să îndeplinească următoarele condi ii pentru a asigura aț func ionare corectăț

• gabarit cât mai redus ;

• siguranţă în funcţionare ;


• curse utile cât mai mici ;

• mânuire, antrenare, manipulare uşoară ;

• posibilităţi de producere a accidentelor cât mai reduse ;

Scopul tuturor cricurilor este de a ridica de la pământ obiecte grele si are poate cea mai largă răspândire în industria de autoturismeToate cele trei variante constructive prezentate au avantaje şi dezavantaje.

Cricul cu piuli ă rotitoare prezentat în figura 1.1 are următoarele particularită iț ț : corpul cricului este sudat i alcătuit din trei piese care pot fi ob inute prin semifabricate laminate, manivela cricului esteș ț cu clichet orizontal, corpul manivelei putându-se realiza prin forjare sau turnare. Piuli a rotitoare esteț centrată în corpulncricului prin intermediul rulmentului, care are ca dezavantaj cre terea gabaritului radialș al piuli ei.ț

Cricul cu piuli ă rotitoare prezentat în figura 1.2 reprezintă tot un cric cu piuli ă rotitoare, la careț ț corpul este de construc ie turnată i la care roata de clichet este corp comun cu piuli a. Cricul seț ș ț ac ionează prin intermediul unei manivele cu clichet orizontal, care, pentru a putea fi montată, esteț executată cu două păr i îmbinate prin intermediul unor uruburi i centrate cu ajutorul unor tifturi. Întreț ș ș ș extremită ile libere ale pieselor care formează manivela este introdusă o placu ă de distan are.ț ț ț

În figura 1.3 este prezentat un cric cu piuli ă rotitoare, cu manivelă cu clichet vertical, la careț corpul cricului i manivela se ob in prin turnare. Clichetul vertival este fixat pe manivelă prin intermediulș ț unui urub special. Se poate constata că piesele turnate au fost prevăzute cu raze de racordare, grosimeaș pere ilor este uniformăț evitându-se astfel aglomerările de material i corpul cricului a fost prevăzut cuș două nervuri de rigidizare necesare inând seama de raportul mare dintre dintre diametrul tălpii i cel alț ș corpului. Varianta se poate folosi în cazul unor serii mari de fabrica ie.ț

JUSTIFICAREA SOLU IEI ALESEȚDaca facem o comparaţie a celor trei variante se observă că varianta 1.3 este mult mai simplă din

punct de vedere constructiv dintre ele. Corpul circului este turnat lucru care reprezintă un mare avantaj în cazul unei producţii pe scară largă a acestui mecanism.

Pentru mecanismul de acţionare am ales roata cu clichet vertical fiind cea mai simplă ca şi construcţie şi neavând nici un dezavantaj la funcţionare. Corpul cricului va fi realizat cu un diametru interior mai mare decât cel al şurubului. Şurubul va avea filet trapezoidal. Filetul trapezoidal are o rezistenţă şi o rigiditate mai mare ca filetul pătrat i asigură o bună centrare îș ntre şurub şi piulită şi se poate executa prin procedeul de frezare. Folosirea piuliţelor reglabile radial (secţionate) permite eliminarea jocului axial, creat în urma uzurii flancurilor. Filetul trapezoidal are profilul de forma unui trapez isoscel cu unghiul la vârf de 30º şi baza egală cu pasul. Flancul filetului are o înclinare de 15º. Jocurile la diametrul interior şi exterior sunt egale, iar fundul filetului este rotunjit cu r=0,25 mm. Acest tip de filet este standardizat în STAS 2114/1-75 şi se execută cu pas fin, normal şi mare.

Filetele cu pas fin au randament mai scăzut. Randamentul şuruburilor de mişcare creşte la cele care se execută cu pas mare sau cu mai multe începuturi, creşterea fiind determinată şi de alegerea corectă a cuplului de materiale, de precizia de execuţie şi de calitatea suprafeţelor în contact.

METODELE DE PRELUCRAREFiletele trapezoidale se pot obţine prin foarte multe metode, cele mai simple şi mai puţin costisitoare

sunt: strunjirea şi frezarea care au o productivitate foarte mare.Strunjirea este o metodă de bază în executarea filetelor interioare şi exterioare de precizie normală şi ridicată.

