presĂ cu piuliŢĂ rotitoare

Upload: metall-andrei

Post on 20-Jul-2015

372 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

I.Memoriu tehnicConsideraii generaleMecanismul urub piuli este folosit pentru transformarea micrii de rotaie n micare de translaie, sau invers, pentru transmiterea unor sarcini sau avnd numai rol cinematic.Mecanismele cu uruburi de micare au urmtoarele avantaje:-construcie simpl i tehnologie de execuie uor realizabil;-raport mare de transmitere, care duce la viteze mici;-compactitatea construciei i gabarit redus;-funcionare lin i fr zgomot;-posibilitate de transmitere a unor sarcini axiale mari utiliznd fore de acionare mici;-posibilitatea de a asigura n mod simplu autofrnarea;-permite utilizarea materialelor ieftine;ntre neajunsurile mecanismelor cu urub de micare se menioneaz:-existena unei frecri ntre spirele filetului urubului i piuliei care conduce la uzura pieselor i la un randament sczut;-prezena unor puternici concentratori de tensiune n zona filetat afecteaz rezistena la oboseal a urubului;-necunoaterea exact a forelor de strngere;-lipsa autocentrrii.1Prezentarea preseiPresele cu acionare manual se utilizeaz n atelierele mecanice pentru montarea sau demontarea unor piese cu ajustaje presate de dimensiuni reduse i medii, pentru ambutisarea sau tanarea unor piese de dimensiuni reduse care se execut ntr-un numr restrns de buci.Avantajul preselor cu piuli rotitoare este c urubul execut numai micare de translaie i poate veni n contact direct cu piesa care se preseaz.2123456789 1011113141n figura este prezentat o pres ce se monteaz pe masa muncitorului lctu. Seutilizeazpentrumontareasaudemontareapieselor dedimensiuni redusece formeaz ajustaje cu strngere. Aceast soluie constructiv ofer avantajul reglrii nlimii de presare n funcie de mrimea pieselor i la o lungime relativ redus a urubului de micare. Prin modificarea lungimilor coloanelor i urubului activ se pot obine prese avnd curse de presare diferite, situaie n care trebuie s se verifice urubul la flambaj.Traversa mobil face posibil realizarea unei suprafee mari de contact cu piesa care se afl n lucru, ceea ce o recomand pentru utilizarea n cazul dezmembrriloriapresrii pieselordinmaterialemoi, peacrorsuprafanu trebuie s rmn urme.Pentru a reduce frecrile dintre spirele filetului urubului de micare i ale piuliei, dintre piuli i corpul presei, i dintre elementele ce alctuiesc rulmentul axial, aceste zone se ung cu unsori consistente corespunztoare.Aceasta variant constructiv se refer la o pres cu piuli rotitoare, cu dou coloane i travers mobil n construcie turnat, avnd urmtoarea componen: 1. Masa fix n construcie turnat, din FC 250;2. Coloanele, realizate din OL 70 STAS 500/2-80;3. urubul ca elementactiv,realizatdin OLC 45 STAS 880-82,prevzutcu cap de presare;4. Capacul de susinere a piuliei rotitoare;5. urub de fixare a capacului de susinere a rulmentului de presiune;6. Traversa fix realizat n construcie turnat Fc 250;7. aib plat;8. Piulie de fixare a carcasei de susinere pe coloanele presei;9. Roata de manevr;10.Piulia de fixare a rotii de manevra pe piulita rotitoare;11.Pana de fixare a roii de manevr din OL 50;12.Piulia rotitoare execut din FC 250, STAS 568-82;13.Rulmentul de presiune;14.Traversa mobil, realizat n construcie turnat Fc 250;15.Stift cilindric de fixare a surubului activ n traversa mobil;3Montarea