cric cu piulita rotitoare
DESCRIPTION
proiect organe de masini 1TRANSCRIPT
Cric cu Piulita Rotitoare
PAGE 2
UNIVERSITATEA TEHNICA CLUJ-NAPOCACENTRU UNIVERSITAR NORD BAIA MAREFACULTATEA DE INGINERIE SPECIALIZAREA ECHIPAMENTE PENTRU PROCESE INDUSTRIALE
PROIECT DE SEMESTRU
ORGANE DE MASINICRIC CU PIULI ROTITOARENDRUMTOR DE PROIECT STUDENT:.l. dr. Alexandrescu Ioan MariusOpri Valentin
TEMA DE PROIECTS se proiecteze un cric cu piuli rotitoare.Date de intrare:
Sarcina maxim de ridicatQ: 10000 NCursa h=100 mm
Proiectul va cuprinde:
A. MEMORIU DE CALCUL 1.Determinarea sarcinilor care incarca elementele mecanismului si a reactiunilor din cuple
(inclusiv diagamele de distributie a fortelor si momentele pe elementele mecanismului)
2. Calculul surubului (suruburilor) de miscare
3. Calculul piulitei (piulitelor)
4. calculul corpului (dimensiunile corpului se adopti constructiv)
5. Calculul mecanismului de actionare
6. Calculul cupei
7. Calculul randamentului
8. Memoriu justificativ cu privire la alegerea materialului, a semifabricatelor si a solutiilor constructive pentru principalele piese din componenta mecanismului (surub, piulita, corp etc.)
9. Norme de tehnica securitatii muncii
B. DESENE- Desenul de ansamblu al mecanismului surub piulita- Desen de execuie al unui surub- Desen de execuie al unei piulite
NDRUMTOR DE PROIECT
.l. dr. Alexandrescu Ioan Marius
CUPRINS(MEMORIU DE CALCUL41. STABILIREA SARCINILOR CARE NCARC ELEMENTELE CRICULUI
52. CALCULUL URUBULUI PRINCIPAL
52.1. Alegerea materialului
52.2. Calculul de predimensionare
72.3. Verificarea condiiei de autofrnare
72.4. Verificarea la solicitri compuse
3. CALCULUL PIULIEI ROTITOARE83.1. Alegerea materialului83.2. Calculul numrului de spire83.3. Verificarea spirei83.4. Alegerea dimensiunilor piuliei93.5. Verificarea piuliei la solicitri compuse104. CALCULUL CORPULUI11125. CALCULUL CUPEI
6. CALCULUL MECANISMULUI DE ACIONARE13136.1. Calculul lungimii manivelei
7. CALCULUL RANDAMENTULUI148. MEMORIU JUSTIFICATIV CU PRIVIRE LA ALEGEREA MATERIALELOR, SEMIFABRICATELOR I A SOLUIILOR CONSTRUCTIVE PENTRU PRINCIPALELE PIESE DIN COMPONENA MECANISMULUI159. NORME DE TEHNICA SECURITII MUNCII16BIBLIOGRAFIE17
MEMORIU DE PREZENTARE
Filetul, ataat piesei cuprinztoare i celei cuprinse, prin geometria sa caracteristic, permite cuplei elicoidale dou micri simultane - rotaie i translaie - ntre care exist o strict relaie cinematic: la o rotaie complet, deplasarea axial este egal cu mrimea pasului filetului. Dac la asamblrile filetate aceast caracteristic este legat de montajul asamblrii, la transmisiile mecanice de tip urub-piuli ea definete o lege de micare.
Datorit simplitii constructive, mecanismele urub-piuli au fost adesea folosite n condiiile n care n lanul cinematic se impunea transformarea micrii de rotaie ntr-o micare de translaie, cu caracteristici cinematice legate strict de cele ale elementului conductor. Transmiterea sarcinilor mari, n condiiile realizrii tehnologice relativ simple a elementelor componente, cu respectarea condiiei de autofrnare, sunt alte atuuri pentru utilizarea acestor mecanisme. Randamentul mic al cuplei elicoidale impune folosirea cu precdere a acestei cuple la mecanisme acionate manual.Mecanismele de ridicat (cricurile) au n componena lor cuple elicoidale de tip urub-piuli. Formele constructive ale cricurilor depind att de modul de ridicare a sarcinii ct i de modul de acionare a acestora.