Frezarea filetelor se remarcă printr-o productivitate ridicată, putându-se prelucra atât filete exterioare cât şi interioare. Se execută pe maşini de frezat cu freze disc profilate şi se recomandă o producţie de serie pentru acest procedeu de obţinere a filetelor.


În urma proceselor de frezare rezultă o rugozitate Ra=1,6..3,2 suficientă pentru angrenajul şurub-piuliţă.SCHEM Ă FUNC IONALĂ. DIAGRAME DE FOR E I MOMENTEȚ Ț Ș

Această schemă prezintă o variantă a cricului cu piuli ă rotitoare.La această vanantă, piuli a 3 seț ț sprijină pe corpul cricului 4 prin intermediul unui guler, fiind solicitată la trac iune.ț

PROTECŢIA MUNCII Pentru a evita accidentele, proiectantul a luat următoarele măsuri :

verificarea şurubului la solicitări compuse ; asigurarea asamblărilor ; utilizare de materiale corespunzătoare ; verificarea înaintea livrării .

Măsuri impuse beneficiarului : personalul de lucru trebuie să fie instruit corespunzător ; dispozitivul de strângere nu se va supune la şocuri şi lovituri

directe ; asamblarea şurub – piulită se va unge periodic cu unsoare

consistentă tip ( U 80 ) .


MEMORIUL JUSTIFICATIV DE CALCUL

Alegerea materialului pentru urub i piuli ăș ș ț

Cupla de frecare şurub – piuli ă din mecanismele cu şurub lucrează în condţii specifice i anume:ț ș încărcare cu forţe constante sau variabile ca mărime, existenţa unei viteze relative sub sarcină, funcţionarea în condiţii de frecare la limită sau frecare mixtă, funcţionarea cu jocuri (la schimbarea de sens a acţionării în cazul existenţei unor jocuri mari ). Uzura şurubului de mişcare este influenţată de variaţia solicitării axiale în timpul funcţionării, de existenţa unor puternici concentratori de tensiune şi de repartizarea neuniformă a sarcinii pe spire. Specifică şuruburilor de mişcare din mecanismele cu şurub şi piuliţă ca urmare a condiţiilor de lucru este şi uzura prin aderenţă cu consecinţele ei.

Dezavantajul mecanismelor cu şurub şi piuliţă constă în existenţa unei frecări mari intre spirele şurubului şi ale piuliţei, ceea ce are ca şi rezultat uzura flancurilor şi un randament scăzut.

Pentru realizarea de mecanisme cu şurub şi piuliţă cu randamente cât mai bune, materialele cuplei de frecare şurub – piuliţă trebuie să îndeplinescă următoarele condiţii :

• comportare bună la frecare fără predispoziţie la gripaj ;• bună rezistenţă la uzare ;• coeficient de frecare cât mai mic ;• preţ de cost cât mai mic.

Deoarece urubul este supus la solicitări mici si mijlocii ac ionare manuală se optează pentru un o elș ț ț

laminat: OL 50, care are caracteristici mecanice de rezisten ă acoperitoare, proprietă i de prelucrare bunăț ț

i nu necesită tratament termic.ș

Pentru urub:ș OL 50 STAS 500/2-80 cu următoarele caracteristici mecanice: - clasa de calitate (tratamentul termic):1

- rezistenta la trac iune Rț m= 490...610 [N/mm2]

- limita de curgere Rp0,2= 280 [N/mm2]

- alungirea la rupere A=21 % min

Piuliţa ca element component al cuplei de frecare şurub – piuliţă din mecanismul cu şurub, este indicat să fie astfel construită încât uzura să fie concentrată asupra ei. Acesta se datorează faptului că, prin dimensiunile şi configuraţia ei, piuliţa este mai puţin costisitoare, care poate fi înlocuită uşor. În acest sens se recomandă ca materialulales pentru piuliţă să aibă modulul de elasticitate mai mic decât cel al materialului ales pentru şurub, ceea ce are ca efect uniformizarea repartizării sarcinii pe spire, îmbunătăţirea comportării la oboseală.

