Download - Cric Cu Piulita Rotitoare
Cric cu Piulita Rotitoare
UNIVERSITATEA LUCIAN BLAGA DIN SIBIU
FACULTATEA DE INGINERIE HERMMAN OBERTH
CATEDRA BAZELE PROIECTARIIPROIECT DE AN
CRIC CU PIULITA ROTITOARE
NDRUMATOR DE PROIECT
FACULTATEA DE INGINERIE HERMMAN OBERTH
CATEDRA BAZELE PROIECTARIITEMA DE PROIECTARE
Sa se proiecteze un mecanism surub-piulita de tipul cric cu piulita rotitoare.Date de proiectare
Sarcina maxima: Q=40000 N
Cursa mecanismului: H=280 mm
Proiectul va cuprinde: A. MEMORIU DE CALCUL
1. Calculul surubului principal
2. Calculul piulitei
3. Calculul cupei
4. Calculul corpului mecanismului
5. Calculul mecanismului de actionare
B. DESENE
1. Desenul de ansamblu al mecanismului surub-piulita
2. Desenul de executie pentru surub
3. Desenul de executie pentru piulita
CUPRINS
I. Mecanisme urub-piuli. Materiale ..........................................................................4II. Calculul mecanismelor urub-piulu.........................................................................6III. Metodologia de calcul a cricului cu piuli rotitoare...................................................71. Calculul urubului principal...............................................................................72. Calculul piuliei rotitoare ...................................................................................73. Calculul corpului.................................................................................................94. Calculul cupei ....................................................................................................115. Calculul randamentului.......................................................................................126. Calculul mecanismului de acionare...................................................................13IV. Metodologia de proiectare a mecanismului de acionare cu clichet orizontal.............131. Schia mecanismului..........................................................................................132. Calculul lungimi manivelei................................................................................143. Calculul prelungitorului......................................................................................154. Calculul roii de clichet.......................................................................................15
5. Calculul clichetului ............................................................................................166. Calculul manivelei propriu-zis..........................................................................177. Calculul boltului clichetului............................................................................... 188. Calculul arcului cilindric elicoidal......................................................................181. MECANISME SURUB-PIULITA. MATERIALE1.SURUBURI DE MISCARECaracteristicigeometrice si functionale ale filetului trapezoidal
Profilul de baza (SR ISO 2901) este profilul teoretic corespunzator dimensiunilor de baza si anume: diametrul exterior, diametrul mediu si diametrul interior (fig. A).
Profilele reale ale filetului surubului (exterior) si piulitei (interior), numite in SR ISO 2901 profilele la maximum de material, au dimensiunile prezentate in fig.B profilele cu joc la fundul filetului (ac) si fara joc pe flancuri si in fig.C profilele cu joc la fundul filetului (ac) si cu joc pe flancuri (s/2). Unghiul profilului filetului este = 300.
Elementele geometrice ale filetului, care se calculeaza:
H1 = 0,5P;
h3 = H4 = H1 + ac = 0,5P + ac, unde ac = 0,25 mm pentru 2mm P 5mm;
ac = 0,5mm pentru 6mm P 12mm; ac = 1,0mm pentru P 14mm;
z = 0,25P = H1/2;
R1max = 0,5ac;
R2max = ac;
s = 0,26795 es, unde es este abaterea superioara pentru filetul exterior.
Avantaje
- rezistenta si rigiditate a spirei mai mari decat ale filetului patrat
- asigura o centare buna a piukitei pe surub
- prelucrarea prin frezare confera o productivitate marita fata de strunjire - folosirea piulitelor reglabile radial (sectionate) permite eliminarea jocului axial,
creat in urma uzarii flancurilor.
Dezavantaje Randamentul transmisiei surub-piulita cu filet trapezoidal este mai mic dacat al
filetului patrat.