Variante constructive
Prima variant de cric aleas este cricul cu piuli rotitoare are urmtoarele particulariti: corpul cricului este sudat i alctuit din trei piese care pot fi obinute prin semifabricate laminate, manivela cricului este cu clichet orizontal, corpul manivelei putndu-se realiza prin forjare sau turnare. Piulia rotitoare este centrat n corpul cricului prin intermediul rulmentului, care are ca dezavantaj creterea gabaritului radial al piuliei.
A doua varianta este cricul cu piuli rotitoare, la care corpul este de construcie turnat i la care roata de clichet este corp comun cu piulia. Cricul se acioneaz prin intermediul unei manivele cu clichet orizontal, care, pentru a putea fi montat, este executat cu dou pri mbinate prin intermediul unor uruburi centrate cu ajutorul unor tifturi. ntre extremitile libere ale pieselor care formeaz manivela este introdus o plcu de distanare.
La varianta a treia corpul cricului se obine prin turnare iar piulia i roata de acionare a mecanismului cu clichet sunt corp comun. Avnd n vedere c la acest tip de mecanisme se prefer ca realizarea piuliei s se fac dintr-un material inferior calitativ fa de cel al urubului, nlocuirea piuliei pentru aceast variant constructiv ar presupune cheltuieli prea mari i nejustificate. Cricul se acioneaz prin intermediul unei manivele cu clichet orizontal, care pentru a putea fi montat, este executat din dou pri mbinate cu uruburi i centrate cu ajutorul a dou tifturi. Intre extremitile libere ale pieselor, care formeaz manivela este introdus o plcu de distanare.Toate variantele constructive prezint avantaje i dezavantaje, motiv pentru care am decis s aleg din primele dou variante elementele potrivite n vederea realizrii unei soluii constructive optime.1. STABILIREA SARCINILOR CARE NCARC ELEMENTELE CRICULUIn cazul cricului cu piuli rotitoare, piulia execut o micare de rotaie iar urubul o micare de translaie. n figura 1 sunt prezentate diagramele de for i de moment care apar la lucrul sub sarcin al cricului.
Figura 1. Diagrama de eforturi pentru cricul cu piuli rotitoare2. CALCULUL URUBULUI PRINCIPAL
2.1. Alegerea materialului
urubul se realizeaz din OL 50 STAS 500/2, care are urmtoarele caracteristici mecanice:
Limita de curgere: c = 280 N/mm2
Rezistena la rupere la traciune: r = 490-610 N/mm2;
Se alege acest oel deoarece limita de curgere este suficient de mare pentru ca urubul s reziste la solicitrile care apar n exploatare. 2.2. Calculul de predimensionare
Predimensionarea filetului se face din condiia de rezisten a corpului urubului la solicitarea compus.
Predimensionarea la solicitare compus se face la:
Compresiune, pe baza unei fore de calcul Fc= (F, unde F este fora care acioneaz asupra urubului, iar ( (( >1) este un factor de majorare a forei F. (=(1,1 1,15) ine cont de solicitarea de rsucire.
Se alege (=1,15 pentru a se realiza un calcul acoperitor.
Rsucire:
, unde: ,
d1 diametrul interior al filetului urubului;
(a tensiunea admisibil la compresiunepentru F< 20kN;
Pentru predimensionarea urubului de micare valoarea coeficientului de siguran (Cc) poate fi mare pentru a se asigura i sigurana fa de flambaj, ca i pentru a obine un numr rezonabil de spire n contact.
(c =280 pentru mm.
Se alege Cc = 3, valoare intermediar a domeniului recomandat.
Fc = 1,15 ( 10000 = 11500 N
(a = 280/3 = 93,3 N/mm2.
mm. ( d1STAS=18,5 mm
Se alege un filet trapezoidal deoarece are o bun rezisten i rigiditate la un randament suficient de bun (cu circa 4(5% mai mic dect al filetului ptrat, care are cel mai bun randament). Acest tip de filet permite eliminarea jocului axial rezultat n urma uzrii i poate fi obinut la un pre mic.
Filetul trapezoidal ales are urmtoarele date: TR 24x5 conforma stas SR ISO 2904.