Pentru piulita s-a ales materialul din familia bronzurilor : CuAl10Fe3

Pentru piuli ăț : CuAl10Fe3 STAS 198/2-75 cu următoarele caracteristici mecanice:

- rezistenta la trac iune Rț m=490...540 [N/mm2]

- duritatea Brinell: 100...110 HB max.


- alungirea la rupere A=14 % min

Valoarea presiunii admisibile si a rezisten ei admisibile la strivire pentru cupla deț

frecare urub-piuli ă din construc ia mecanismului cu urubș ț ț ș

Materialul cuplei de frecare: o el necălit – bronzț

Se recomandă qa : 8 .. 10 [N/mm2]

Se alege qa : 9 [N/mm2]

Alegerea tipului filetului

Se optează pentru filet trapezoidal STAS 2114/1-75.

Filetul trapezoidal este un filet specific uruburilor de mi care, acesta poate să preia for e în ambeleș ș ț sensuri de ac ionare. Cel mai mare avantaj al acestui tip de filet este că se poate prelucra relativ u or fa ăț ș ț de celelalte tipuri de filete pentru uruburile de mi care i prin mai multe tipuri de prelucrări mecanice :ș ș ș strunjire, frezare.

Predimensionarea urubului de for ăș ț

Calculul diametrului mediu al filetului:

F = 13900 [N

] - for a axialăț

h = 200 [mm] - cursa maximă

ψ h = 0,5 P

H1h =ψ factor dimensional care pentru filetul ferăstrău va fi ψ h = 0,5

2=Ψm 2

m d

m=ψ reprezintă factorul de lungime al piuliţei şi va avea valoarea 2=mψ

qa= 9 [N/mm2] reprezintă rezisten a admisibilă la strivireț

1723.229*2*5,0*14.3

139002 ==

⋅⋅⋅=

amh q

Fd

ψψπ [mm];

În urma calculelor se va obţine d2 = 22,1723 [mm], iar din STAS se alege valoarea standardizată

5.222 =STASd [mm], care ne va conduce la alegerea şurubului de forţă cu următoarele caracteristici:

• diametrul nominal, d = 25 [mm]

• pasul filetului, P = 5 [mm]

• diametrul mediu, d2 = D2 = 22,5 [mm]

• diametrul exterior, D = D4 = 25,5 [mm]

• diametrul interior, d1 = d3 = 19,5 [mm]

• diamerul interior, D1 = 20 [mm]

• notaţie: Tr 25x5 conform STAS 139-79

Rela iile de calculț :


H1 = 0,5*P = 2,5 [mm]

H4 = 0.5*P + ac = 2,75 [mm] = h3

ac= 0.25 [mm] pentru 52 ≤≤ P [mm]

z = 0,25*P = 2

1H = 1,25 [mm]

R1max = 0,5*ac = 0,125 [mm]

H = 1,866*P = 9,33 [mm]

R2max = ac = 0,25 [mm]

d2 = D2 = d – 2*z = d – 0,5*P = 20 [mm]

d3 = d – 2*h3 = d – P – 2*ac = 19,5 [mm]

D4 = d + 2*ac = 25,5 [mm]

D1 = d – 2*H1 = d – P = 20 [mm]

Predimensionarea piuli ei rotitoarețDin STAS 3921-86 am ales un rulment axial cu bile pe un rând cu simplu efect, astfel încât

capacitatea statică C0 a lui să fie C0 > F, iar diametrul alezajului rulmentului df să fie mai mare decât diametrul exterior al urubului.ș

C0= 32,5 [kN] - capacitatea de încărcare staticăd = 30 [mm] - diametrul interiorD = 47 [mm] - diametrul exteriorH = 11 [mm] - înăl imea rulmentuluițd1 = 47 [mm] D1= 32 [mm]du min= 40 [mm]Du max= 37 [mm]notaţie: Rulment 51106 STAS 3921


De= D + (4..6) = 53 [mm], din motive constructive De se alege 58 [mm]Determinarea numărului de începuturi pentru filetul şurubului de forţă

În cazul cricurilor, la acţionare avem nevoie de autofrânare, deci, filetul se execută cu un început.