Recomandari de utilizare
Pentru mecanismele surub-piulita care transmit sarcini mari, in ambele sensuri [ 18,
19, 25, 26 ]
Combinatiile posibile diametre nominale pasi Sunt prezentate in SR ISO 2902 si SR ISO 2904, pentru filetele metrice trapezoidale
ISO, avand profilul de baza definit in SR ISO 2901.
Diametrele nominale sunt plasate pe trei siruri, recomandandu-se folosirea celor din
sirul 1 si daca este necesar din sirul 2. pentru diametrul nominal sunt prezentati doi
sau trei pasi (fin si normal, respectiv fin, normal si mare, pasul normal fiind prezentat
ingrosat), recomandandu-se folosirea pasilor normali.
Notare - Filet trapezoidal cu un singur inceput, filet dreapta: Tr dxP (de exemplu, Tr 28x5)
- Filet trapezoidal cu doua inceputuri, filet dreapta Tr dxPh (PPprofil) (de exemplu,
Tr 28x10 (P5))
- Filetul trapezoidal pe stanga se noteaza adaugand dupa simbolul filetului grupul de
litere LM: Tr dxP LM (de exemplu, Tr 28x5 LM).
Notarea completa a unui filet, conform SR ISO 2903, trebuie sa cuprinda o notare
pentru simbolul filetului si dimensiunile acestuia si o notare pentru toleranta filetului.
Notarea tolerantei cuprinde numai simbolul corespunzator tolerantei la diametrul Mediu. Nu este necesar sa se noteze tolerantele la diametrele de varf, deoarece pentru
D1 si d este specificata o singura treapta de precizie, pozitia tolerantei fiind
intotdeauna aceeasi. Notarea tolerantei trebuie sa cuprinda o cifra, care indica treapta de precizie pentru
diametrul mediu si o litera, care indica pozitia tolerantei la diametrul mediu
majuscula pentru filetul interior (al piulitei) si obisnuita pentru filetul exterior (al
surubului).2. PIULITELE Se executa, in general, din materiale antifrictiune, pentru a se diminua frecarea si uzura in timpul functionarii. Pentru piulitele fixe se folosesc cu precadere aliajele de tip Cu-Sn sau fonte cenusii. Deoarece caracteristicile mecanice ale acestor materiale sunt mai scazute decat ale otelului din care este executat surubul, uzarea se produce la nivelul filetului piulitei, fiind protejat astfel surubul, mai dificil de executat si cu dimensiuni mult mai mari. In situatia in care piulitele au forme speciale prezinta bolturi, la cricul cu piulita rotitoare materialele folosite se recomanda a fi oteluri de uz general pentru constructii sau oteluri carbon de calitate.
3. CORPURILE Se executa in constructie turnata, materialele recomandate fiind otelurile turnate sau fontele cenusii, respectiv in constructie sudata, elementele componente ce urmeaza a fi sudate fiind executate din oteluri de uz general pentru constructii. Alegerea variantei constructive turnata sau sudata se justifica in functie de seria de fabricatie.
4. CUPA Ca element de sustinere a sarcinii, se executa in constructie turnata, materialele fiind otel turnat, respectiv fonta cenusie, sau se obtin in urma prelucrarilor mecan8ice, din otel de uz general pentru constructii.
5. CLICHETUL In constructie orizontal sau vertical, se executa din tabla, prin prelucrari mecanice
6. MANIVELA Se executa in constructie turnata, cu prelucrari mecanice ulterioare, din otel turnat sau fonta cenusie, sau din otel de uz general pentru constructii, prin prelucrari mecanice.
In calculele de rezistenta sunt necesare caracteristicile mecanice principale ale acestor materiale rezistenta la rupere la tractiune (Rm), limita de curgere (Re, respectiv Rp02) si eventualele duritati la livrare.
