cric cu piulita rotitoare-proiect organe de masini

26
Cric cu piulita rotitoare Organe de masini - 2 - Cuprins 1.Memoriu tehnic ................................................................................................................... pag.1 1.1 Introducere .......................................................................................................................... pag.3 1.2 Soluții constructive pentru cricul cu piulită rotitoare......................................................... pag.3 1.3 Caracterteristici funcționale ale dispozitivului proiectat.................................................... pag.6 1.4 Justificarea si descrierea soluției alese ............................................................................... pag.6 1.5 Funcționare ........................................................................................................................ pag.6 1.6 Indicii de exploatare, reglaj si ințretinere........................................................................... pag.7 1.7 Norme de protecția muncii................................................................................................. pag.7 2. Memoriu justificativ de calcul ......................................................................................... pag.8 2.1 Considerații generale ......................................................................................................... pag.8 2.2 Alegerea materialelor ......................................................................................................... pag.9 2.3Alegerea Profilul filetului ................................................................................................. pag.11 2.4 Calculul şi determinarea dimensiunilor pentru şurubul de forţă ...................................... pag.12 2.4.1 Verificarea autofrânării ....................................................................... pag.12 2.4.2Calculul numărului spirelor în contact ................................................. pag.13 2.4.3Calculul lungimii filetului piuliței ....................................................... pag.13 2.4.3Calculul lungimii filetul șurubului ....................................................... pag.13 2.5Dimensionarea piuliței ...................................................................................................... pag.14 2.5.1Alegerea rulmentului ........................................................................................ pag.14 2.6 Calculul extremității șurubului ........................................................................................ pag.15 2.6.1 Alegerea știftului ........................................................................................................... pag.16 2.6.1.1 Verificarea știftului ....................................................................................... pag.16 2.7 Calculul Cupei ................................................................................................................. pag.17 2.7.1 Verificarea cupei .............................................................................................. pag.17 2.7.2 Verificarea capului șurubului la solicitări compuse ......................................... pag.18 2.8 Calculul mecanismului de acționare ................................................................................ pag.19 2.8.1Calculul manivelei ............................................................................................ pag.19 2.8.2Determinarea diametrului manivelei și a prelungitorului ................................. pag.20 2.8.3Calculul roții de clichet ..................................................................................... pag.21 2.8.4Verificarea roții de clichet ................................................................................ pag.21 2.8.5Calculul clichetului ........................................................................................... pag.23 2.8.6Verificarea clichetului ....................................................................................... pag.23 2.9 Corpul cricului ................................................................................................................. pag.24 3. Calculul randamentului.................................................................................................. pag.25 3. Bibliografie ...................................................................................................................... pag.26

Upload: botond-elekes

Post on 26-Jun-2015

3.114 views

Category:

Documents


27 download

DESCRIPTION

Universitatea Cluj-Napoca,

TRANSCRIPT

Page 1: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 2 -

Cuprins

1.Memoriu tehnic ................................................................................................................... pag.1

1.1 Introducere .......................................................................................................................... pag.3

1.2 Soluții constructive pentru cricul cu piulită rotitoare ......................................................... pag.3

1.3 Caracterteristici funcționale ale dispozitivului proiectat .................................................... pag.6

1.4 Justificarea si descrierea soluției alese ............................................................................... pag.6

1.5 Funcționare ........................................................................................................................ pag.6

1.6 Indicii de exploatare, reglaj si ințretinere ........................................................................... pag.7

1.7 Norme de protecția muncii ................................................................................................. pag.7

2. Memoriu justificativ de calcul ......................................................................................... pag.8

2.1 Considerații generale ......................................................................................................... pag.8

2.2 Alegerea materialelor ......................................................................................................... pag.9

2.3Alegerea Profilul filetului ................................................................................................. pag.11

2.4 Calculul şi determinarea dimensiunilor pentru şurubul de forţă ...................................... pag.12

2.4.1 Verificarea autofrânării ....................................................................... pag.12

2.4.2Calculul numărului spirelor în contact ................................................. pag.13

2.4.3Calculul lungimii filetului piuliței ....................................................... pag.13

2.4.3Calculul lungimii filetul șurubului ....................................................... pag.13

2.5Dimensionarea piuliței ...................................................................................................... pag.14

2.5.1Alegerea rulmentului ........................................................................................ pag.14

2.6 Calculul extremității șurubului ........................................................................................ pag.15

2.6.1 Alegerea știftului ........................................................................................................... pag.16