Verificarea autofrânăriiLa cricuri se verifică condi ia de autofrânare cu rela iaț ț :

'ϕβ <m

β m este unghiul de înclinare al elicei pe cilindrul de diametrul d2 'ϕ este unghiul de frecare

⋅

=2

m dπ

Parctgβ

=′

1cosα

μarctgϕ

µ este coeficientul de frecare pentru cuplul de materiale şi calitatea ungeriiα 1 este unghiul de înclinare al flancului activ al filetului Se recomandă µ = 0,1….0,18, se alege µ =0,11

°=15α1 pentru filet trapezoidal

Efectuând calculele se ob in valorileț :

o4,04622,5*π

5arctg =

=mβ

°=

=′ 49,6

cos15

0.11arctg

ϕ

'ϕβ <m condiţia de autofrânare este îndeplinită

Calculul numărului de spire în contactPentru determinarea numărului de spire în contact se pot folosi următoarele formule:

P

d*Ψz 2m= = 9 spire

mΨ se alege mΨ = 2Numărul de spire în contact se recomandă a fi între 11z6 ≤≤ . Se alege astfel o valoare de z =9 spire în contact.


Calculul lungimii filetului piuli ei rotitoarețLungimea filetului depinde de numărul de spire în contact z şi de pasul filetului p.

m = z * p = 9 * 5 = 45 [mm]

Calculul lungimii filetului urubului de for ăș ț Cunoscând şi înălţimea rulmentului putem acum determina lungimea şurubului de forţă:

P3TmhL maxf ⋅+++=

hmax cursa şurubului de forţă

m înălţimea piuliţei

T înălţimea rulmentului

P pasul filetului şurubului de forţă

Lf = 200 + 45 + 15 + 3*5 = 275 [mm]

Verificarea şurubului de forţăPentru a verifica corectitudinea alegerii dimensiunilor şi materialului pentru şurubul de forţă sunt

necesare câteva calcule de verificare, pentru a determina rezistenţa şurubului la diferite solicitări.

• Calculul momentului de torsiune:

( )ϕβ ′+⋅⋅⋅= mtgFd2

1M 2t1

084,29)6,49tg(4,0461390022,52000

1M t1 =+⋅⋅⋅= ° [Nm]

• Verificarea urubului la solicitări compuseș :

( ) ( ) acσ≤⋅+= 2t

2cech τ4σσ

( ) 21

cdπ

4Fσ

⋅= = 46,54 [N/mm2] acσ≤

acσ = 51 [N/mm2]

( )=

⋅=

31

16

d

M tt π

τ 9,98 [N/mm2] atτ≤

atτ = 31 [N/mm2]

( ) ( ) 222t

2cech 9,98*446,54τ4σσ +=⋅+= = 50,63 [N/mm2]

== acat σσ 50,63 [N/mm2]

Condi ia ț acech σσ < este îndeplinită deci şurubul va rezista.

cσ efortul unitar de compresiune

tτ efortul unitar de răsucire


Verificarea spirelor şurubuluiSpirele şurubului în timpul utilizării, trebuiesc verificate la următoarele tipuri de solicitări:

• strivire: 2,522,59

13900

Hdπz

Fq

12 ⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅=

π = 8,73 [N/mm2] ≤ qa

qa = 9 [N/mm2]

P0,5H1 ⋅= = 2,5 [mm] înălţimea utilă

P0.634h ⋅= = 3,17 [mm] grosimea spirei la bază

ac= 0.25 [mm] pentru 52 ≤≤ P [mm] jocul la fundul filetului

• încovoiere: 22

1

c1

i 3,175,199π

0.252

2,5390016

hdzπ

a2

HF6

σ⋅⋅⋅

+⋅⋅

=⋅⋅⋅

+⋅⋅

= = 22,57 [N/mm2] ≤ σai

σai = 56 [N/mm2]

• forfecare: 3,1719,59π

13900

hdzπ

Fτ

1f ⋅⋅⋅

=⋅⋅⋅

= = 7,95 [N/mm2] ≤ afτ

afτ = 41 [N/mm2]

Condi iile sunt îndeplinite, ț deci spirele şurubul vor rezista.

Verificarea corpului piuliţeiPentru a verifica corectitudinea alegerii dimensiunilor şi materialului pentru piuli ăț sunt necesare

câteva calcule de verificarea a acesteia la eforturile normale şi tangenţiale care apar la încărcarea cricului.