2. CALCULUL MECANISMELOR SURUB-PIULITA
Proiectarea transmisiilor mecanice de tipul mecanismelor surub-piulita impune rezolvarea problemelor legate de stabilirea structurii mecanismului, de calcul de rezistenta al elementelor componente, de stabilirea formei constructive a acestora, care sa raspunda unei functionari corecte, pentru ca in final sa fie definitivata forma constructiva a ansamblului mecanismului.Cricul cu piulita rotitoare
Schema structurala si sarcinile care incarca elementele cricului cu surub si piulita rotitoare sun prezentate in figura de mai jos. Principalele elemente ale acestui cric sunt: cupa 1, surubul de miscare 2, piulita rotitoare 3, corpul 4 si mecanismul de actionare 5, prin care se intervine asupra piulitei rotitoare.
Modul de functionare al cricului cu piulita rotitoare se poate urmari pe schema structurala. Prin rotirea piulitei 2, prin intermediul mecanismului de actionare 5, surubul 2 va executa doar miscarea de translatie, in sensul ridicarii (coborarii) sarcinii, rotirea acestuia fiind impiedicata de cupla de translatie realizata intre surub si corpul 4. Datorita imposibilitatii rotirii surubului la cele doua capete (in zona cupei si cea a corpului), acesta poate fi considerat, in timpul functionarii, ca o grinda incastrata la ambele capete, solicitata la torsiune. Daca se cunoaste momentul de insurubare Mins, din cupla elicoidala surub-piulita, din achilibrul surubului, rezulta incarcarea la torsiune in sens invers a portiunilor de surub dintre piulita si cupa, respectiv dintre piulita si corp. Fiecare din aceste portiuni vor fi incarcate cu momente de torsiune egale cu 0,5Mins, trecerea da la un sens la celalalt de incarcare a tijei surubului realizandu-se in zona centala a piulitei.
Cealalta solicitare a elementelor cricului este compresiunea, sarcina care incarca aceste elemente fiind sarcina de ridicat Q. Prin mecanismul de actionare, montat pe piulita, trebuie sa se realizeze un moment motor Mm care sa echilibreze atat momentul de insurubare Mins cat si momentul de frecare Mf ce apare in cupla de frecare (de regula un rulment axial) dintre piulita si corp, deci Mm = Mins + Mf.
3. METODOLOGIA DE PROIECTARE A CRICULUI CU PIULITA ROTITOARE
1. STABILIREA SARCINILOR CARE INCARCA ELEMENTELE CRICULUI
2. CALCULUL SURUBULUI PRINCIPAL 2.1 ALEGEREA MATERIALULUISe recomanda : OLC 45 2.2 CALCULUL DE PREDIMENSIONARESarcina de calcul Qc , N
EQ Qc =
Q=40000Diametrul interior al filetului d3, mm
mmAlegerea filetului standardizat:Se alege filet trapezoidal standardizat, cu pas normal Tr 306 Adopt d=36mm, D1=30mm, D4=37mm, d3=29mm, d2=D2=33mm, P=6D, D4= diametrul exterior al profilului de baz, respectiv al filetului piuliei
d= diamtrul exterior al filetului urubului (diametrul nominal)
D2= diamtrul mediu al filetului piuliei
d2= diamtrul mediu al filetului urubului (d2= D2)
D1= diamtrul interior al filetului piuliei