2.6.1.1 Verificarea știftului ....................................................................................... pag.16

2.7 Calculul Cupei ................................................................................................................. pag.17

2.7.1 Verificarea cupei .............................................................................................. pag.17

2.7.2 Verificarea capului șurubului la solicitări compuse ......................................... pag.18

2.8 Calculul mecanismului de acționare ................................................................................ pag.19

2.8.1Calculul manivelei ............................................................................................ pag.19

2.8.2Determinarea diametrului manivelei și a prelungitorului ................................. pag.20

2.8.3Calculul roții de clichet ..................................................................................... pag.21

2.8.4Verificarea roții de clichet ................................................................................ pag.21

2.8.5Calculul clichetului ........................................................................................... pag.23

2.8.6Verificarea clichetului ....................................................................................... pag.23

2.9 Corpul cricului ................................................................................................................. pag.24

3. Calculul randamentului.................................................................................................. pag.25

3. Bibliografie ...................................................................................................................... pag.26

Page 2: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 3 -

1.Memoriu Tehnic

1.1 Introducere

Proiectarea este o activitate tehnico-ştiinţifică ce se desfăşoară pentru întocmirea documentaţiei

tehnice scrise şi desenate sau strict necesare executării unui ansamblu. Fazele acţiunii

de proiectare sunt:

- concepţia este faza în care se realizează documentaţia şi în care se găsesc o serie de soluţii

constructive care răspund integral sau parţial temei de proiect propuse ;

- execuţia este faza în care se urmăreşte dezvoltarea schiţei de principiu până la definitivarea

formei constructive a ansamblului.

Tema de proiect constituie obiectul activităţii de proiectare şi are la bază:

- idee nouă;

- idee cunoscută dar nerealizată practice;

- construcţie existentă ce trebuie modificată, aceasta ne mai fiind corespunzătoare din punct de

vedere tehnic, economic, etc.

Acţiunea de proiectare desfăşurată la disciplina ORGANE DE MAŞINI completează

cunoştiinţele dobândite în cadrul cursului, ajutându-l pe student să-şi însuşească temeinic problemele de

metodică de calcul şi normele de proiectare a organelor de maşini impuse prin tema de proiect.

1.2 Soluții constructive pentru cricul cu piulită rotitoare

Cele două forme constructive ale cricului cu piuliţă rotitoare, care reprezintă tema acestui proiect,

sunt prezentate în figurile 1 și 2. Dacă facem o comparaţie brută a celor două variante au o construcție

asemănătoare.

Ambele variante au corp sudat. Mecanismul de acționare in fig. 1 este cu clichet vertical, piulița

roata de clichet a mecanismului au corp comun printr-un profil pătrat.

Piulița rotitoare se centrează în corpul cricului prin intermediul rulmentului, lucru care determină o mărire

a diametrului radial al piuliței. Piesele au fost prevăzute cu raze de racordare, gorsimea pereților este

uniformă.

Varianta doua (fig.2) diferă numai la mecanismul de acționare, manivela cricului este cu clichet

orizontal, corpul manivalei se realizează prin turnare sau forjare.

Principiul de funcţionare al cricului este acelaşi pentru ambele variante constructive. Cricul este

folosit pentru a ridica de la pământ obiecte grele. Principiul de funcţionare este relativ simplu realizând

transformarea miscării de rotaţie a mecanismului de acţionare în mişcare de translaţie pentru şurubul de

forţă care se va ridica sau coborî.

Page 3: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 4 -

Page 4: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 5 -

Page 5: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 6 -

1.3 Caracterteristici funcționale ale dispozitivului proiectat

Dispozitivul trebuie să îndeplinească următoarele condiţii funcţionale:

- mânuire, antrenare, manipulare uşoară ;

- gabarit cât mai redus ;

- curse utile cât mai mici ;

- siguranţă în funcţionare ;

- posibilităţi de producere a accidentelor cât mai reduse ;

- posibilitatea mânuirii fără a necesita scule sau dispozitive speciale.

1.4 Justificarea si descrierea soluției alese

Ambele variante constructive prezentate au avantaje şi dezavantaje. Pentru corpul

cricului dintre aceste două variante alege corp sudat, va fii sudate din trei piese (talpa, corpul și

corpul piuliței). Pentru mecanismul de acţionare alege roata cu clichet vertical fiind cea mai

simplă şi mai robustă ca şi construcţie şi neavând nici un dezavantaj la funcţionare. Corpul

cricului va fi realizat cu un diametru interior sensibil mai mare decât cel al şurubului. Şurubul va

avea filet trapezoidal (simbol Tr-STAS 2114/1-75). Se recomandă pentru mecanisme care

transmit sarcini mari, în ambele sensuri, direcția forței fiind variabilă (sau cu șoc).

