PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARECRIC CU PIULITA ROTITOARE1.MECANISME SURUB-PIULITA. MATERIALE1.SURUBURI DE MISCARECaracteristici geometrice 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).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) profilele cu joc la fundul filetului (ac) si cu joc pe flancuri (s/2). Unghiul profilului filetului este = 300.1GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOAREFig.Bo 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 , unde s este abaterea superioara pentru filetul exterior.o Avantaje - rezistenta si rigiditate a spirei mai mari decat ale filetului patrat - asigura o centare buna a piulitei 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.o Dezavantaje Randamentul transmisiei surub-piulita cu filet trapezoidal este mai mic dacat al filetului patrat.o Recomandari de utilizare Pentru mecanismele surub-piulita care transmit sarcini mari, in ambele sensuri [ 18, 19, 25, 26 ]o Combinatiile posibile diametre nominale pasi Sunt prezentate in SR ISO2902 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.o Notare2GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE - 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. PentrupiulitelefixesefolosesccuprecaderealiajeledetipCu-Snsaufontecenusii. 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.Insituatiaincarepiuliteleauformespecialeprezintabolturi, lacricul cupiulitarotitoare 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, respectivinconstructiesudata, elementelecomponenteceurmeazaafi sudatefiindexecutatedin oteluri deuzgeneral pentruconstructii. Alegereavariantei constructiveturnatasausudatase 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 mecanice6. 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.3GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE1. 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 rotitoareSchemastructuralasisarcinilecareincarca elementelecriculuicu surub si piulitarotitoare sun prezentate in figura de mai jos. Principalele elemente ale acestui cric sunt: cupa 1, surubul de miscare 2, piulitarotitoare3, corpul4simecanismul deactionare5,princareseintervineasuprapiulitei 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, intimpul functionarii, caogrindaincastrata laambele capete, solicitata la torsiune. Daca secunoastemomentul deinsurubareMins, dincuplaelicoidala surub-piulita, din achilibrul surubului, rezulta incarcarea la torsiune in sens invers a portiunilor de surub dintre piulita si cupa, respectivdintrepiulitasi corp. Fiecaredinacesteportiuni vor fi incarcatecumomentede 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.2. METODOLOGIA DE PROIECTARE A CRICULUI CU PIULITA ROTITOARE1. STABILIREA SARCINILOR CARE INCARCA ELEMENTELE CRICULUI4GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE2. CALCULUL SURUBULUI PRINCIPALo2.1 ALEGEREA MATERIALULUISe recomanda : OLC 45 2.2 CALCULUL DE PREDIMENSIONARESarcina de calcul Qc , NQc =N Q 24528 21900 12 , 1 calculat functie de 12 . 1 Q=24528 NDiametrul interior al filetului d3, mm calcul functie de60 ac81 , 226024528 4 43 acQcd mmAlegerea filetului standardizat:Se alege filet trapezoidal standardizat, cu pas normal Tr 30 6 Adopt d=30mm, P=6, D1=24mm, d2=D2=27mm, D4=31mm, d3=23mm. D, D4= diametrul exterior al profilului de baz, respectiv al filetului piulieid= diamtrul exterior al filetului urubului (diametrul nominal)5GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1Diametrul nominaldPasulPDiametrul mediud2 = D2Diametrul exterior D4Diametrul interiorirul 1 irul 2 d3D130 6 27,000 31,000 23,000 24,000PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARED2= diamtrul mediu al filetului piulieid2= diamtrul mediu al filetului urubului (d2= D2)D1= diamtrul interior al filetului piulieid1, d3= diamtrul interior al filetului urubului 2.3 VERIFICAREA CONDITIEI DE FRANAREUnghiul de inclinare al spirei filetului 2, gradeoarctgdParctg 04 , 427 14 , 3622Unghiul aparent de frecare ,, grade5 , 6230cos11 . 02cos' arctg arctg0Conditia de autofranare 2 < , este ndeplinit 2.4 VERIFICAREA LA SOLICITARI COMPUSEMomentul de torsiune care solicita surubul Mt,Nmm + f ins tM M M 5 , 00,5*09 , 61610+2628 =33433,045Nmm( ) ( ) 09 , 61610 04 , 4 5 , 6227245282'22 + + tg tgdQinsM NmmNmmdQ Mrulrul f262823021900 008 , 02 Tensiunea efectiva de compresiune c ,MPaMin 71 , 522321900 4 42 23 dQc MPaTensiunea efectiva de torsiune t ,MPa99 , 132333433,045 16...163 33 dMtt MPaTensiunea echivalenta e ,MPaac t c e + + 67 , 59 99 , 13 4 71 , 52 42 2 2 2a =67 , 59 MPa2.5 VERIFICAREA LA FLAMBAJCoeficientul de zveltee, 6GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOAREminiIf =43 , 3075 , 5350 5 , 0350 40 310155 310 5 , 0 + + m H ll K IfK=0,5