• eforturile unitar: ( ) )47(52π

139004

DDπ

F4σ

2222e

c −⋅⋅=

−⋅⋅= = 11,38 [N/mm2] acσ≤

acσ = 69 [N/mm2]

• eforturile tangenţiale: ( ) )47(52π

522908416

DDπ

DM16τ

4444e

et1t −⋅

⋅⋅=−⋅

⋅⋅= = 3,16 [N/mm2] atτ≤

atτ = 69 [N/mm2]

• efortul unitar echivalent : ]13.01[N/mm3,16*411,38τ*4σσ 2222t

2cech =+=+= acσ≤

acσ =69 [N/mm2]

Condi ia ț acech σσ < este îndeplinită deci piuli a va rezista.ț


cσ efortul unitar de compresiune

tτ efortul unitar de răsucire

Verificarea spirelor puli eiț Spirele piuli ei în timpul utilizț ării, trebuiesc verificate la următoarele tipuri de solicitări:

• strivire: 2,522,59

13900

Hdπz

Fq

12 ⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅=

π = 8,73 [N/mm2] ≤ qa

qa = 9 [N/mm2]

P0,5H1 ⋅= = 2,5 [mm] înălţimea utilă

P0.634h ⋅= = 3,17 [mm] grosimea spirei la bază

ac= 0.25 [mm] pentru 52 ≤≤ P [mm] jocul la fundul filetului

• încovoiere: 22

c1

i 3,17479π

0.252

2,5390016

hDzπ

a2

HF6

σ⋅⋅⋅

+⋅⋅

=⋅⋅⋅

+⋅⋅

= = 9,36 [N/mm2] ≤ σai

σai = 69 [N/mm2]

• forfecare: 3,17479π

13900

hDzπ

Fτ f ⋅⋅⋅

=⋅⋅⋅

= = 1,04 [N/mm2] ≤ afτ

afτ = 69 [N/mm2]

Condi iile sunt îndeplinite, ț deci spirele piuli ei vor rezistaț

Verificarea capului şurubului la solicitări compuseEfortul unitar echivalent în sec iunea lungitudinala a ştiftului se determină cu rela iaț ț :

( ) ( ) 22 4 tcech τσσ ⋅+= acσ≤


• compresiune:

5,199,34

5,19

13900

4

2"

2

⋅−⋅=

⋅−⋅=

ππσ

cs

csc

DdD

F

= 62, 44 [N/mm2] acσ≤

acσ = 140 [N/mm2]

• răsucire:

3

5,199,35,192.0

29084

32.0

3"

3

1

⋅−⋅=

⋅−⋅

=cs

cs

tt Dd

D

Mτ

= 19,95 [N/mm2] ≤ afτ

atτ = 91 [N/mm2]

• efortul unitar echivalent:

][N/mm09,4719,95*462,44τ*4σσ 2222t

2cech =+=+=

Condi ia ț acech σσ < este îndeplinită deci urubul va rezista.ș

Calculul cupeiForma i dimensiunile se stabilesc constructiv, în func ie de dimensiunile capului urubului de for ă. ș ț ș ț

Calcului cupei cuprinde verificarea la solicitări principale, care depind de tipul cricului i solu iaș ț

constructiva adoptată.

Pentru calculul cupei se va porni de la diametrul interior al şurubului. Din varianta constructivă a

cricului cu piuli ă rotitoare rezultă că diametrul interior al urubului este egal diametrul exterior al capuluiț ș

şurubului în porţiunea în care se va fixa cupa.

Pentru cupa am ales materialul : Fc 200, STAS 568-82 cu următoarele caracteristici mecanice:


- rezistenta la trac iune Rț m= 160...270 [N/mm2]

- duritatea Brinell: 170 ... 210 HB max.

5,193 == dDcs

[mm]

Determinăm :

• diametrul superior al cupei: 7,475,1945.2)5.2...4.2(1 =⋅== dd c [mm]

• diametrul inferior al cupei : 5,2895,19)10...8(12 =+=+= cc Dd [mm]

• înălţimea cupei : 25,295,195.1)6.1...4.1( =⋅== dhc [mm]

• adâncimea găurii, din interiorul cupei, unde introducem capul şurubului :

5,18105,2810 =−=−= ccs hh [mm]

Verificarea cupeiVerificarea pentru cupă se face la strivire :

22 5,19

1390044

⋅⋅=

⋅⋅=

ππσ

csstr D

F= 46,54 [N/mm2] ≤ astrσ

straσ = 48 ... 80 [N/mm2]

Condi ia ț astrstr σσ < este îndeplinită deci cupa va rezista.