Prin folosirea unui ştift fixat atât în partea inferioară a şurubului cât şi într-un canal din

corpul cricului acesta va împiedeca rotirea şurubului, oprirea acestuia la atingerea valorii

maxime şi va realiza şi o ghidare a şurubului, pentru ca aceasta să nu fie realizată numai de

piuliţă între elementul de ghidare şi corpul cricului având alezaj cu joc.

Cupa va fi fixată în partea superioară a şurubului printr-un alezaj cu joc sprijinindu-se pe

capătul şurubului şi fiind fixată de acesta printr-un ştift.

Roata de clichet va fi montată pe piuliţa rotitoare, acesta din urmă având formă pătrată.

Clichetul vertical este fixat pe manivelă prin intermediul unui şurub.

1.5 Funcționare

La rotirea manivelei mişcarea se transmite prin piuliţă, care se sprijină pe rulment, la

şurub. Acesta va face o mişcare de translaţie, cu ajutorul căruia se deplasează cupa.

Page 6: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 7 -

1.6 Indicii de exploatare, reglaj si ințretinere

Dispozitivul se va manevra de către un singur muncitor, nefiind permisă pentru

manipulare folosirea altor ţevi, bare, prelungitoare decât cele prevăzute de proiectant, sau

sistemelor de pârghii.

Este indicat, ca dispozitivul să fie montat pe suprafeţe cât mai plane şi orizontale.

Dispozitivul se va folosi pentru sarcini şi dimensiuni nu mai mari decât cele pentru care a

fost proiectat.

Se vor verifica periodic flancurile filetului, iar în caz că se constată uzura acestora, se va

schimba piuliţa sau şurubul dacă este cazul.

După terminarea lucrului dispozitivul se va curăţa, suprafeţele funcţionale se vor unge cu

unsoare consistentă de uz general.

1.7 Norme de protecția muncii

Pentru a evita accidentele, proiectantul a luat următoarele măsuri :

- verificarea şurubului la solicitări compuse;

- asigurarea asamblărilor;

- utilizare de materiale corespunzătoare;

Măsuri impuse beneficiarului :

- trebuie respectate regulile de protecţie a muncii din atelierul de producţie ;

- personalul de lucru trebuie să fie instruit corespunzător;

- dispozitivul de strângere nu se va supune la şocuri şi lovituri directe;

- la apariţia unei defecţiuni se va retrage dispozitivul din lucru şi se va înlocui piesa

defectă ;

- asamblarea şurub-piuliţă se va unge periodic cu unsoare consistentă tip U 80.

Pentru asigurerea personalul care folosește dispozitivul, proiectantul a făcut:

- montarea unui știft în partea superioară a șurubului, care asigură căderea cupei ;

- montarea unui inel elastic de siguranță, care nu permite scoaterea manivelei in timpul, cînd

muncitorul lucrează cu el ;

Page 7: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 8 -

- montarea unui știft filetat, care fixează piulița rotitoare să nu poate mișca nici în sus, nici în

jos ;

2. Memoriu justificativ de calcul

2.1 Considerații generale

În general mecanismele cu şurub şi piuliţă se utilizează în dispozitivele unde este necesară transformarea

mişcării de rotaţie în mişcare de translaţie şi invers. În cazul cricului cu piuliţă rotativă, după cum se vede

şi după denumire, la acţionarea mecanismului cu clichet acesta va roti piuliţa care va determina, în funcţie

de sensul de rotaţie, ridicarea sau coborârea şurubului.

Avantajele principale ale asamblărilor filetate sunt :

- permit construcţii foarte variate în forme compacte;

- au montare şi demontare uşoară;

- construcţie simplă şi tehnologie de execuţie uşor realizabilă;

- posibilitatea de transmitere a unor sarcini axiale mari utilizând forţe de acţionare

mici;

- raport mare de transmitere care duce la viteze mici;

- gabarit redus;

- funcţionare lină şi fără zgomot ;

- posibilitatea de a asigura în mod simplu autofrânarea;

- permite utilizarea materialelor ieftine;

- preţ de cost scăzut.