preseiPresa cu piuli rotitoare conform variantei prezentate, se monteaza astfel:- se aaz pe o suprafa plan din beton sau metal masa fix 1;- coloanele presei 2, realizate din oel se insurubeaza pe masa fixa;- se monteaza traversa mobil 14; - se prinde surubul 3 cu ajutorul stiftului de fixare 15 de traversa mobil 14;- pe surubul 3 se indroduce capacul de susinere 4 a piuliei rotitoare, apoi piulia rotitoare 12, si rulmentul de presiune 13;-se monteaza traversa fix 6 peste coloanele 2 a presei;- se prind piuliele de fixare 8 a traversei fixe 6 de coloanele 2 a presei;- se ridica capacul de susinere 4 a rulmentului de presiune impreuna cu piulita rotitoare 12sirulmentul de presiune 13, pentru a putea fi prinse de traversa fix 6;- seprindsuruburilede fixare5acapacul desusinere arulmentului de presiune de traversa fix 6;- apoi se prinde roata de manevr 9 cu ajutorul penei de fixare 11 si cu piulia de fixare 10 de piulia rotitoare 12 n carcasa de susinere;Funcionare Presa cu piuli rotitoare conform variantei prezentate, se aaz pe o suprafa plan din beton sau metal.Deservirea acestor tipuri de prese este prevzut a se face de ctre un singur om.Pentru nceperea operaiei de presare sau de depresare, se va aciona asupra roii demanevrpentruridicareatraversei mobilepnlacotaimpusdegabaritul piesei. Se observ realizarea micrii de roto translaie, piulia realizeaz micarea de rotaie iar urubul realizeaz micarea de translaie.Se introduce piesa pe masa presei, sub traversa mobil apoi se acioneaz roata de manevr n sens invers pentru realizarea forei de presare.Sevaaveanvederecntimpul funcionrii presei sseasigureungerea cuplei cinematice urub piuli.4Materiale utilizatePentru alegerea cuplui de material sa pornit de la o premisa ca rezistenta maxim admisa la solicitarea de strivire sa fie 5 N/mm2. Datfiind condiiile specifice de lucru i pentru realizarea de mecanisme cu urub i piuli cu randamente ct mai bune, materialele cuplei de frecare urub-piuli trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii de baz: comportare bun la frecare fr predispoziii la gripaj, o bun rezisten la uzare, coeficient de frecare ct mai mic, nlocuirea materialelor deficitare, pre de cost redus.Un alt criteriu importanta fost costul materialelor care trebuie sa fie cat mai redus iar materiale din gama celor des folosite si nu din categoria aliajelor scumpe care nu-si justifica utilizarea in cazul de fata.Deoarece surubul este supus la solicitari mici si mijlocii, se opteaza pentruun otel laminat : OLC 45.Pentrusurub: OLC45 CR(tratat termic) STAS 880-82 cu urmatoarele caracteristici mecanice:Nr. crt.Marca materialClasa de calitateCu concentratori de tensiuneRezistena la traciuneatac N/mm2Rezistena la ncovoiere ai N/mm2Rezistena la rsucire at N/mm2Rezistena la forfecare af N/mm21 OLC 45 CR 87 96...104 52...57 70Materialul piulitei a fost astfel ales incat uzura care apare sa fie materializata doar lanivelul piulitei surubul fiindmai scumpsi cuprelucrari mecanicemai multe si mai pretentioase , modulul deelasticitate trebuie sa fie mai mic decat cel al materialului surubului cea ce ar duce la o uniformizare a repartizari sarcini pe spire , inbunatatirea comportatri laoboseala si caurmare cresterea duratei de functionare.Pentrupiulitas-a ales materialul:Fc 250STAS 568-82 cu urmatoarele caracteristici mecanice:Nr. crt. Marca