Alegerea şi verificarea dimensiunilor ştiftului care solidarizează cupa de şurubul

principalCa să asigurăm o montare, respectiv demontare u oară a cupei pe urubul de for ă, aceasta seș ș ț

montează cu ajutorul unui tift conic, sau tift cilindric, care are rolul de a fixa cupa pe urub.ș ș ș

Diametrul tiftului dș ’’:


9,35,1 92 0.0)2 5.0.. .1 5.0(" =⋅== c sDd[mm]

Se alege din STAS 1599-80 un ştift cilindric cu forma B cu diametrul de 4 [mm] şi o lungime de l = 35

[mm] din OL 42 care se notează astfel: ştift cilindric B 4x35 STAS 1599-80.

tiftul ales trebuie verificat cu următoarele rela iiȘ ț :

• efort unitar de forfecare

33,5945,19

54,141041042

3

2"

3

=⋅⋅

⋅⋅=⋅⋅⋅⋅

=ππ

τdD

M

cs

tf

[N/mm2] ≤ afτ

afτ = 80 [N/mm2]

• efort unitar de strvire între tift i cupăș ș

65,33)5,195,28(4

54,14104

)(

10422

3

222

"

3

1 =−⋅⋅⋅=

−⋅⋅⋅

=CSC

tS Ddd

Mσ[N/mm2] ;asσ<

asσ = 100 [N/mm2]

• efort unitar de strivire între tift i urubș ș ș


35,575,194

52,141061062

3

2"

3

2 =⋅

⋅⋅=⋅

⋅⋅=

CS

tS Dd

Mσ[N/mm2] ;asσ<

asσ = 100 [N/mm2]

54,14084,295.05.0 1 =⋅=⋅= tt MM [Nm]

Calculul mecanismului de acţionareMecanismele de acţionare care se pot folosi la cricurile cu piuliţă rotitoare sunt mecanismele cu

clichet orizontal sau vertical. Am ales varianta cu clichet veritical

Calculul maniveleiLungimea manivelei se determină în func ie de momentul de torsiune total, care trebuie să fie realizatț

de către muncitor la ac ionarea criculuiț

45,8835011

1096,30 3

=⋅⋅

⋅=⋅⋅

=mi

itc FnK

ML [mm]

din motive constructive Lc se alege 90 [mm]

Mit= Mf + Mt1

Mf= =⋅⋅=⋅⋅2

30139000009,0

2rul

rul

dFη 1,8765 [N/mm2]

Mit= 1,86 + 29,08 = 30, 96 [N/mm2]

Fm forţa medie cu care acţionează muncitorul Fm = 350 [N]

Lc lungimea de calcul a manivelei,

K coeficient de simultaneitate, care pentru un muncitor este K = 1


ni reprezintă numărul de muncitori care în cazul cricului este ni = 1

0c lLL += = 155 + 50 = 205 [mm]

l0 lungimea necesară prinderii manivelei lo = 50 [mm] pentru 1 muncitor

Determinarea diametrului manivelei şi a prelungitoruluiÎn cazul mecanismului cu clichet vertical se va folosi formula:

( )335 100

)1208990(350113232

⋅+−⋅⋅⋅⋅=

⋅+−⋅⋅⋅⋅

=πσπ ai

mcmi lLLFnKd = 16,28 [mm]

din motive constructive d5 se alege 20 [mm]

aiσ =100 ... 120 [N/mm2]

l = 50…120 [mm] in cazul in care se foloseste prelungitor

8975,885015525,0)1...25.0( 0 ≅=+⋅=+⋅= lLL cm [mm]

Diametrul D se determină constructiv

D = 204,14,1 5 ⋅=⋅d = 28 [mm]

Pentru prelungitor se alege ţeavă standardizată cu diametrul exterior egal cu diametrul interior al

mânerului, d5. Notarea evii alese din STASț : eavă comercială 20x2/OLT 45 STAS 530/1, avândȚ

diametrul exterior de 20 [mm] iar cel interor de 18[mm].

