sistem de surub cu miscare

Sistem de Surub cu Miscare

SISTEM DE SURUB CU MISCARE

CAPITOLUL 1

CALCULUL URUBULUI I AL PIULIEI1. DESCRIEREA SISTEMULUI CU TRANSMISIE URUB-PIULI1.1.Caracterizarea transmisiei urub-piuliSistemul mecanic ce urmeaz a fi proiectat este format din urubul principal (1) care execut att micare de rotaie ct i micare de translaie. Piulia (2) este fixat n corpul (3). ntre cupa (4) i urub, exist un lagr axial care poate reduce frecrile din sistem.

1.2. Schema de principiu a sistemului proiectat

Schema sistemului de proiectat este data prin tema de proiect. Schematizat, ea este reprezentat n figura 1.

1. urub;2. piuli; 3.corp; 4. cup; 5. prghie de acionare. Figura 1. Schema de principriu a sistemului de transmisie urub-piuli1.3. Diagramele de fore i momente din elementele componente ale sistemului proiectat.

Pentru a pune n eviden tipul solicitrilor care se produc, se construiete diagrama de eforturi prezentat n figura 2. Pentru eforturile care apar n elementul i n contact cu elementul j, se folosesc urmtoarele notaii: Fi fora axial; Mij moment. Indicii superiori au semnificaiile: r radial; a axial; s stnga; d dreapta. Momentul de acionare se noteaz Mtot. Variaia pe nlimea piuliei a momentului de nurubare , M21, i variaia momentelor de frecare n lagrele radiale se schematizeaz printr-o dependen liniar.

Figura 2: Diagrama de fore i momente din elementele componente ale sistemului proiectatCAPITOLUL 2 ALEGEREA MATERIALELOR PENTRU ELEMENTELE COMPOMENTE

Necesitatea asigurrii unui coeficient de frecare redus conduce la utilizarea unui cuplu de materiale cu bune proprieti antifriciune. ntruct solicitrile corpului urubului sunt relativ mari, n mod uzual, urubul principal se execut din oel. Proprietile antifriciune ale cuplului de materiale sunt asigurate de materialul piuliei care poate fi , font. Fonta turnat n piese pentru maini-unelte, are o buna rezisten la uzare.1. Pentru urubul principal, aleg oelul OLC 45, STAS 880-88.Tabelul 2.1MaterialulSTASSimbolulTratament

TermicCaracteristici mecanice [N/mm2]

Limita de curgere

Rp 0,2Rezistena la rupere la traciune Rm

Oel carbon de calitate pentru tratament termic de mbuntaire880-88OLC 45NCR

360430min. 610630-800

2. Pentru piuli aleg materialul font FCX 300, STAS 8541-86.

Tabelul 2.2.Marca

FonteiGrosimea

Peretelui

Piesei, mm

(min)Rezistena la

Traciune

Rm N/mm2

(min)Rezistena la

Incovoiere

Ri n/mm2(min)Rezistena la

Compresiune *N/mm2(min)Rezistena la

Elasticitate*N/mm2(min)

FCX 30010300490980120*10

3. Pentru corp aleg materialul fonta Fmp 300, STAS 569-79

Tabelul 2.3.Grosimea peretelui pieseiRezist la tractiuneRezist la incovoiereRezistenta la compresiuneModulul de elasticitate

10

300

360

3

270

4. Pentru cupa aleg materialul oel OL50, STAS 500/2-80Tabelul 2.4

MaterialulSTASSimbolulTratament

termicCaracteristici mecanice [N/mm2]

Limita de curgere

Rp 0,2Rezistena la rupere la traciune Rm

Oel de uzgeneral

pentru

construcii500/2-80OL 50-

270-290490-610

5. Pentru prghie aleg OLT 65, STAS 8183-80 Tabelul 2.5MaterialulSTASSimbolulTratament

TermicCaracteristici mecanice [N/mm2]

Limita de curgere

Rp 0,2Rezistena la rupere la traciune Rm

Oel pentru tevi fara sudura

(de uz general)8183-80OLT 65N

min. 370min. 640

CAPITOLUL 3CALCULUL URUBULUI

3.1. Predimensionarea urubului

Solicitarea principal a urubului este n cazul cricului simplu, compresiunea. ntruct alturi de compresiune exist i solicitarea de rsucire, se va ine seam de existena acesteia, multiplicnd fora din tem ( F=27 [kN] = 27.000 N) cu un coeficient (gamma), ce se alege n funcie de sistemul mecanic proiectat.

