PROIECT DE SEMESTRU

LA ORGANE DE MASINI

Cric cu piulita rotitoare

F=14000 N

h=270 mm

1.Cuprins

2.Memoriu tehnic 2.1.Variante constructive[2] 2.2.Justificarea si descrierea solutiei alese[2]

2.3.Caracteristici functionale impuse 2.4.Materiale folosite[1,2] 2.5.Indicii de exploatare,reglaj si intretinere 2.6.Tolerante,rugozitati si conditii tehnice impuse[2] 2.7.Norme de protectiea muncii 2.8.Rodajul3.Memoriu justificativ de calcul 3.1.Consideratii generale[2] 3.2.Alegerea filetului[2] 3.3.Calculul si determinarea dimensiunilor pentru surubul de forta[2] 3.4.Verificare surubului [2] 3.5.Verificarea autofrânării[2] 3.6.Calculul numărului de spire in contact[2] 3.7.Calculul lungimii filetului piulitei:[2] 3.8.Calculul lungimii filetului surubului[2] 3.9.Verificarea spirelor surubului[2] 3.10.Verificarea surubului la flambaj[2]

4.Dimensionarea piulitei rotitoare[1,2] 4.1.Verificarea corpului piulitei[1,2] 5.Calculul cupei[2]solidarizeaza cupa de surubul principal[1,2] 5.1.Verificarea cupei[2] 5.2.Alegerea si verificarea dimensiunilor stiftului care 6.Calculul mecanismului de actionare[2] 6.1.Calculul manivelei[2] 6.2.Determinarea diametrului manivelei si a prelungitorului[2] 6.3.Verificarea manivelei[2] 6.4.Calculul rotii de clichet[2] 6.5.Verificarea rotii de clichet[2] 6.6.Pana se verifica la presiunea de contact si forfecare.[2,4]

2.Memoriu tehnic

Obiectul prezentului proiect este proiectarea unui dispozitiv cu şurub şipiuliţă,mai exact unui cric cu piuliţă rotitoare, destinată atelierelor de lăcătuşerie ori atelierelor mecanice, unde acesta şi-ar găsi utilitatea. Dispozitivul mai sus amintit este destinat fabricării in serie mică, executandu-se numai la comandă. Dispozitivul este destinat utilizării frecvente, dar de către un singur muncitor.

2.1.Variante constructive[2]

Cele trei forme constructive ale cricului cu piulită rotitoare sunt prezentate in figurile 1 ,2 si 3..

Din punct de vedere constructiv, prima variantă este mai simplă, avand corpul şi tija turnate, fapt care reprezintă un avantaj in cazul seriilor mari de fabricaţie. Mecanismul de acţionare este cu clichet vertical, roata de clichet fiind montată pe piuliţă prin pană. Miscarea de rotatie a surubului este impiedecata de proeminentele in forma de pene ale unei piese montate pe capatul inferior al surubului.Clichetul vertical este fixat pe manivela prin intermediul unui surub special. Piesele au fost prevăzute cu raze de racordare, iar grosimea pereţilor este uniformă, evitandu-se astfel aglomerările de material. Corpul cricului este prevăzut cu două nervuri de rigidizare, datorită raportului mare dintre diametrul tălpii şi cel al corpului.

Pentru varianta a doua corpul cricului este sudat, fiind alcătuit din trei piese ce pot fi obţinute din semifabricate laminate,manivela cricului este cu clichet orizontal, iar tija cricului cu clichet se poate realiza prin forjare sau turnare. Piuliţa rotitoare este centrată in corpul cricului prin intermediul rulmeantului, crescand aftfel gabaritul radial al piulitei.

Varianta a treia prezentata in figura 1 reprezinta un cric cu piulita rotitoare, la care corpul este de constructie turnata si la care roata de clichet este corp comun cu piulita.Cricul se actioneaza prin intermediul unei manivele cu clichet orizontal,care,pentru a putea fi montata,este executata din doua parti imbinate prin intermediul unor suruburi si centrate cu ajutorul a doua stifturi.Intre extremitatile libere ale pieselor care formeaza manivela este introdusa o placuta de distantare.

Principiul de funcţionare, acelaşi in toate trei variantele , constă in transformarea miscării de rotaţie a mecanismului de acţionare in mişcare de translaţie pentru şurubul de forţă, care se va ridica sau cobori. Cricul este folosit pentru a ridica obiecte grele, cu largă răspandire in industria de autovehicule.