75 , 575 , 54234 4 /64 /min32343 minmin idddAIi=30,43Domeniul de flambaj55 > 30d-diametrul exterior al surubului;Q Ca >0 48>21,9Drul=d1=52; drul=d= 30; H=16; D=52; D1=32Coa=48; dumin=43 ; Dumax=39Moment de frecare in rulmentNmmdQ Mrulrul f262823021900 008 , 02 rul0,008Alegerea surubului cu cap hexagonal mic si cep cilindric care impiedica deplasarea axiala a piuliteiFilet 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, MPamm mm c D de ci43 2 10 55 2 23 c3 = 5mm Hpc = H1+inaltimea conturului hexagonal pentru mecanismul cu clichet(aprox.15mm)( ) mm De44 55 8 , 0 9 , 0 ... 8 , 0 H1 3.5 VERIFICAREAPIULITEILASOLICITARIAXIALE Tensiunea efectiva de compresiune c ,MPa( ) ( )4 , 3131 4321900 4 42 2 242 D dQcic MPa Tensiunea efectiva de torsiune t ,MPa8GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE( ) ( )MPaD ddMciciinst7 , 231 4343 1609 , 61610 5 , 0165 , 04 4 444 Tensiunea echivalenta e ,MPaac t i eMPa + + 41 , 28 7 , 2 4 9 , 27 42 2 2 280MPa 60 =ac4.CALCULUL CORPULUIAlegerea dimensiunilor corpului, in mmmm D Du ci39 ( ) mm mm D Dci ce58 19 39 20 ... 16 + + ( ) mm mm D De ee72 17 55 20 ... 16 + + mm H H He60 16 441 + + ( ) mm D Dce bi140 2 , 139 58 4 , 2 5 , 2 ... 2 ( ) mm mm D Dbi be180 40 140 50 ... 30 + + Verificarea corpului la compresiune c ,MPa( ) ( )acbi cecD DQ 12 , 1539 5821900 4 42 2 2 2a 80...100MP acVerificarea suprafetei de sprijin la strivire s ,MPa( ) ( )asbi besD DQ 17 , 2140 18021900 4 42 2 2 22,5MPa 2 asVerificarea la strivirea dintre stiftul care ghideaza surubul in corp si canalul executat in corp s ,Mpa( )ascisb D ab + ...33433,045f ins tM M M + 5 , 0=33433,045Nmm( ) 12 7 , 11 39 3 , 0 35 , 0 ... 25 , 01 ciD dmm6 5 , 01 d gmm185 , 0 d a =10,2mm9GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE4mm b aleg 4 ... 2 bas =40...60MPa5. CALCULUL CUPEIAlegerea stiftului care solidarizeaza cupa de surub( )c sd d 3 , 0 ... 2 , 0 =6,75mm(adopt 7mm)( ) mm mm d dc17 6 23 8 ... 63 d3 diametrul interior al filetului surubuliSe alege un stift standardizat cilindric sau conic in domeniul de valori determinat pentru dsVerificarea stiftului la forfecare f si strivire s, in Mpa Forfecareafs ctfd dM 1 , 517 1733433,045 4 42 233433,045 tMNmmaf = 65...80MPa Strivire stift - cupa( ) ( )asc c stsd D dM 56 , 6617 24 733433,045 4 42 2 2 2( ) 24 17 4 , 1 6 , 1 ... 4 , 1 c cd D Strivire stift capul surubuluiasc stsd dM 12 , 10217 7045 , 34433 6 62 2as =100120MPaVerificarea suprafetei de sprijin a cupei pe capul surubului la strivire s, MPa( ) ( )ascsd dQ 18 , 11617 2321900 4 42 2 2 23as =100120MPaVerificarea sectiunii micsorate a capului surubului la torsiune t, MPa10GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOAREatcscttdddM

,_

,_

68 , 601771 17045 , 34433 1611633af = 5060 MPa6. CALCULUL RANDAMENTULUI( )% 36 359 , 0008 , 0273004 , 4 5 , 604 , 4'222 +

,_

++ +o otgotgddtgtgrulrul 4. METODOLOGIA DE PROIECTARE A MECANISMULUI DE ACTIONARE CU CLICHET ORIZONTAL1.SCHITA MECANISMULUI11GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE 2. CALCULUL LUNGIMII MANIVELEIMomentul incovoietor total Mit, NmmMit = Mm = Mf + Mins =2628 +09 , 61610=64238,09NmmForta cu care actioneaza un muncitor Fm,NFm=150300 Nadopt Fm=250NLungimea de calcul a manivelei Lc ,mmmmF n KMLmitc19 , 321200 1 164238,09 adopt Lc=320mmn=1 numarul de muncitoriK coeficientul de nesimultaneitate a actiunii muncitorilor (K=1 pentru n=1)Lungimea manivelei L , mmL = Lc + l0 =320+50=370mml0 = lungimea suplimentara pentru prinderea cu mana a maniveleil0 = 50mm pentru n=13. CALCULUL PRELUNGITORULUILungimea prelungitorului Lp, mm Daca L>200300mm, Lm=(0,30,4)L = 4 , 118 370 32 , 0 adopt Lm=120mmLp = L - Lm + l = 370 - 120 + 50 =300mml lungimea de ghidare a prelungitoruluil = 5080 mm adopt 50mmDiametrul prelungitorului dpe, mmPentru prelungitorul executat din teava:( )( )mmddl l L F Kdaipepip mpe18 , 19110 8 . 050 50 300 250 1 1 3213234340 11]1

,_

mm dpe20 12GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOAREdpi/dpe=0,8...0,9ai=110 MPaSe adopta prelungitor sub forma de teava de 20mm 4. CALCULUL ROTII DE CLICHET 4.1. ALEGEREA MATERIALULUI Se recomanda : OLC 45 4.2. ALEGEREA DIMENSIUNILOR Dimensiunile rotii, in mmDm= (1,61,8)d=1,830=54adopt Dm=...mmd diametrul exterior al filetului surubului pe care se monteaza roata de clichetz = 8,10 sau 12 numar de dinti (adopt z = 8 dinti)mm bzDbm10 6 , 108 2542 h = (0,60,8)b =0,710=7 Di = Dm h= 54-7=47mmpt siguranta adopt Di=52De = Dm + h = 54+7=61mm pt siguranta adopt De=68 de aici Dm=60mma0,5d(12)=o,530-1=14mmpentruconturul hexagonal cua=14mmnusepoateprelucra conturul hexagonal; adopt a=20mmhexagon S=36 4.3. VERIFICAREA ROTII DE CLICHET LA SOLICITARIVerificarea dintelui la incovoiere i,MPaai iMPabh F 47 , 376 107 63 , 1070 3 32 21NDMFmit63 , 10706009 , 64238 2 21=610mm grosimea dintelui rotii de clichet (adopt 10)ai=100120MPaVerificarea dintelui la forfecare t,MPaaf fMPabF 84 , 176 1063 , 10701af = 80100 MPa13GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOAREVerificarea suprafetei de contact a dintelui la strivire s,MPaas sMPahF 29 , 157 1063 , 10701as =100120MPaVerificarea asamblarii pe contur poligonal la strivire s,MpaastitsMPaa nM 46 , 412 20 609 , 64238 2 22 2n=6 pentru asamblarea pe contur hexagonalt = + 2 mm = 10+2=12mm5. CALCULUL CLICHETULUI 5.1. ALEGEREA MATERIALULUISe recomanda : OLC 45 5.2. ALEGEREA DIMENSIUNILORDimensiunile clichetului , in mmmm D lm51 ) 0 . 1 ... 85 . 0 (1 0116 , 851 260arcsin8 422arcsin42 1]1