Dezavantajele mecanismelor cu şuruburi de mişcare se menţionează :

- necesită asigurare împotriva autodesfacerii;

- uzura flancurilor introduce jocuri;

- lipsa autocentrării;

- existenţa unei frecări mari între spirele filetului şurubului şi piuliţei conduce la uzura

pieselor şi la un randament scăzut ;

- prezenţa unor puternici concentratori de tensiune în zona filetată afectează rezistenţa

la oboseală a şurubului ;

- necunoaşterea exactă a forţelor de strângere.

Page 8: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 9 -

2.2 Alegerea materialelor

Alegerea materialului pentru şurubul de forţă şi piuliţă ca elemente ale mecanismelor cu

şurub depinde de mai mulţi factori:

- caracteristicile mecanice ale materialului;

- asigurarea condiţiilor funcţionale, tehnologice şi economice în modul cel mai fovorabil;

- fiabilitatea optimă în contextul unor cheltuieli de producţie minimă.

Caracteristicile mecanice ale materialului pentru şurubul şi piuliţa din construcţia

mecanismelor cu surub sunt:

(Rp0.2) - limita de curgere

(Rm) - limita de rupere

(A) - alungirea

(HB) - duritatea Brinell

Forţa maximă la care trebuie să reziste cricul este de F=22800 N. Pentru a reduce diametrul

şurubului de forţă se vor alege materialul OLC45CR (oțel de îmbunătățire, călit și revenit)

având următoarele caracteristici (vezi tabelul 3.2 din [1]):

Rezistențe admisibile pentru materialele utilizate la executarea șuruburilor de forță:

Solicitări cu concentratori de tensiune:

- rezistenţa la tracţiune 2/87 mmNacat

- rezistenţa la încovoiere 2/104..96 mmNai

- rezistenţa la răsucire 2/57...52 mmNat

- rezistenţa la forfecare 2/70 mmNaf

Solicitari fără concentratori de tensiune:

- tracţiune 2/240 mmNacat

- încovoiere 2/276 mmNai

- răsucire 2/156 mmNat

- forfecare 2/192 mmNaf

Page 9: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 10 -

Caracteristicile mecanice pentru OLC 45 CR sunt: (vezi tabelul 3.1[1]),

conform STAS 880-82:

- rezistenţa la tracţiune 2/840...700 mmNRm

- limita de curgere 2/480 mmNRpo

- alungirea la rupere %14A

Piuliţa ca element component al cuplei de frecare şurub-piuliţă din mecanismul cu şurub,

este indicat a fi astfel construită încât uzura să fie concentrată asupra ei. Astfel se recomandă

ca materialul ales pentru piuliţă să aiba modulul de elasticitate mai mic decât cel al

materialului şurubului, ceea ce are ca efect uniformitatea repartizării sarcinii pe spire,

îmbunătăţirea comportării la oboseală şi ca urmare creşterea duratei de funcţionare.

Alegerea materialului pentru piuliţă, ca element al culpei de frecare şurub-piuliţă, se va

face în aşa fel încât să se limiteze presiunea de contact dintre spirele piuliţei şi ale şurubului

la valori reduse evitându-se astfel uzura prematură.

Pentru piuliță va alege o fontă cu grafit nodular Fgn400-12, care are următoarele

caracteristici:

Solicitări cu concentratori de tensiune:

- rezistenţa la tracţiune 2at mm/N49

Solicitări fără concentratori de tensiune:

- rezistenţa la tracţiune 2at mm/N133

Caracteristicile mecanice pentru Fgn400-12(conform STAS 6071-75), (vezi tabelul 3.4 [1])

- rezistenţa minimă la tracţiune 2m mm/N400R

- limita de curgere 2

2, 250 mmNRpo

- duritatea Brinell HB 200...150

- alungirea la rupere %12A

Materialele cuplei de frecare : oțel călit fontă antifircțiune

Page 10: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 11 -

Ne dă 𝑞𝑎 = 7 … 9 - Se alege 𝑞𝑎 = 8 N/m.

2.3 Alegerea Profilul filetului

Pentru profilul filetului se alege un tip trapezoidal cu pas normal.

Simbol Tr- STAS 2114/1-75

Se recomandă pentru mecanismele care transmit sarcini mari, în ambele sensuri, direcția forței

fiind variabilă (sua cu șoc).

Are profilul de forma unui trapez isoscel. Dimensiunile nominal se dau în

( tabelul 2.2 1 ), iar elementele geometrice ale profilului în figura 3.