materialPiese cu concentratori de tensiuneSolicitareaTraciuneatN/mm2Compresiuneac N/mm2ncovoiereaiN/mm2Rsucire at N/mm2Forfecare af N/mm21 Fc 250 25...38 63...95 42...65 36...46 20...305Coloanele,pana de fixarerealizata din OL60STAS 500-80,cu urmatoarele caracteristici mecanice:Nr. crt.Marca materialClasa de calitateCu concentratori de tensiuneRezistena la traciuneatac N/mm2Rezistena la ncovoiere ai N/mm2Rezistena la rsucire at N/mm2Rezistena la forfecare af N/mm21 OL 60 1 58 64...70 35...38 46Masafix, traversafix, traversamobil, capacul desusinereapiuliei rotitoare, roatademanevrnconstrucieturnat, dinfontcenuieFC250 STAS 568-82 cu urmatoarele caracteristici mecanice:Nr. crt. Marca materialPiese cu concentratori de tensiuneSolicitareaTraciuneatN/mm2Compresiuneac N/mm2ncovoiereaiN/mm2Rsucire at N/mm2Forfecare af N/mm21 Fc 250 25...38 63...95 42...65 36...46 20...30Indicatii de exploatare si intretinerePozitia de lucru a presei este verticala.Se va asigura ansamblul ca in cazul presari sa nu se dezechilibreze, desfaca piulite,suruburi care poate avea consecinte neplacute.Este indicat ca odata peluna sa se efectueze o curatare a presei pentru a indeparta impuritatile care pot distruge rulmentul urmata de o ungere a filetelor cu unsoare consistenta.Suprafeele exterioare n contact cu atmosfera vor fi protejate anticoroziv prin vopsire. Se interzice vopsirea poriunilor filetate ale tuturor organelor de asamblare, a suprafeelor de aezare, a plcii de baz.Pentru asigurarea unei bune funcionri a presei se recomand ca n perioada n care nu este utilizat s fie depozitat ntr-o magazie. nainte de fiecare utilizare se va verifica dac nu este blocat, se va asigura gresarea n cazul n care vazelina a fost ntre timp ndeprtat6Norme de protectie a muncii Deoarece prin rolul functional impune manipulari dese se vor evita muchile ascutite care prin forma lor pot provoca leziuni utilizatorului. Presa va fi amplasata pe o suprafa plan stabil. Prile componente ale presei vor fi bine montate pentru a se evita demontarea lor n timpul lucrului.ErgonomieMuncitorul in timpul deservirii presei manuale oboseste prin aceasta intelegandu-se o stare de slabiciune fizica si cerebrala care diminueaza capacitatea de munca si care uneori poate conduce la accidente. Oboseala provine indeosebi din risipa de forta musculara datorita modului in care sunt executate miscarile in timpul deserviri masini.Miscarile trebuie sa fie cat mai usoare, cat mai scurte si cat mai rare, in masura in care situatia respectiva o permite. In acest sens se vor evita schimbarile bruste si repezi ale directiei gesturilor.DIAGRAMA DE FORE I MOMENTE 7II.Memoriu justificativ de calcul 1.Alegerea si justificareatipuluifiletului si a cuplei de materiale pentru surub si piulitaPentruasigurare rezistenei la uzura i un coeficient de frecare redus se utilizeaz un cuplu de materiale cu bune proprieti antifriciune.ntruct solicitrile corpului urubului sunt relativ mari materialul acestuia este OLC 45 CR, iar piulia din font cenuie cu grafit lamelar: FC 250. Prezena grafitului sub form lamelar confer bune proprieti antifriciune.Valori ale presiunilor admisibile i a rezistenelor admisibile la strivire pentru cupla de frecare urub-piuli din construcia mecanismelor cu urub:Nr.crt.Materialele cuplei de frecareqa , (suprafee mobile)N/mm2astr , (suprafee imobile)N/mm21Oel clit font