Pentru varianta presa cu o coloana, este dat valoarea coeficientului Aleg =1.50

Relaia de predimensionare a urubului , rezult din solicitarea de compresiune i este:

unde Cc este coeficientul de siguran. Aleg Cc = 3

3.2. Alegerea tipului filetului

Pentru dimensionarea filetului urubului sunt necesare:

a) tipul filetului;

b) mrimea filetului;

c) numrul de spire n contact.

a. Alegerea tipului de filet se face inndu-se seam de faptul c sistemul ce urmeaz

a fi proiectat are n componen urub de micare. Se recomand filet trapezoidal i filet ferstru . Aleg filetul trapezoidal ISO, EXTRAS DIN STAS 2114/1-75 , filet trapezoidal, dxp=Tr 20 x 4 , prezentat n figura A3.1 Acesta are o bun rezisten i rigiditate;randamentul cu 4-5% mai mic dect al filetului ptrat; permite eliminarea jocului axial rezultat n urma uzrii prin utilizarea piuliei secionate; poate transmite sarcini mari, variabile, n ambele sensuri.

b. Alegerea diametrului urubului se va face n funcie de:- diametrul calculat (se va alege o valoare mai mare dect valoarea calculat)

- se va alege o valoare standardizat din irul 1 - pasul filetului se alege din valorile indicate n dreptul diametrului nominal, preferndu-se valorile ncadrate ntre bare verticale (adic valorile mijlocii care pot asigura att autofrnare, ct i o suprafa suficient de contact a filetului).Diametrul nominal al filetului, dPasul

PDiametrul nominal mediu

Diametrul nominal exterior al filetului interior

Diametrul nominal interior

al filetului exterior,

al filetului interior,

irul 1irul 2

32

29332526

D=20 p=4 d2=D2=18000 D4=20,500 d3=15500 D1=160003.3. Verificarea urubului

3.3.1 Verificarea condiiei de autofrnare

Asigurarea autofrnrii apare ca cerin n majoritatea construciilor cu uruburi de micare. La sistemele acionate manual este preferabil ca autofrnarea s se realizeze direct de ctre filet. Pentru sistemele mecanice acionate manual , se prefer ca autofrnarea s fie realizat direct de ctre filet. Condiia de autofrnare este ca unghiul de nclinare a filetului , s fie mai mic dect unghiu de frecare redus . Folosind relatia:

unde: i = 30o

Aleg = 0,15

In urma calculelor efectuate i a rezultatelor obinute, condiia de autofrnare este ndeplinit

3.3.2. Verificarea la flambaj

Suruburile lungi, solicitate la compresiune, sunt in pericol de a flamba.

Dimensiunile filetului, anterior precizate, trebuie sa asigure o siguranta suficienta si fata de flambaj. Adopt varianta dublu articulat LF = L

L = (1,351,45) H

Aleg L = 1,40 200= 280 mm => Lungimea de flambaj LF = 280mm

Coeficientul de zveltee

Se compar cu valoarea limit = 85 In urma calculelor efectuate si a comparrii lui calculat cu rezult :

=85 => flambajul plastic OLC 45 STAS 880-80 MARIMI CARACTERISTICE FLAMBAJULUI

MATRIALUL

a b

M Pa

OLC45

STAS880-80

85

449

1,67

Pentru flambajul elastic fora este dat de relaia :

Eoel = 2,1 105 MPa

Coeficientului de siguran la flambaj

Ff-forta critica de flambaj ce se calculeaza pentru flambajul plastic

Ff=FxA =328,2x188,69=61928,05

3.3.3. Determinarea numrului de spire n contact

Numrul minim de spire necesare a fi n permanen n contact, z, se va determina din condiia de rezisten la uzare. n acionrile cu viteze mici , principalul parametru care determin intensitatea uzrii i implicit durabilitatera, sunt tensiunile de contact (presiunea) ntre spire. n ipoteza repartizrii uniforme a sarcinii pe spire i neglijnd unghiul de nclinare a spirei, numrul de spire necesare rezult din relaia:

Aleg = 20

3.4. Verificarea urubului3.4.1 Verificarea spirei filetuluiSolicitarea la incovoiere:

Solicitarea la forfecare:

Tensiunea echivalenta, pentru ca un calcul acoperitor, se calculeaza cu teoria a III-a de echivalenta:

Cc= 1,5...3

Aleg Cc=3

3.4.2 Verificarea preliminara a portiunii filetate a surubului

=

=

CAPITOLUL 4

CALCULUL PIULITEI4. Dimensionarea piulieiDimensionarea piuliei presupune determinarea diametrului exterior De a diametrului gulerului, Dg i a nlimii hg. Diametrul exterior se determin cu relaia:

=> adopt 37Pentru materialul piuliei am ales fonta FCX 250

De = De + 2t unde t = 1....2 Aleg t = 1De = 37+2x1 = 39 mm

Aleg Dg = 45 mm

unde t = 1...2 Aleg t = 1Dg = (1.3...1.5)De=1.4*37=51.8 mm4.1 Calculul nlimii piuliei