d1, d3= diamtrul interior al filetului urubului 2.3 VERIFICAREA CONDITIEI DE FRANAREUnghiul de inclinare al spirei filetului 2, grade
Unghiul aparent de frecare ,, grade
0
Conditia de autofranare
2 < , este ndeplinit
2.4 VERIFICAREA LA SOLICITARI COMPUSE
Momentul de torsiune care solicita surubul Mt,Nmm
56407,9+ 6400 = 62807,9Nmm
Tensiunea efectiva de compresiune c ,MPa
minMPaTensiunea efectiva de torsiune t ,MPa
MPaTensiunea echivalenta e ,MPa
a =6080 2.5 VERIFICAREA LA FAMBLAJ
Coeficientul de zveltee,
Domeniul de fambaj
3. CALCULUL PIULITEI ROTITOARE 3.1 ALEGEREA MATERIALULUI
Se recomanda: OLC 45 3.2 CALCULUL NUMARULUI DE SPIRENumarul de spire z
,numar intreg
z = 10 3.3 VERIFICAREA SPIREI
Verificarea la incovoiere i si la forfecare f, in MPa
3.4 ALEGEREA DIMENSIUNILOR PIULITEI
Diametrul exterior al piulitei De, mm
Se alege un rulment axial cu bile cu simplu efect, respectand conditiile:
40 > 36d-diametrul exterior al surubului;
62800 > 40000Drul=d1=60; drul=d=40; H=13; D=60; D1=42
Coa=62800; dumin=52; Dumax=48 Moment de frecare in rulment
Alegerea surubului cu cap hexagonal mic si cep cilindric care impiedica deplasarea axiala a piulitei
Filet M8; M8X1, S=12, D=13,25, k=5,5, a=3,5...4, d4=6, c3=5 Diametrul interior al canalului necesar pentru surubul cu cep care impiedica deplasarea axiala a piulitei dci, MPa
c3 = 5mm
Hpc se alege constructiv (se masoara pe desen)
3.5 VERIFICAREA PIULITEI LA SOLICITARI AXIALE
Tensiunea efectiva de compresiune c ,MPa
MPa Tensiunea efectiva de torsiune t ,MPa
Tensiunea echivalenta e ,MPa
4. CALCULUL CORPULUI
Alegerea dimensiunilor corpului, in mm
EMBED Equation.3
Verificarea corpului la compresiune c ,MPa
Verificarea suprafetei de sprijin la strivire s ,MPa
EMBED Equation.3
Verificarea la strivirea dintre stiftul care ghideaza surubul in corp si canalul executat in corp s ,Mpa
mm
mm
=14,28mm
=4mm
5. CALCULUL CUPEI
Alegerea stiftului care solidarizeaza cupa de surub
=6,75mm (adopt 7mm)
d3 diametrul interior al filetului surubuli
Se alege un stift standardizat cilindric sau conic in domeniul de valori determinat pentru ds
Verificarea stiftului la forfecare f si strivire s, in Mpa Forfecare
Strivire stift - cupa
Strivire stift capul surubului
EMBED Equation.3
+Mf
Verificarea suprafetei de sprijin a cupei pe capul surubului la strivire s, MPa
Verificarea sectiunii micsorate a capului surubului la torsiune t, MPa
+Mf
6. CALCULUL RANDAMENTULUI
4. METODOLOGIA DE PROIECTARE A MECANISMULUI DE ACTIONARE CU CLICHET ORIZONTAL
1.SCHITA MECANISMULUI
2. CALCULUL LUNGIMII MANIVELEI
Momentul incovoietor total Mit, Nmm
Mit = Mm = Mf + Mins = 6400 + 112815,8 = 119215,8N mm
Forta cu care actioneaza un muncitor Fm,N
Fm=150300 N
adopt Fm=300 N
Lungimea de calcul a manivelei Lc ,mm
adopt Lc=398mm
n=1 numarul de muncitori
K coeficientul de nesimultaneitate a actiunii muncitorilor (K=1 pentru n=1)
Lungimea manivelei L , mm
L = Lc + l0 = 398 + 50 = 448 mm