,_

1]1

,_

tg arctglDtgzarctgm = + (3050) = 8,160 + 30 =11,16 0z = 8db diameru bolt, db =612mm; adopt:R = db = 7 mmm = (1.752.25) db =mm 16 7 2 ;adopt: =8mmg = 10 mm, mmhe 5 , 32 5.3. VERIFICAREA CLICHETULUILA COMPRESIUNE EXCENTRICATensiunea totala tot ,MPaai totMPagFge F + + 18 , 3310 1063 , 107010 105 , 3 63 , 1070 6 62121ai=100120MPa14GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE6. CALCULUL MENIVELEI PROPRIU-ZISA 6.1. ALEGEREA MATERIALULUISe recomanda : OL50 6.2. ALEGEREA DIMENSIUNILORDimensiunile manivelei propriuzisa, in mmmm 5 10 5 , 0 ) 6 . 0 ... 5 . 0 (1 D = dpe + (610) mm =20+6=26mmb1 D 26mm 6.3. VERIFICAREA MANIVELEI LA SOLICITARITensiunea de incovoiere din sectiunea C C, i,MPa( )( )aipem c miMPad DDl L L F n K + + 73 , 55) 20 26 (26 32) 50 120 320 ( 250 1 1324 4 4 4ai=...MPaTensiunea de incovoiere din sectiunea B B, i, MPa( )( ) ( )aibc miMPad bl L F n K 63 , 1865 7 26 2) 51 320 ( 250 1 16221211ai=100120MPa 7. CALCULUL BOLTULUI CLICHETULUI 7.1. ALEGEREA MATERIALULUISe recomanda : OL 50 7.2. VERIFICAREA BOLTULUI LA SOLICITARINu este necesar deoarece acesta are rolul de a nu lsa ca piulia s ias de la locul ei.15GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE 8. CALCULUL ARCULUI CILINDRIC ELICOIDAL DE COMPRESIUNE CARE MENTINE CLICHETUL ORIZONTAL IN CONTACT CU DINTELE ROTII DE CLICHETIndicele arcului ii=Dm/d (se recomanda i=810) adopt: i=8Coeficientul de form KK=1,2 pentru i=8Diametrul spirei d, mmSe recomand d=0,81,5 mmadopt: d=1Diametrul mediu de nfurare Dm, [mm]mm d i Dm8 1 8 Fora de montaj F1, NF1= 46 N adopt: F1=5NNumrul de spire active nn = 46adopt: n = 5 spire activeNumrul total de spirent = n + nc = 5 + 1,5 = 6,5 spire totalenc= 1,5 numrul spirelor de captSgeata de montaj 1,[mm]mm nd GD Fm2 , 1 5850002048059 , 0 10 5 , 88 5 8 84 434311 G=410 5 , 8 MPaSgeata maxima max, mmmax = 1 + s = 1,2+ 2 = 3,2 mms cursa de lucru a arculuis = 2 mmFora maxim de exploatare Fmax,[N]Fmax=N F 3 , 13 5 , 2 52 , 12 , 351max1 16GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARETensiunea de torsiune t ,[MPa]atmtMPadD F K 13 , 32518 3 , 13 2 , 1 8 83 3maxat=650MPa pentru OLC 65ARigiditatea arcului c,[MPa]MPaD nd Gcm15 , 444 , 353891224008 5 81 10 5 , 8834 434 Lungimea arcului blocat Hb, [mm]Hb=mm d nt5 , 7 1 5 , 6 Pasul arcului solicitat t, [mm]t= mmnd 74 , 1 1 , 052 , 31max + + + +t = 2 mm0,1d jocul dintre spire a arcului solicitat de Fmax =0,1 mmLungimea arcului nesolicitat H0, [mm]H0=Hb + n (t - d) = 7,5+ 5 (2 1) = 12,5mmLungimea arcului corespunztoare forei de montaj H1 , [mm]H1= H0 1 = 12,5 1,2 = 13,7mmLungimea arcului corespunztoare forei maxime de exploatare Hm, [mm]Hm=H0 max=12,5 3,2 = 9,3 mmFora corespunztoare arcului blocat (spira pe spira) Fb, [N]7 , 3 5 1 , 0 2 , 334 , 172 , 37 , 315maxmaxmax + + nN F Fbbb Diametrul exterior D, [mm]D = Dm + d = 8 + 1= 9 mmDiametrul interior D1,[mm]D1= Dm d = 8 1= 7 mmUnghiul de nclinare al spirei arcului nesolicitat 0,[grade]17GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1PROIECT CRIC CU PIULITA ROTITOARE0054 , 482 arctgDtarctgmLungimea semifabricatului ls , [mm]mmn Dlt ms87 , 16354 , 4 cos5 , 6 8cos0 18GROSUCONSTANTIN AN II EM-FR GR.2/1