Se alege acet profil de filet, deoarece are o ezistență și rigiditate mai mare comparativ cu

filetul pătrat. Folosirea piuliței reglabile radial (secționată) permite eliminarea jocului axial creat

în urma uzării flancurilor.

d2calc = 29,94 mm

pas normal = 6 mm

d2STAS =31 mm

diam. nominal d = 34 mm

diam. Interior : d3= 27 mm

diam. Exterior : D4=35 mm

diam. Interior : D1= 28 mm

Fig.3

Notație : Tr 34x6 STAS 2114/1-75

H1=P*𝜓ℎ H- înălțimea utilă a filetului

H1=6*0,5=3mm ac=0,5 pt. 6 <= p =>12

H4=0.5*P+ac=h3=0.5*6+0.5=3.5mm h3=H4=3.5mm

z= 0.25*P= H1/2=3/2=1.5 mm

R1max=0.5ac=0.5*0.5=0.25mm

H=1.866*P= 1.866*6=11.196

R2max=ac=0.5 mm

d2=D2=d-0.5P=34-3=31mm

d3=d-2h3=d-P-2ac=34-6-1=27mm

D4=d+2ac=34+1=35mm

Page 11: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 12 -

D1=d-2H1-d-P=34-6=28mm

2.4 Calculul și determinarea dimensiunilor pentru șurubul de forță

Calculul diam. Mediu al filetului :

𝑑2 = 𝐹

𝜋 ∗ 𝜓ℎ ∗ 𝜓𝑚 ∗ 𝑞𝑎

𝜓ℎ = 0,5 𝜓ℎ = 𝐻1/𝑃 factorul dimensional ( la filete trapezoidale)

𝜓𝑚 = 1,8 𝜓𝑚 =𝑚

𝑑2 factorul de lungime aș7l piuliței

F- forța axială

qa- rezistența admisibilă la strivire.

𝑑2 = 22800

𝜋 ∗ 0,5 ∗ 1,8 ∗ 9= 896,437 = 29,94 𝑚𝑚

d2 STAS =31mm

2.4.1 Verificarea autofrânării

În cazul cricurilor, la acţionare avem nevoie de autofrânare, deci, numărul de începuturi

impus va fi 1.

Autofrănarea se verifică cu relația :

2m

d

Parctg care reprezintă unghiul de înclinare al elicei pe cilindrul de diametru d2

Unghiul de frecare

1cosarctg unde =0,1….0,18, este coeficientul de frecare

pentru cuplul de materiale şi calitatea ungerii, iar 1 este unghiul de înclinare al flancului activ al

filetului, care, după cum am văzut anterior, este 5.11 (filet trapezoidal).

În urma calculelor se obţin următoarele valori:

35.331*14.3

6

arctgm ;

;94.51cos

14.0

arctg .

Este cunoscută condiţia de autofrânare, şi anume, m care după cum se observă din

calcule este îndeplinită, şi deci condiţia de autofrânare este îndeplinită.

Page 12: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 13 -

3,35 < 5.94.

2.4.2Calculul numărului spirelor în contact

𝜓𝑚 =𝑚

𝑑2= 𝑧𝑃/𝑑2

z= 𝜓𝑚 ∗𝑑2

𝑃= 1,8 ∗

31

6= 9,3 = 10

z=10 spire.

2.4.3Calculul lungimii filetului piuliței

m=z*P=10*6=60 mm

2.4.4Calculul lungimii filetului șurubului

Lf=h+m+T+3P=280+60+13+18=371

h-cursa maximă

m-lungimea filetului piuliței

T-înălșimea rulmentului axial

P-pasul

Page 13: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 14 -

2.5 Dimensionarea Piuliței

După cum s-a observat deja anterior piuliţa are o înălţime filetată de z = 60 mm plus o

parte superioară unde nu mai avem filet interior, dar pe exterior se vor monta roata de clichet,

mânerul şi inelul care îi fixează, diametrul interior de 34 de

mm acesta fiind de fapt diametrul exterior al şurubului de

forţă. O vedere în secţiune a piuliţei este prezentată în

figura 4. Piuliţa se va fabrica dintr-un material inferior

calitativ celui ales pentru şurubul de forţă pentru a fi

predispusă la uzură comparativ cu şurubul de forţă.

Determinăm valoarea solicitării compuse pentru piuliţă, cu

formula:

mmDe

DrDe

64460

)6...4(

fig.4

D-diam. Interior al șurubului.

Dr- diam. Interior al rulmentului

Restul dimensiuni se ia constructiv.