( diametrul nominal interior al filetului: d1=18,5mm;
( diametrul nominal mediu: d2=21,5mm;
( diametrul nominal exterior al filetului: d=24mm;
( pasul filetului: P=5mm;
[mm]dd1d2PaczD1D4R1R2
2418,521,550,2511924,50,1250,25
Figura 2. Diagrama de eforturi pentru cricul cu piuli rotitoareH1 = 0,5 p = 0,5(5=2,5 mm;d2=D2=d-0,5P=24-0,5(4=21,5ac = 0,25 mm;ac jocul la fundul filetului
H4 = h3 = H1 + ac = 2,75 mm;D1 = d ( P = 24-5=19 mm;
z = 0,25(P=H1/2= 1,25 mmD4 = d + 2 ac = 24+2(0,25=24,5 mm;
R1 max = 0,5ac = 0,125 mm;( = 30o.
R2 max = ac = 0,25 mm;
2.3. Verificarea condiiei de autofrnare
Aceast verificare este necesar pentru mpiedicarea deurubrii asamblrii filetate.
Filetele asigur autofrnarea atunci cnd unghiul de nclinare al spirei filetului (2) este mai mic dect unghiul de frecare redus ( ):
2( (, unde: ; , n care:
( ( unghiul filetului profilului;
( ( coeficientul de frecare ce depinde de cuplul de materiale, de calitatea i starea de ungere a suprafeelor.
n cazul de fa cuplul de materiale este oel ( oel, pentru care (=0,11(0,12. Se alege ( = 0,11 pentru c este cazul cel mai dezavantajos, adic pentru un calcul acoperitor.
( 2 < (, adic este ndeplinit condiia de autofrnare.
2.4. Verificarea la solicitri compuse
Momentul de torsiune care solicit urubul
Mt=0,5Mn
Tensiunea efectiv de compresiune c
Tensiunea efectiv de torsiune
Tensiunea echivalent
Din calcule rezult c, cricul rezult la solicitri compuse.3. CALCULUL PIULIEI ROTITOARE
3.1. Alegerea materialului
OL 37 STAS 500/23.2. Calculul numrului de spire
Numrul de spire necesare a fi n permanen n contact (z) se va determina din condiie de rezisten la uzur.
n acionrile cu viteze mici, principalul parametru care determin intensitatea uzrii i implicit durabilitatea este tensiunea de contact (presiunea) dintre spire. n ipoteza repartizrii uniforme a sarcinii pe spire i neglijnd unghiul de nclinare a spirei, numrul de spire necesare rezult din relaia:
- presiunea admisibil la strivire oel/oel
3.3. Verificarea spirei
Verificarea la ncovoiere
Pentru acest calcul, se considera spira ca o grind ncastrat, cu sarcina n consola (fig.5). Sarcina F/z este rezultanta presiunilor de contact i se consider concentrat la raza d2/2, iar seciunea periculoas este seciunea de ncastrare a spirei pe tija urubului sau n corpul piuliei (suprafaa lateral a unui cilindru); prin desfurarea cilindrului corespunztor diametrului de ncastrare a spirei, se obine un dreptunghi (fig.6).
tensiunea admisibil la ncovoiere
pentru oel
spirele piuliei rezist la ncovoiereVerificarea la forfecare
Tensiunea de forfecare, pentru spira filetului piuliei, se determin cu relaia:
= 5060 MPa
spirele piuliei rezist la ncovoiere3.4. Alegerea dimensiunilor piuliei
Diametrul exterior al piuliei De, mm; De=Drul + (13) mm
Se alege un rulment axial cu bile cu simplu efect, respectnd simultan condiiile:
drul >d=24 mm (diametrul exterior al urubului) i
C0a=29 kN >F=10 kN , unde C0a este capacitatea de ncrcare static a rulmentului, iar
F este ncrcarea. drul= 25
Rulment 51105 STAS 3921 cu urmtoarele caracteristici tehnice (Fig. 7 i 8) :
[mm]dDHd1D1du minDu maxCoa, kN
2542114226353229
Momentul de frecare n rulment
Dimensionarea urubului
Se alege urub cu cap hexagonal mic i cep cilindric care mpiedic deplasarea axial a piuliei.
urub B-M8x18 STAS 5259 grupa 8.8 cu urmtoarele caracteristici tehnice [mm] (fig.9)
Filet (d)SDkad4c3
M81213,255,53,5465
Pentru a asigura urubul se folosete o aib Grower:
aib SR 7666/2 N8
Diametrul interior al canalului necesar pentru urubul cu cep care mpiedic deplasarea axial a piuliei dci, mm.