Calculul nlimii piuliei se realizeaz cu ajutorul relaiei:

Hp = zp

unde : z numrul de spire;

p pasul; ales unde = (11,5)p => =1.54 =6

Hp = 7X4+6=34 mm

hG = (0,20,25)Hp

hG = 0,224 = 4.86, Verificarea corpului filetului

Calculul solicitarilor la rasucire

Determinarea construciei capului urubuluiDc = aprox. 1,5d =1.5x20= 30 mm

Hc = (1,211,5) DcAleg Hc = 1,5 Dc = 1,5x30 = 45 mm

4.3. Proiectarea sistemului de blocare la piuli Asigurarea piuliei n corpul cricului se realizeaz cu un stift filetat cu cep. Pentru a ti dac este necesar utilizarea acestui tift se calculeaz momentul de frecare dintre piuli i corp folosind relaia:

unde: = (0,080,1). Aleg

Mt1 = 55475.9 N/mm > MfMt1 > Mf este necesar sistem de blocare conform tabelului 4.1

Tabelul 4.1.Filet

tnC1D4C3rl

nominalabaterinominalabateri

M103,01,62,270

-0,2205,5

7+0,450

00,51245

Aleg l = 20Dac M f > M12 se alege tift filetat cu cep M10

Verificarea tiftului ales se face cu ajutorul relaiei:

MPa

Aleg

= 100 MPa

63.3 < 100

CAPITOLUL 5PROIECTAREA CORPULUI PRESA CU O COLOANA

Corpul presei se execut din font Fmp 600.

5.1. Calculul sistemului de acionare

Sistemul de acionare cel mai simplu poate fi:

cu tij sau prghie simpl;

cu o cheie simpl.

Acest sistem de acionare va trebui sa nving momentul total .

M1-2 = 55475,9 N/mmQ = (300500)NAleg Q = 400 N Mf = 13209,6 N/mm

Calculul diametrului prghiei

Pentru calcul se folosete relaia:

14,28 15Prghia se confecioneaz dintr-un oel obinuit OLT 60

Alegerea si calculul opritoruluiOpritorul este de form cilindric cu diametrul (dopritor) dop = d + (610)mm. Aleg d = 8 mmd = 32 +8 = 40

Aleg hopritor = 5mmOpritorul v-a fi montat n urub prin intermediul unui urub standardizat. Forma urubului poate fi urub cu cap hexagonal sau cu cap necat (crestat) Aleg M6; l = 855 Elementele cupei

Cupa se sprijin pe capul urubului

Aleg t = 2

Grosimea peretelui cupei 810

CAPITOLUL 77.1.Randamentul urub piuli se calculeaza cu relaia:

7.2. Calculul randamentului sistemului

Unde = M12 + Mf

PAGE 6

_1355985123.unknown

_1355987197.unknown

_1355997621.unknown

_1355998950.unknown

_1355999442.unknown

_1355999868.unknown

_1356364184.unknown

_1355999805.unknown

_1355999004.unknown

_1355998294.unknown

_1355998935.unknown

_1355997650.unknown

_1355998287.unknown

_1355988234.unknown

_1355988340.unknown

_1355988961.unknown

_1355989224.unknown

_1355988402.unknown

_1355988266.unknown

_1355987519.unknown

_1355987578.unknown

_1355987210.unknown

_1355986574.unknown

_1355986650.unknown

_1355987172.unknown

_1355986908.unknown

_1355986610.unknown

_1355986074.unknown

_1355986533.unknown

_1355986266.unknown

_1355985912.unknown

_1355981708.unknown

_1355982806.unknown

_1355982894.unknown

_1355983185.unknown

_1355984770.unknown

_1355982834.unknown

_1355982525.unknown

_1355982611.unknown

_1355981735.unknown

_1353409404.unknown

_1354126947.unknown

_1354127614.unknown

_1354136353.unknown

_1354136385.unknown

_1354136729.unknown

_1354129543.unknown

_1354127057.unknown

_1354127157.unknown

_1354127014.unknown

_1354125953.unknown

_1354126299.unknown

_1354126919.unknown

_1353414417.unknown

_1353416583.unknown

_1353417277.unknown

_1353415530.unknown

_1353409515.unknown

_1350739645.unknown

_1352722543.unknown

_1353408017.unknown

_1352629378.unknown

_1352631510.unknown

_1352634991.unknown

_1352630145.unknown

_1352549736.unknown

_1352629137.unknown

_1350662212.unknown

_1350674023.unknown

_1350679522.unknown

_1350680887.unknown

_1350674055.unknown

_1350669789.unknown

_1350101614.unknown