2.5.1Se alege un rulment axial din STAS 3921

Dimensiunile rulmentului rezulta dupa d, simbol51108

(tabelul 48.1 [2]).

d=40mm

D=60mm

H=13mm

d1=60mm

D1=42mm

du min=52mm fig.5

Du max= 48mm

Page 14: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 15 -

Capacitatea de încărcare statica=62,8KN

2.6 Calculul extremității șurubului

Pentru extremitatea inferioară a șurubului principal, se alege degajare

STAS a filetului de forma f din fig.7 , iar dimensiunile se ia din tabelul 2.25

(vezi fig.2.27, și tabelul 2.25 [1] ).

Fig.6

Fig7

Pas=6 mm

f1 scurta=12mm

f2 scurta=18mm

d0=d3=27mm

d=34mm

r=2.5mm

Pentru determinarea extremitatea superioară a șurubului

avem nevioe de un știft cilindric, dimensiunile rezultă după

calcularea cupei.

Fig.8

Page 15: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 16 -

2.6.1 Alegerea știftului

][4.527*20.0)25.0...15.0(" mmDd cs

Se alege un știft cilindric, conform STAS 1599-80, avînd

un diametru de 6mm, si lungimea 60 mm

Dimensiunile știftului se alege după STAS. (vezi tabelul 42.1 [2])

d=6mm

l=60mm

c=1mm

Notarea : Știft cilindric B6x60STAS 1599/OLC45CR Fig.9

2.6.1.1Verificarea știftului

Pentru verificare se utilizează relaţiile :

af

cs

t

f mmNdD

M

]/[66.38

26*27*14.3

5.29*1000*4

**

*1000*4 2

2",

;]/[68.34)2736(*6

5.29*1000*4

)(*

*1000*4 2

2222

2

"1 as

CSC

t

S mmNDdd

M

;]/[46.4027*6

5.29*1000*6

*

*1000*6 2

22"2 as

CS

t

S mmNDd

M

unde : ];[5.2901.59*5.0*5.0 1 NmMM tt

];/[120480*25.0)3.0...2.0( 2

2,0 mmNRpaf

]./[384480*8.08.0 2

2,0 mmNRpas fig.10

Mt1 calculezază la dimensionarea mecanismului.

Page 16: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 17 -

2.7 Calculul Cupei

Pentru calculul cupei se va porni de la diametrul interior al şurubului, în funcţie de care vom

alege diametrul exterior al capului şurubului în porţiunea în care se va fixa cupa, mai mică decât

acest diametru.

mmdDcs 273 ; vom lua mmDcs 27 reprezentând

diametrul exterior al capătului şurubului ;

Determinăm :

diametrul superior al cupei cu formula :

][8434*45.2)5.2...4.2(1 mmddc ;

diametrul inferior al cupei :

];[36927)10...8(2 mmDd csc fig.11

înălţimea cupei : ];[5534*5.1)6.1...4.1( mmdhc

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

][41105110 mmhh ccs .

2.7.1 Verificarea Cupei

Verificarea pentru cupă se va face doar la strivire având în vedere că şurubului nu

execută mişcare de rotaţie care ar putea crea probleme prin apariţia unor tensiuni de forfecare.

Verificarea calculăm prin relația:

82.3927*14.3

22800*4422

cs

strD

F

şi se obţine o valoare de ]/[82.39 2mmNstr care se încadrează în plaja de valori pentru

cuplele mmobile oţel – oţel (65…100), pentru cupă folosindu-se ca şi material de fabricaţie

OL37.

Page 17: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 18 -

2.7.2 Verificarea capului șurubului la solicitări compuse

Verificarea se face la nivelul secţiunii lungitudinale a ştiftului, cu relaţiile :

Momentul de torsiune: mNM t 01.591 ,

Se determină acuma efortul unitar de compresiune:

57.55

27*64

27*14.3

22800

*4

2

"

2

cs

cs

c

DdD

F

şi se obţine o valoare de

2/57.55 mmNc .

Efortul unitar de răsucire este: 33.16

3

27*627*2.0

01.59*1000

3*2.0

1000

3"

3

1

cs

cs

t

tDd

D

M

obţinându-se valoarea de: ]/[33.16 2mmNt

Page 18: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 19 -

2.8 Calculul mecanismului de acționare

Mecanismele de acţionare care se pot folosi la cricurile cu piuliţă rotitoare sunt

mecanismele cu clichet orizontal sau vertical. Este prezentat varianta cu clichet vertical, variantă

prezentată în figura de mai jos.