Lungimea constructiv a piuliei Hpc, se alege constructiv (se msoar pe desen)
3.5. Verificarea piuliei la solicitri compuse
Tensiunea efectiv de compresiune c
Tensiunea efectiv de torsiune
Tensiunea echivalent
4. CALCULUL CORPULUI
Alegerea dimensiunilor corpului (Figura 10)
(v. pct. 3.4)
Verificarea corpului la compresiune ,
;
, corpul rezist la compresiune
Verificarea suprafeei de sprijin la strivire ,
suprafaa rezist la strivire
Verificarea la strivirea dintre tiftul care ghideaz urubul n corp i
canalul executat n corp
EMBED Equation.3
alegem
5. CALCULUL CUPEI
Alegerea tiftului care solidarizeaz cupa cu urub
Pentru a permite montarea cricului, respectiv demontarea uoar a acestuia cupa se va monta prin intermediul unui tift care nu va avea alt rol dect de siguran pentru fixarea cupei pe urub, pentru c efortul va fi suportat de captul urubului care este fixat pe suprafaa interioar a cupei.
(d1 diametrul interior al filetului urubului)
Se alege tift cilindric
innd seama de dimensiunile cupei i de diametrul necesar se va alege din STAS 1599/OLC 45 un tift cilindric cu forma B cu diametrul de 4 mm i o lungime de l = 35 mm din OL 45 care se noteaz: tift cilindric B 4x35 STAS 1599/OLC 45.
Verificarea tiftului la forfecare i strivire , n N/mm2Forfecare
Strivire tift cup
Strivire tift capul urubului
Verificarea suprafeei de sprijin a cupei pe capul urubului la strivire
Verificarea seciunii micorate a capului urubului la torsiune ,
6. CALCULUL MECANISMULUI DE ACIONARE
6.2. Calculul lungimii manivelei
Momentul ncovoietor total Mit
Fora cu care acioneaz un muncitor Fm
Lungimea de calcul a manivelei Lc
n= 1 muncitork=1;
Lungimea manivelei L
l0 lungimea suplimentar pentru prinderea cu mna a manivelei
l0 lungimea suplimentar pentru prinderea cu mna a manivelei7. CALCULUL RANDAMENTULUI
8. MEMORIU JUSTIFICATIV CU PRIVIRE LA ALEGEREA MATERIALELOR, SEMIFABRICATELOR I A SOLUIILOR CONSTRUCTIVE PENTRU PRINCIPALELE PIESE DIN COMPONENA MECANISMULUICricul este un mecanism utilizat pentru ridicarea diverselor sarcini, n special pentru intervenii i reparaii auto, care are n componena sa un mecanism urub piuli.
Avnd n vedere c sarcina de ridicat este aplicat static pentru mecanismul urub piuli se alege filet trapezoidal care dei are un randament mai sczut dect cel ptrat, prezint o rigiditate mai bun i asigur n acelai timp o bun centrare a piuliei pe urub. De asemenea acest tip de filet permite transmiterea sarcinii n ambele sensuri i prezint avantajul c poate fi executat i prin frezare cu productivitate ridicat. Filetele trapezoidale se pot obine prin foarte multe metode, cele mai simple i mai puin costisitoare sunt: strunjirea i frezarea care au o productivitate foarte mare. Strunjirea este o metod de baz n executarea filetelor interioare i exterioare de precizie normal i ridicat. Frezarea filetelor se remarc printr-o productivitate ridicat, putndu-se prelucra att filete exterioare ct i interioare. Se execut pe maini de frezat cu freze disc profilate i se recomand o producie de serie pentru acest procedeu de obinere a filetelor. n urma proceselor de frezare rezult o rugozitate Ra=1,6..3,2 suficient pentru angrenajul urub-piuli.