În cazul mecanismului de acţionare cu clichet vertical prelungitorul se verifică la încovoiere cu

rela iaț :

( )( )

42,25)2028(

28

)898,204(350113232

4445

4

=−⋅

−⋅⋅⋅⋅=−

−⋅⋅⋅= ππσ

dDD

LLFnK mmii [N/mm2] aiσ<

=aiσ 80...100 [N/mm2]

Calculul roţii de clichetDeterminarea dimensiunilor ro ilor de clichet se face în etape, urmărindu-se alegerea numărului deț

din i, a înăl imii i a grosimii acestora i a formei i dimensiunilor alezajului profilat. ț ț ș ș șRoata de clichet se va fixa pe piuliţă printr-un contur hexagonal al găurii interioare.

Diametrul exterior al filetului urubului pe care se montează roata de clichet este d = 48 ș [mm].Diametrul mediu, pe care se vor dispune dinţii roţii Dm = 84 [mm]

Dm = d⋅)8,1...6,1( = 848475,1 =⋅ [mm]

Diametrul interior al ro ii de clichet Dț i = Dm – h = 84 – 6,4 = 77,6 [mm]

Diametrul exterior al ro ii de clichet Dț e = Dm + h = 84 + 6,4 = 90,4 [mm]


Se recomandă numărul de din i z = 8, 10, 12țSe alege z = 12 din iț

Se recomandă lă imea dintelui b țz

Dm

⋅⋅

≤2

π99,10

122

84 =⋅⋅= π

[mm]

Se alege b=8 [mm]

Se recomandă înălţimea dintelui h = b⋅)8,0...6,0( = 4,688,0 =⋅ [mm]

Lungimea laturii hexagonului este a ≤ 0,5 * d = 24 [mm]Din motive constructive “a” se alege 25 [mm]

Verificarea roţii de clichetRoata de clichet va fi confecţionată din OL50 şi trebuie verificată la trei tipuri de solicitări:

• verificarea dintelui ro ii de clichet ț la încovoiere

64,2788

814,7373322

1 =⋅

⋅⋅=⋅

⋅⋅=

δσ

b

hFi [N/mm2] ≤ σai

σai = 56 [N/mm2]

14,73784

1096,3022 3

1 =⋅⋅=⋅

=m

it

D

MF [N]

Se recomană ,δ , grosimea ro ii dintelui de clichet intre 8...10 ț [mm]Se alege δ =8 [mm]• verificarea dintelui roţii de clichet la forfecare

51,1188

14,7371 =⋅

=⋅

=δ

τb

Ff [N/mm2] ≤ afτ

afτ = 41 [N/mm2]

• verificarea dintelui ro ii de clichet la strivireț

39,144,68

14,73711 =

⋅=

⋅=

h

Fs δ

σ [N/mm2] 1asσ<

100...801 =asσ [N/mm2]

• verificarea asamblării pe contur hexagonal la stivire


65,115,8256

1096,302122

3

22 =⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅

=t

its an

M

δσ [N/mm2] 2asσ≤

2asσ =80 [N/mm2]

5,85,08)2..1( =+=+=δδt [mm]n=6 pentru asamblare pe contur hexagonal

Efort unitar va avea o valoare mai mare în cazul în care roata de clichet se va fixa pe o piuliţă având o secţiune pătrată. Ca să reduc valoarea efortului unitar am optat pentru conturul hexagonal.

Calculul clichetuluiClchetul vertical rezultă constructiv în func ie de dimensiunile maniveleț i. Materialul pe care l-am ales

pentru clichet este OL 60, STAS 500/2.

h = 8 [mm]h2= 60 [mm]l2=29 [mm]

Verificarea clichetului verticalVerificarea clichetului la încovoiere se face cu rela ia ț

1211 10137666

ai hh

aF σσ ≤⋅⋅=⋅

⋅⋅=

1aσ = 100 ... 120 [N/mm2]

a1 = δ t + δ 1 – 0,5 δδ 1 = (0,5 ... 0,6) δ

Corpul criculuiCorpurile cricurilor se execută in construc ie turnată, materialele recomandate fiind o elurile turnateț ț

sau fontele cenu ii, respectiv în construc ie sudată, cele sudate fiind executate din o eluri de uz generalș ț țpentru construc ii.ț