Principalele dimensiuni ale mecanismelor de acţionare cu clichet se determină cu ajutorul

calculelor de rezistenţă

Fig.12

Page 19: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 20 -

2.8.1Calculul manivelei

Pentru calculul manivelei avem nevoie de momentul de torsiune care trebuie dezvoltat de

muncitor la acţionarea cricului. Forţa medie cu care acţionează muncitorul s-a considerat

NFm 250 . Lungimea manivelei se va calcula cu următoarea formulă:

250*1*1

01.59*1000103

mi

tot

cFnK

ML =236mm

unde:

];[01.591 NmMM ttot

m21t tgFd2000

1M

mNM t 01.59167.0*22800*31*2000

11

Lc lungimea de calcul a manivelei,

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

La fel ni reprezintă numărul de muncitori care în cazul cricului este ni = 1. La lungimea

calculată se va adăuga o lungime l0 care reprezintă dimensiunea mâinii muncitorului, care va

reprezenta de fapt zona de prindere (apucare) aceasta considerându-se de 50 mm. Astfel din

calcule 236cL [mm] şi lungimea totală se determină cu formula 0c lLL şi rezultă

L = 286 [mm].

2.8.2 Determinarea diametrului manivelei şi a prelungitorului

În cazul mecanismului cu clichet vertical se va folosi formula:

33

5110*14.3

)103168286(*250*1*1*3232

ai

mcmi lLLFnKd

=17,32mm

unde ][110 2mmNai (valoare corespunzătoare oţelurilor carbon);

l=100[mm];

][44.2045044.154*6.0 0 mmlLL cm .

Astfel, din calcule, rezultă 32.175 d mm care se consideră constructiv d5 = 16 mm unde

diametrul D, care este diametrul exterior al ţevii se calculează cu formula 53.1 dD , şi rezultă

o valoare egală cu 20D mm. Pentru prelungitor se alege ţeavă standardizată cu diametrul

Page 20: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 21 -

exterior egal cu diametrul interior al mânerului, ].[165 mmd ,dimetru pentru care există teavă

standardizată cu STAS 530/1, aceasta fiind ţeavă cu diametrul interior dint = 14 mm şi cel

exterior dext = 20 mm.

Notarea: Țeavă comercială 14x3/OLT 45 STAS 530/1

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

încovoiere în secţiunea B-B, cu formula:

ai

mmi

i

dDD

LLFnK

)1620(*20

14.3

)168286(*250*1*1*3232

444

5

4

şi se obţine o valoare de 65.63i N/mm2. ai .

2.8.3 Calculul roții de clichet

Roata de clichet (figura 13) se va fixa pe piuliţă

printr-un contur pătrat al găurii interioare. Lungimea

laturii poligonului este a = 47 mm. Pentru stabilirea

diametrului interior se foloseşte formula

64*4.14.1 ei DD ,unde De este diametrul

exterior al piuliţei. Astfel Di = 90 mm. S-a ales un

număr de z = 18 dinţi pentru roata de clichet.

Fig.13

Diametrul mediu, pe care se vor dispune dinţii roţii, se va obţine cu relaţia:

77.99

8

14.3*25.01

90

25.01

z

DD i

m

şi rezultă Dm = 100[mm]. Pentru a putea obţine profilul exact al roţii de clichet trebuie sa

determinăm grosimea dinţilor, distanţa dintre centrele a doi dinţi alăturaţi şi înălţimea dinţilor.

Astfel distanţa dintre centrele a doi dinţi alăturaţi este: 8

100*14.3

z

Dt m

, şi rezultă

t= 40 [mm]. De aici se determină grosimea dintelui 40*5.05.0 tb cu valoarea b = 20, şi

înălţimea dintelui care este 205.0*5.0 bh , adică h = 10 [mm]. Diametrul exterior al roţii

de clichet se poate calcula ştiind înălţimea dintelui şi este 10*2902 hDD ie (se adună

de două ori h, pentru că diametrul creşte cu lungimea a doi dinţi) şi rezultă De = 110 [mm].

Lăţimea roţii de clichet se consideră constructiv 8 [mm].

Page 21: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 22 -

2.8.4 Verificarea roţii de clichet

Roata de clichet va fi confecţionată din OL60 şi trebuie verificată la trei tipuri de

solicitări:

- încovoiere: 06.11100*8*20

10*10*1.590*2*310*232

3

2

3

m

tot

iDb

hM

şi rezultă o

valoare de ]/[120...100][06.11 22 mmNmmN aii ;

- se verifică dinţii roţii de clichet la forfecare:

37.720*8*100

01.59*1000*2102 3

bD

M

m

tot

f şi rezultă

]/[95...60][37.7 22 mmNmmN aff

- verificarea la strivire a suprafeţei de contact dintre dintele roţii şi clichet se va

calcula cu relaţia: 90.520*8*100

01.59*1000*2102 3

1

hbD

M

m

tot

s şi se obţine

]/[100...80][90.5 2

1

2

1 mmNmmN ass .