La alegerea materialelor s-a inut seama de faptul c acionarea se face manual iar cricul are un timp relativ redus de funcionare dar i de faptul c mecanismul urub piuli este cea mai solicitat component a cricului. Din aceste motive s-a optat pentru confecionarea mecanismului urub piuli si a majoritii pieselor componente din oel laminat marca OL50 STAS 500/2 80. Otelul OL50 permite o bun prelucrare prin achiere i nu mai este necesar a se elabora tratamente termice pentru a-i mbuntii proprietile mecanice.
Pentru a asigura siguran fa de gripare nu se recomand utilizarea oelului pentru construcia piulielor uruburilor n micare, totui n acionri rare, n condiiile unor presiuni mici pe spire, se poate folosi i oelul. Oelul ca material pentru piuli, poate fi impus i de solicitrile mari din corpul acesteia. Un exemplu n acest sens este piuli cricului auto (Dacia)Pentru placa de baza a cricului s-a optat pentru alegerea mrcii de otel turnat OL37 STAS 600 80 deoarece aceasta nu mai necesit prelucrri ulterioare prin achiere. Pentru arcul mecanismului de acionare a-a alea oel de arc marca OLC55A, oel care confer arcului proprietii medii.
La alegerea materialelor s-a avut n vedere i costul materialelor alese urmrindu-se obinerea unor produse de calitate superioar la un cost de fabricaie ct mai redus.
Prin folosirea unui tift fixat att n partea inferioar a urubului ct i ntr-un canal din corpul cricului acesta va mpiedeca rotirea urubului, oprirea acestuia la atingerea valorii maxime i va realiza i o ghidare a urubului, pentru ca aceasta s nu fie realizat numai de piuli ntre elementul de ghidare i corpul cricului avnd alezaj cu joc.
Cupa va fi fixat n partea superioar a urubului printr-un alezaj cu joc sprijinindu-se pe captul urubului i fiind fixat de acesta printr-un tift.9. Sanatate i securitate n munca (SSM) Cricul cu piuli rotitoare se nscrie n categoria mecanismelor de ridicat, din care cauz trebuiesc asigurate o serie de instruciuni i masuri de prevenire i evitare a accidentelor de munc.
Ca orice mecanism de ridicare cricul cu piuli rotitoare trebuie s asigure condiia de autofrnare adic atunci cnd se nceteaz acionarea cricul sa nu coboare sub aciunea sarcinii de ridicat. Condiia de autofrnare este asigurat de mecanismul urub piuli.
Utilizatorii acestui mecanism de ridicare vor fi instruii asupra modului de lucru corect. Se recomand:
Trebuie s se aib n vedere montarea corect a cricului. Montarea incorect a cricului poate duce la distrugerea acesteia sau la accidentarea utilizatorului;
O atenie deosebit trebuie acordat la poziionarea cricului sub sarcina de ridicat. Cricul tot timpul trebuie s fie poziionat perpendicular pe suprafaa de sprijin, n nici un caz nclinat. Neatenia acordat acesteia poate provoca accidente foarte grave.
Cricul se va folosi numai pentru acionare manual;
Nu se vor ridica sarcini mai mari de 20 kN. n acest sens se va marca la loc vizibil sarcina maxim de ridicare;
Sarcina de ridicat nu trebuie s permit deplasarea n plan orizontal pentru a evita rsturnarea cricului.
Nu se va aeza cricul direct pe sol deoarece nu se cunoate rezistena acestuia. n acest sens se va introduce sub cric o plac dintr-un material suficient de tare i care sa nu permit alunecarea cricului n plan orizontal;
Verificarea strii tehnice de bun funcionare a cricului nainte de utilizare;
Depozitarea cricului se va face astfel nct s fie evitat deformarea subansamblelor i n locuri uscate pentru a nu favoriza oxidarea mecanismului urub piuli ceea ce va ngreuna acionarea cricului prin apariia unor forte de frecare suplimentare;
Se vor verifica periodic:
Cupa sa fie bine fixat in suport;
Mecanismul urub piuli s nu prezinte uzur avansat i s fie in permanen gresat pentru a reduce forele de frecare i uzur imatur;
Se verific dac nu exist fisuri ale diferitelor subansamble; Dac se au n vedere aceste condiii, i dac se lucreaz cu atenie cu cricul respectiv, acesta ne poate uura mult condiiile de lucru.