Pentru corpul cricului ales, am optat pentru varianta turnată, astfel cricul se toarnă dintr-o fontă cenuşie, Fc250 care are următoarele caracteristici:

• Solicitări cu concentratori de tensiune:

a

Mt

Caracteristicile mecanice pentru OL 60 sunt

- clasa de calitate (tratament termic) 1

- rezistenţa la tracţiune [ ]2/610...490 mmNRm =

- limita de curgere [ ]2/280 mmNRpo =

- alungirea la rupere min%21=A


- tracţiune 38...25=atσ [N/mm2]-compresiune 95...63=acσ [N/mm2]- încovoiere 65...42=aiσ [N/mm2]- răsucire 46...36=atτ [N/mm2]- forfecare 30...20=afτ [N/mm2]

• Solicitari fără concentratori de tensiune:

- tracţiune 106...69=atσ [N/mm2]- compresiune 265...173=acσ [N/mm2]

- încovoiere 180...117=aiσ [N/mm2]

- răsucire 127...83=atσ [N/mm2]

Dimensiunile corpului: Se recomandă grosimea peretelui a= 6 ... 10 [mm]

Se alege grosimea peretelui a= 7 [mm]

b= (1,2...1,5)⋅ a= 1,3⋅ 7 = 9,1[mm]60654)10...4(5 =+=+= eDD [mm]

741460256 =+=⋅+= aDD [mm]b reprezină grosimea tălpii corpuluiD5 diametrul interior al corpului în zona şurubului de forţăD6 diametrul exterior al corpului în zona şurubului de forţă

Calculul bolţuluiBol ul cu ajutorul căruia se fixează clichetul de manivelăț se dimensionează pe baza solicitării de

încovoiere şi se verifică la forfecare şi la strivire

85,5120

4,614,737161633 =

⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅

=πσπ ai

bb

hFd [mm]

Se alege db= 4 [mm]

• verificare la forfecare

6,584

14,7374422

=⋅

⋅=⋅⋅

=ππ

τb

bf d

F [N/mm2] ≤ afτ

afτ = 80 ... 100 [N/mm2]

• verificare la strivire

7,284,64

14,737 =⋅

=⋅

=hd

F

b

bsσ [N/mm2] asσ<

asσ = 60 [N/mm2]

Verificarea corpului cricului


Verificarea corpului cricului se face la compresiune, în secţiunea de la partea superioară a cilindrului în care se mişcă şurubul principal:

( ) 43,9)6074(

1390044222

526

=−⋅

⋅=−

⋅=ππ

σDD

Fc [N/mm2] acσ≤

)100...80(=acσ [N/mm2]Din rela ia de verificare rezultă că ț cσ acσ≤ deci corpul va rezista.

De menţionat este faptul că în urma proiectului am avut nevoie de următoarele elemente de fixare: TIFT FILETAT CU CRESTĂTURĂ CU CEP, M 8 x 12 STAS 4867 – 69Ș TIFT FILETAT CILINDRIC, M3 Ș x 6 STAS 4771 – 69 URUB CU CAP STRIAT I GULER. M4 x 6, STAS 5302 - 80Ș Ș

Bibliografie

1. Dorina Matieşan, Adalbert Antal, Dumitru Pop, Iacob Olteanu, Felicia Sucală, Aurica Căzilă, Ioan

Turcu, Ovidiu Belcin, Ştefan Bojan, Ovidiu Tătaru - Elemente de proiectare pentru mecanismele cu

şurub şi piuliţă, Lito IPCN, 1985


2. Jula Aurel şi colectivul – Mecanism cu şurub şi piuliţă rotitoare. Îndrumător de proiectare. Braşov,

Editura Lux Libris, 2000.

3. Traian Itu, Mihai Tripa – Toleranţe şi ajustaje. U.T.PRES, Cluj-Napoca, 2005

4. Colecţia STAS de Organe de maşini şi extrase din standarde pentru proiectarea elementelor

componente ale masinilor. Vol I şi II.

5. Sanda Bodea – DESEN TEHNIC, ELEMENTE DE BAZĂ, Cluj-Napoca; Rispoprint 2005

cric cu piuliță rotitoare

Documents