l0 = lungimea suplimentara pentru prinderea cu mana a manivelei
l0 = 50mm pentru n=1
3. CALCULUL PRELUNGITORULUI
Lungimea prelungitorului Lp, mm
Daca L>200300mm,
Lm=(0,30,4)L =
adopt Lm=135mm
Lp = L - Lm + l = 448 - 134 + 50 =364 mm
l lungimea de ghidare a prelungitorului
l = 5080 mm (adopt 50mm)
Diametrul prelungitorului dpe, mm
Pentru prelungitorul executat din bara
dpi/dpe=0,80,9
ai=110 MPa
Se adopta prelungitor sub forma de teav 4 CLCULUL ROTII DE CLICHET
4.1 ALEGEREA MATERIALULUI
Se recomanda : OLC 45
4.2 ALEGEREA DIMENSIUNILOR
Dimensiunile rotii, in mm
Dm= (1,61,8)d=
adopt Dm=65mm
d diametrul exterior al filetului surubului pe care se monteaza roata de clichet
z = 8,10 sau 12 numar de dinti (adopt z = 8 dinti)
h = (0,60,8)b =
Di = Dm h = 65 7 = 58 mm
De = Dm + h = 65 + 7 = 72 mm
a 0,5d (12)mm pentru conturul hexagonal
4.3 VERIFICAREA ROTII DE CLICHET LA SOLICITARI
Verificarea dintelui la incovoiere i,MPa
=610mm grosimea dintelui rotii de clichet (adopt 10)
ai=100120MPa
Verificarea dintelui la forfecare t,MPa
af = 80100 MPa
Verificarea suprafetei de contact a dintelui la strivire s,MPa
=100120MPa
Verificarea asamblarii pe contur poligonal la strivire ,Mpa
n=6 pentru asamblarea pe contur hexagonal
t = + 2 mm = 10 + 2 = 12mm5 CALCULUL CLICHETULUI 5.1 ALEGEREA MATERIALULUI
Se recomanda : OLC 45
5.2 ALEGEREA DIMENSIUNILOR
Dimensiunile clichetului , in mm
= + (3050) = 7,50 + 50 =12,50
z = 8R = db = 8 mm
m = (1.752.25) db =
=10mm
g = 8,4 mm,
5.3 VERIFICAREA CLICHETULUI LA COMPRESIUNE EXCENTRICA
Tensiunea totala tot ,MPa
=100120MPa
6 CALCULUL MENIVELEI PROPRIU-ZISA
6.1 ALEGEREA MATERIALULUI
Se recomanda : OL50
6.2 ALEGEREA DIMENSIUNILOR
Dimensiunile manivelei propriuzisa, in mm
D = dpe + (610) mm = 20+10 = 30 mm
b1D30mm
6.3 VERIFICAREA MANIVELEI LA SOLICITARI
Tensiunea de incovoiere din sectiunea C C, i,MPa
=100120MPa
Tensiunea de incovoiere din sectiunea B B, , MPa
=100120MPa
7 CALCULUL BOLTULUI CLICHETULUI
7.1 ALEGEREA MATERIALULUI
Se recomanda : OL 50
7.2 VERIFICAREA BOLTULUI LA SOLICITARI
Nu este necesar deoarece acesta are rolul de a nu lsa ca piulia s ias de la locul ei.
8 CALCULUL ARCULUI CILINDRIC ELICOIDAL DE COMPRESIUNE CARE MENTINE CLICHETUL ORIZONTAL IN CONTACT CU DINTELE ROTII DE CLICHET
Indicele arcului i
i=Dm/d (se recomanda i=810)adopt i=8
Coeficientul de forma K
K=1,2 pentru i=8
Diametrul spirei d, mm
Se recomanda d=0,81,5 mm adopt d=1,2
Diametrul mediu de infasurare Dm, mm
Forta de montaj F1, N
F1= 46 N
adopt F1=5N
Numarul de spire active n
n = 46 n = 5 spire active
Numarul total de spire
nt = n + nc = 5 + 1,5 = 6,5 spire totale
nc= 1,5 numarul spirelor de capat
Sageata de montaj 1,mm
G=MPa
Sageata maxima max, mm
max = 1 + s = 1 + 2 = 3 mm
s cursa de lucru a arcului
s = 2 mm
Forta maxima de exploatare Fmax,N
Fmax=
Tensiunea de torsiune t , MPa
=650MPa pentru OLC 65A
Rigiditatea arcului c, MPa
Lungimea arcului blocat Hb, mm
Hb=
Pasul arcului solicitat t, mm
t=
t = 2 mm