antifriciune7...9 35...45Alegerea tipului de filet se face in funcie de:-caracterul sarcinii ( constanta, variabila etc.);-mrimea sarcinii ( mic, mare );-direcia i sensul sarcinii;-destinaia i condiiile de lucru;-randamentul dorit.Tipul de filet ales este filetul trapezoidal pentru ca are o bun rezisten i rigiditate, randament cu circa 4-5% mai mic dect al filetului ptrat, permite eliminarea jocului axial rezultat in urma uzrii prin utilizarea unei piulie secionate ; poate transmite sarcini mari, variabile, n ambele sensuri.82.Calculul diametrului mediu si stabilirea marimii surubului de fortaPredimensionarea filetuluiDimensiunile filetului trebuie s corespund simultan urmtoarelor cerine:-rezistena corpului urubului la solicitarea compus: compresiune ( sau traciune ) i rsucire ( solicitarea de ncovoiere trebuie eliminat pe ct posibil);-rezistena spirelor la strivire ( uzare );-rezistena spirelor la solicitarea compus de ncovoiere i forfecare;-daca urubul este solicitat la compresiune s nu flambeze;-s asigure condiia de autofrnare.Calculul diametrului mediu al filetuluiDiametrul mediu se determin cu relaia:a m hqFd 2;unde:h=0,5 pentru filet trapezoidal;Pentrum=1,2...2,5 alegemm=1,2qa - rezistenta admisibila la strivire pentru otel calit-fonta antifrictiune;qa=7 N/mm2;mmqFda m h80 . 347 2 , 1 5 , 0160002 innd cont c mai apar i alte solicitri, se alege d2 = 36.5 mm.Din STAS 2114/1-75 am ales filetul trapezoidal cu urmtoarele caracteristici:Filetul trapezoidal ales are urmtoarele date: Tr 40 14(7)STAS 2114/3-75.diametrul interior al filetului: d3 =d1 =32 mm;diametrul nominal al filetului: d = 40 mm;diametrul nominal mediu: d2 =D2= 36.5 mm;pasul filetului: p = 7 mm;ac = 0,5 mm, pentru 12 6 pmm; H1 = 0,5 p = 3.5 mm; H4 = h3 = 0,5 p + ac = 4 mm;H = 1,866 p = 13.062 mm;z = 0,25 p = 1,75 mm; = 30o;D4 =D= d + 2 ac = 41 mm;D1 = d p = 33 mm;R1 max = 0,5 ac = 0,25 mm;R2 max = ac = 0,5 mm; 9Alegerea numrului de inceputuriPentru creterea randamentului i a productivitii se impune ca numrul de inceputuri sa fie n=2.103.Verificarea condiiei de autofrnare:La sistemele acionate manual este preferabil ca autofrnarea s se realizeze direct de ctre filet. Filetele asigur autofrnarea atunci cnd unghiul de nclinare a filetului (m) este mai mic dect unghiul de frecare redus (): m , unde: 2dp ntgm ; 1cos' ' tg , n care:1 = /2unghiul de inclinare a flancului filetului; 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 font antifriciune, pentru care =0,1 0,18. Se alege = 0,13. ; 000665 , 7 ' 1345 , 015 cos13 , 0'96 . 6 1221 , 05 . 367 2 tgtgm m m < , adic este ndeplinit condiia de autofrnare.4.Calculul numrului de spire n contact si inaltimea activa a piuliteiaq D dFz) (4212,unde: - qa este presiunea admisibil de strivire.- z numrul de spire necesare a fi n permanen n contactn cazul cuplului de materiale oel font antifriciune valorile presiunii admisibile se pot gsi n domeniul qa = 7 9 N/mm2. Pentru ca uzura s fie foarte mic se alege qa = 7 N/mm2.7 , 57 ) 33 40 (16000 42 2 z spire.Se impune ca: 7 o eD Dgd) Diametrul portiunii de montare a rulmentuluiDin STAS 3921-86 se alege rulmentul 51113, rulment axial cu urmatoarele caracteristici:df= 75 mm; dc = 77 mm;Df = 100 mm = Dr ;H = 19 mm; r = 1,5 mm; Co = 112 kN > F = 16 kN;e) Diametrul gulerului piulitei Dgdm < Dg < Dr, 87,5 < Dg < 100=> Dg = 95 mm;f) Grosimea gulerului hg15 ghmm;g) Lungimea ld a portiunii degajate15ld = 85,5 mm;h) Inaltimea hf a flansei de sub piulita- hf se determina din solicitarea la strivire- presupunem ca momentul care solicita asamblarea este 125 , 0 M Mt ;M12 - momentul de frecare dintre spire;( ) ( ). 