BIBLIOGRAFIE
1. Curs de organe de maini
2. Desen tehnic industrial
3. http://facultate.regielive.ro/cursuri.html
4. Jula, A. , Chiu E., Moldovan Gh., Velicu D. Svescu D., Mogan Gh., Velicu R., Eftimie E., Pozna Cl., Oprean D., Late M., Mecanisme urub piuli. ndrumtor de proiectare, Editura Lux Libris, 2000
CupaurubPiulia rotitoareCorp F Mt F Mt F Mt F Mt
Mm
0,5Mn
Mt
F
Mf
F
Mn
0,5Mn
0,5Mn
c
Figura 10.
Figura 9.
0,5Mn
m
F
L
F
F
Filet exterior
D1
D2 ,d2
H4
D4
Filet interior
EMBED Equation.3
P
R2
d (diametrul nominal)
z
d2
h1
d1
R2
R1
H1
ac
dci
ac
d
dci
Figura 7.
Figura 8.
Figura 6.
h
d1
F/z
Figura 5.
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
d
h
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
Mm =Mins +Mf
Figura 4.
D1
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
d
EMBED Equation.3
_1362491901.unknown
_1366533051.unknown
_1366533222.unknown
_1366533253.unknown
_1366533398.unknown
_1366533433.unknown
_1366533454.unknown
_1366533456.unknown
_1431442524.unknown
_1366533437.unknown
_1366533418.unknown
_1366533424.unknown
_1366533412.unknown
_1366533273.unknown
_1366533275.unknown
_1366533263.unknown
_1366533257.unknown
_1366533232.unknown
_1366533244.unknown
_1366533227.unknown
_1366533102.unknown
_1366533164.unknown
_1366533216.unknown
_1366533147.unknown
_1366533065.unknown
_1366533092.unknown
_1366533056.unknown
_1363868118.unknown
_1363887456.unknown
_1364323791.unknown
_1364324520.unknown
_1366532943.unknown
_1364324488.unknown
_1364028851.unknown
_1363887773.unknown
_1363887332.unknown
_1363887390.unknown
_1363887374.unknown
_1363868201.unknown
_1362501086.unknown
_1362609983.unknown
_1363457973.unknown
_1363868113.unknown
_1363457548.unknown
_1362610888.unknown
_1362609811.unknown
_1362609937.unknown
_1362609764.unknown
_1362609770.unknown
_1362501119.unknown
_1362498459.unknown
_1362499751.unknown
_1362501043.unknown
_1362499018.unknown
_1362498024.unknown
_1362422729.unknown
_1362424022.unknown
_1362424232.unknown
_1362424638.unknown
_1362424792.unknown
_1362425526.unknown
_1362427536.unknown
_1362425637.unknown
_1362425287.unknown
_1362424688.unknown
_1362424601.unknown
_1362424615.unknown
_1362424361.unknown
_1362424119.unknown
_1362424134.unknown
_1362424141.unknown
_1362424126.unknown
_1362424090.unknown
_1362424105.unknown
_1362424050.unknown
_1362423600.unknown
_1362423882.unknown
_1362423993.unknown
_1362423786.unknown
_1362423203.unknown
_1362423533.unknown
_1362423183.unknown
_1361972135.unknown
_1362006151.unknown
_1362157435.unknown
_1362165496.unknown
_1362174225.unknown
_1362420590.unknown
_1362422714.unknown
_1362174316.unknown
_1362166003.unknown
_1362171337.unknown
_1362170368.unknown
_1362165969.unknown
_1362157991.unknown
_1362158199.unknown
_1362157445.unknown
_1362156633.unknown
_1362156674.unknown
_1362102004.unknown
_1361986869.unknown
_1361987266.unknown
_1362003144.unknown
_1361987162.unknown
_1361986364.unknown
_1361986447.unknown
_1361980029.unknown
_1361744573.unknown
_1361971466.unknown
_1361971658.unknown
_1361972120.unknown
_1361971472.unknown
_1361896987.unknown
_1361956525.unknown
_1361965656.unknown
_1361956321.unknown
_1361822037.unknown
_1061887837.unknown
_1361739779.unknown
_1061882232.unknown