0,1d jocul dintre spire a arcului solicitat de Fmax
=0,12 mm
Lungimea arcului nesolicitat H0, mm
H0=Hb + n (t - d) = 7,8 + 5 (2 1,2) = 11,8 mm
Lungimea arcului corespunzatoare fortei de montaj H1 , mm
H1= H0 1 = 11,8 1 = 10,8 mm
Lungimea arcului corespunzatoare fortei maxime de exploatare Hm, mm
Hm=H0 max=11,8 3 = 8,8 mm
Forta corespunzatoare arcului blocat (spira pe spira) Fb, N
Diametrul exterior D, mm
D = Dm + d = 9,6 + 1,2 = 10,8 mm
Diametrul interior D1, mm
D1= Dm d = 9,6 1,2 = 8,4 mm
Unghiul de inclinare al spirei arcului nesolicitat 0, grade
Lungimea semifabricatului ls , mm
Caracteristica elastica
PAGE 3
_1236016271.unknown
_1236064475.unknown
_1236066150.unknown
_1236066565.unknown
_1236066868.unknown
_1236067088.unknown
_1236067315.unknown
_1236067381.unknown
_1236067898.unknown
_1236067119.unknown
_1236067048.unknown
_1236066712.unknown
_1236066839.unknown
_1236066634.unknown
_1236066399.unknown
_1236066462.unknown
_1236066356.unknown
_1236065270.unknown
_1236066026.unknown
_1236066141.unknown
_1236065599.unknown
_1236064603.unknown
_1236065138.unknown
_1236064545.unknown
_1236063163.unknown
_1236064269.unknown
_1236064385.unknown
_1236064426.unknown
_1236064319.unknown
_1236063988.unknown
_1236064233.unknown
_1236063919.unknown
_1236016407.unknown
_1236016487.unknown
_1236062960.unknown
_1236016452.unknown
_1236016347.unknown
_1236016372.unknown
_1236016307.unknown
_1235988133.unknown
_1236014465.unknown
_1236015784.unknown
_1236016101.unknown
_1236016210.unknown
_1236015807.unknown
_1236014816.unknown
_1236015440.unknown
_1236015687.unknown
_1236014753.unknown
_1236013993.unknown
_1236014217.unknown
_1236014419.unknown
_1236014034.unknown
_1236013763.unknown
_1236013881.unknown
_1236012338.unknown
_1209562469.unknown
_1210157697.unknown
_1210160455.unknown
_1234857365.unknown
_1234859057.unknown
_1235987258.unknown
_1235988106.unknown
_1235988026.unknown
_1234859168.unknown
_1234859252.unknown
_1234858449.unknown
_1234859003.unknown
_1234857626.unknown
_1210160943.unknown
_1210167097.unknown
_1210168425.unknown
_1210161065.unknown
_1210162050.unknown
_1210162183.unknown
_1210161662.unknown
_1210161006.unknown
_1210160655.unknown
_1210160839.unknown
_1210160611.unknown
_1210158308.unknown
_1210160180.unknown
_1210160347.unknown
_1210159709.unknown
_1210157870.unknown
_1210158265.unknown
_1210157820.unknown
_1210152378.unknown
_1210156261.unknown
_1210157537.unknown
_1210156196.unknown
_1209725781.unknown
_1210152180.unknown
_1209724670.unknown
_1205415559.unknown
_1205416322.unknown
_1205416672.unknown
_1205417073.unknown
_1205417104.unknown
_1205417344.unknown
_1205416837.unknown
_1205416378.unknown
_1205416416.unknown
_1205416641.unknown
_1205416352.unknown
_1205416102.unknown
_1205416112.unknown
_1205415942.unknown
_1205414732.unknown
_1205414853.unknown
_1205415493.unknown
_1205414817.unknown
_1205414409.unknown
_1205414624.unknown
_1205413485.unknown