Suprafaţa de contact dintre roata de clichet şi piuliţa pe care aceasta se montează este

solicitată la strivire. Efortul unitar pe această suprafaţă se va determina cu relaţia:

]/[8001.108*47*4

01.59*1000*121012 2

222

1

3

2 mmNan

Mas

tot

s

unde n1 depinde de forma găurii de fixare din roata de clichet.

(n1=4 pentru formă patrată şi n1= 4 pentru formă pătrată).

De remarcat este faptul că acest efort unitar va avea o

valoare mai mare în cazul în care roata de clichet se va fixa pe

piuliţă având o secţiune pătrată faţă de cazul în care forma găurii

este hexagonală. Pentru acest cric s-a adoptat varianta cu gaură

de fixare hexagonală. Valoarea efortului unitar la strivire este

][15.10 2

2 mmNas . Fig.14

Pentru a simplifica cât mai mult posibil mecanismul de acţionare şi pentru ca să avem o

montare şi demontare uşoară vom înlocui bolţul cu un şurub de păsuire standardizat, pe care îl

alegem în funcţie STAS, si în funcție de calcule

Conform STAS 5930-80 avem : Şurub de păsuire B-M8x22.

Page 22: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 23 -

4.7.5 Calculul clichetului

Dimensiunile clichetului vor rezulta constructiv

în funcţie de dimensiunile manivelei. Schema

clichetului o putem vizualiza în figura

4.7.6. Verificarea clichetului

Efortul unitar efectiv de încovoiere în secţiunea A-A a clichetului vertical se stabileşte cu

relaţia:

];/[120...100]/[868.722*8*11

18*01.59*1000*2*6

**2

**1000*2*6 22

22

1

1 mmNmmNhcl

lMai

tot

i

unde: c=h=8 [mm];

][06.81711*100

18*01.59*1000*2

*

**2*

2

1

2

1 NlD

lM

l

lFF

m

tot

rcb ;

sehll 121 ,, măsoară pe desen;

În cazul nostru :

].[22

];[11

];[18

1

2

1

mmh

mml

mml

Fig.15

Figura 4.9 Clichetul vertical

Page 23: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 24 -

2.9 Corpul Cricului

Dimensiunile corpului sunt următoarele:

- grosimea peretelui este de 12 mm

- grosimea tălpii corpului este b=10 mm ;

- mmDe 64 reprezentând diametrul exterior al

piuliţei;

- mmDr 60 reprezentând diametrul exterior al

rulmentului, a cărui inel inferior se va fixa printr-un

ajustaz cu strângere H7/p6 care este un ajustaj cu

strângere mică.

- mmDD e 862264)10...4(5 diametrul

interior al corpului în zona şurubului de forţă;

- diametrul exterior al corpului în zona şurubului fig.16

- care are această valoare datorită grosimii de 8 mm aleasă pentru peretele corpului

fig.15

mmDuD 486 Du –diam. Exterior al rulmentului

- ];[3108106280])[15...6('' 11 mmmmblchH

mmh 2801 şi reprezintă cursa maximă a şurubului cricului

- înălţimea totală a corpului fiind : ][3108106286)15...6('1 mmlclHH ;

- ][722467 mmDD ,

Din condiţia de rezistenţă la strivire a materialului suprafeţei pe care se reazămă talpa

cricului se determină diametrul exterior al tălpii cricului, 8D , cu formula:

D8=72-6=66mm

D9=D7+(30...50)=74+36=110mm

mmmmDF

Das

12092.1201002*14.3

22800*49

*

*410

as =2N/mm2 pt. scîndură sau beton

Page 24: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 25 -

Page 25: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 26 -

Page 26: Cric cu piulita rotitoare-Proiect Organe de masini

Cric cu piulita rotitoare Organe de masini

- 27 -

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.Sanda Bodea-Desen ethnic Elemente de bază, Editura Risoprint Cuj-Napoca,

2005

4.Sanda Bodea – Desen tehnic Elemente de proiectare, , Editura Risoprint Cuj-

Napoca, 2008

5.Curs Organe de mașini