10; 88 . 530 705 . 38098 6 6;6; 5 . 38098 76197 5 , 0 5 , 0; 76197 665 . 7 96 . 625 . 3616000 '2; / 302min122122mm hmmDMhMh DWmm N M Mmm N tg tgdF Mmm Neffas etfattf etmas + + VERIFICAREA PIULITEIZona 1Solicitare compusa:at t t ech + 2 24 ;Efort unitar normal:( ) ( ); / 69 . 3241 4816000 4'422 2 2 21mm ND dFt Efort unitar tangential:( ) ( ); 78238565 . 5776197; / 7 . 741 4848 78238 16'' 16124 4 4 411mm NmlM Mmm ND dd Mxt txtxt 2 2 2 2 2 2/ 40 / 13 . 36 7 . 7 4 69 . 32 4 mm N mm Nat t t ech + + .Zona 316Solicitare compusa:at t t ech + 2 24 ;Efort unitar normal:( ) ( ); / 08 . 745 7016000 4 422 2 2 2mm ND DFo et Efort unitar tangential:( ) ( ); 3959 "; 2041 78238 76197; 6000 16000 75 01 , 02121; 01 , 0; / 07 , 045 7070 3959 16 " 16210 2024 4 404mm N M M Mmm N M M Mmm N F d Mmm ND DD Mty t ttx t tyf tee tt + 2 2 2 2 2 2/ 25 / 081 . 7 07 , 0 4 08 . 7 4 mm N mm Nat t t ech + + .GulerSolicitare de incovoiere:( )( ); / 42 / 32 . 1115 7575 5 , 87 16000 332 22 2mm N mm Nh dd d Faig ff mi < Solicitare de forfecare:. / 20 / 52 . 415 75160002 2mm N mm Nh dFafg ff < 178. Dimensionarea mecanismului de actionarePentru presa cu piulita rotitoare am ales roata de manevraII C 600 x 70 din STAS 2723 - 81.Aceasta areurmatoarele dimensiuni:Pentru butuc:d=61 mm;h1=50 mm; h2= 75 mm; d1=95 mm;Pentru spite:m1=40 mm;m2=34 mm; 5 spite;Pentru coroana:h=34 mm;b=40 mm; r=32o; r1=12o;D=334 mm.189. Dimensionare corp, coloane, traverse19lDimensionarea coloanelor:d = 16 mm; d3 = d+4 = 20 mm; d4 = d3 +6 = 26 mm; d' = 16 mm;l2 = 20 mm; l3 = 28 mm; l4 = 40 mm;l5 = 192,5 mm;Dimensionarea masei fixe:H3 = 50 mm; H4 = 47 mm;l1 = 3 mm; a = 25 mm;b = 15 mm;L1 = 160 mm; L2 = 150 mm;Dimensionarea traversei fixe:H1 = 59 mm; H2 = 30 mm;D3 = 90 mm; D4 = 120 mm;c = 25 mm; e = 14 mm;D5 = 50 mm;Dimensionarea traversei mobile:H5 = 60 mm; H6 = 27 mm;H7 = 35 mm; f = 20 mm;D6= 50 mm; D7 = 90 mm; D8 = 120 mm; D9 = 62 mm;20D3D4H1cH2H5H6fD7D8D9H7D5D6Pentru prinderea capacului de susinere a piuliei rotitoare de traversa fixa folosim 2 suburi M8 x 35 STAS 920 - 69. Acesta are urmatoarele dimensiuni:d=8 mm; S=13 mm;D=14,2 mm; k=5,5 mm;b=30 mm; l=35 mm;Pentru a impiedica iesirea traversei fixa de pe coloane am folosit 2 piulite M18 DIN 1587Dimensiunile necesare sunt:e=31 mm; S=27 mm; W=14,5 mm;t=25 mm; h=32 mm; m=15 mm.Dimensiunile saibei dintre piulita si traversa fixa sunt:S=3 mm;d=18,3 mm;D=35,5 mm.21Dimensiunile saibei dintre piulita M60 si roata de manevra sunt:S = 8 mm;d = 52 mm;D = 92 mm.Dimensiunile stiftului filetat cu crestatura, cu varf tesit M12x50 sunt:d = 10 mm; t = 4,8 mm;n = 2 mm; cmax = 2,5 mm;l = 50 mm;22Verificarea penei dintre roata de manevra si piulitaStrivire; / 50 / 83 . 940 4 , 4 225 . 380982 22mm N mm Nl t yMasts < Forfecare. / 46 / 73 , 140 18 615 . 38098 2 22 2mm N mm Nl b dMaftf < Verificarea stiftuluiStrivire stift - traversa( ) ( ); / 25 / 58 . 310 62 905 . 38098 4 42 22 2 29272mm N p mm Nd D DMpast < Strivire stift - surub; / 50 / 95 . 510 625 . 38098 6 62 22 29max 1mm N p mm Nd DMpast < Forfecare. / 46 / 82 . 762 105 . 38098 4 42 2292mm N mm ND dMafstf < 23