Fig.5.10, 5.11, 5.12 pag.97, 98, 99

2.2.Justificarea si descrierea solutiei alese[2]

Toate variantele constructive prezinta avantaje si dezavantaje,motiv pentru care am decis sa aleg prima varianta,dar cu elemente ce se regasesc si in varianta a doua,in vederea realizarii unei solutii constructive optime.Mecanismul de actionare ales este cel cu clichet vertical,prezentand avantajul simplitatii fata de cel orizontal.Corpul se va realiza prin turnare, datorita productivitatii procesului de fabricatie pentru aceasta metoda.surubul va avea filet trapezoidal tinand cont de facilitatile oferite:

- se poate executa prin frezare;- rezistenta si rigiditate mare a spirei;

- asigura o buna centrare intre surub si piulita;- randament mare, apropiat de cel al filetului patrat;- este recomandat la forte mari;- concentratorul de tensiuni la fundul filetului este relativ mic datorita razei mari de

racordare; Unicul dezavantaj al acestui tip de filet este ca poate prelua sarcini intr-un singur sens,pe flancul activ,care are o inclinatie de 3°,dar avand in vedere cursa relativ mica,directia fortei ramane constanta. Cupa va fi fixata in partea superioara a surubului printr-un alezaj cu joc sprijinindu-se pe capatul surubului si fiind fixata de acesta printr-un stift fixat in partea superioara a surubului. Roata de clichet va si fixata de piulita prin pana. Clichetul vertical se va fixa pe manivela prin intermediul unui surub special.

2.3.Caracteristici functionale impuse

Dispozitivul trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii functionale:

- manuire, antrenare,manipulare usoara;- gabarit cat mai redus;- curse utile cat mai mici;- siguranta in functionare;- posibilitati de producere a accidentelor cat mai reduse;

2.4.Materiale folosite[1,2]

Principalul dezavantaj al mecanismelor cu surub si piulita consta in existenta unei frecari mari intre spirele surubului si a piulitei,ceea ce are ca rezultat uzura flancurilor si randament scazut. In alegera materialelor s-a tinut seama de fiabilitate si durabilitate Astfel pentru surub s-a ales OL-50 (STAS 500/2-80),material, care poseda calitati mecanice suficient de bune si se poate prelucra usor si nu necesita tratament termic. Piulita s-a proiectat in asa fel incat uzura sa fie concentrata asupra ei,deoarece este o piesa mai putin costisitoare de realizat decat surubul,care poate fi inlocuita usor.In acest caz s-a ales o fonta antifrictiune( STAS 6707). Corpul cricului si tija,ambele turnate sunt executate din Fc 250(STAS 568-82),iar clichetul si roata de clichet din OL-50(STAS 500/2-80).

2.5.Indicii de exploatare,reglaj si intretinere

Dispozitivul se va manevra de catre un singur muncitor,nefiind permisa pentru manipulare folosirea altor tevi,bare sau prelungitoare decat cele prevazute de proiectant,sau a sistemelor de parghii.

Este indicat, ca dispozitivul sa fie montat pe suprafete cat mai plane si orizontale.Dispozitivul nu se va folosi pentru sarcini si dimensiuni mai mari decat cele pentru

care a fost proiectat.Se vor verifica periodic flancurile filetului,iar in caz ca se constata uzura

acestuia,se vor schimba piulita sau surubul daca este cazul.Dupa terminarea lucrului dispozitivul se va curata,iar suprafetele functionale se

vor unge cu unsoare consistenta de uz general.

2.6.Tolerante,rugozitati si conditii tehnice impuse[2]

Piesele componente ale mecanismului nefiind piese de inalta precizie, s-a ales din clase de precizie mari.Pentru ajustajul filetat s-a ales precizia 8H8e,fiind in acord cu destinatia dispozitivului si tehnologia de executie.Celelalte tolerante la dimensiuni s-au ales conform unor clase de precizii medii,deoarece s-a considerat ca nu este necesara impunerea unor precizii mai mari.

Tolerantele s-au stabilit pe acelas criteriu,fiind impuse numai acolo unde ar fi existat pericolul unor disfunctii la montare,demontare si in functionare.

Rugozitatile s-au prescris in functie de procedeele tehnologice asupra carora s-a optat pentru prelucrarea pieselor componente ale dispozitivului.

Conditiile tehnice impuse sunt urmatoarele:- suprafetele functionale si ansamblele componente se vor unge cu unsoare

consistenta;- suprafetele nefunctionale se protejaza printr-un strat de vopsea;- pe suprafetele pieselor turnate nu se admit urme de nisip,zgura sau

bravuri provenite din turnare;- muchiile necotate se vor tesi la 45°

2.7.Norme de protectiea muncii

Pentru a evita accidentele proiectantul a luat urmatoarele masuri:

- verificarea surubului la solicitari compuse;- asigurarea asamblarilor;- utilizarea de materiale corespunzatoare;- verificarea inaintea livrarii.

Masuri impuse beneficiarului:

- trebuie respectate regulile de protectia muncii din atelierul de productie;- personalul de lucru trebuie instruit corespunzator;- dispozitivul de strangere nu se va supune la socuri si lovituri directe;- la aparitia unei defectiuni se va retrage dispozitivul din lucru si se va

inlocui piesa defecta;- asamblarea surub-piulita se va unge periodic cu unsoare consistenta tip

U-80.

2.8.Rodajul

Se recomanda urmatoarea schema de rodaj pentru ansamblul surub-piulita:

- Rodajul are loc in ambele sensuri,deoarece cricul va lucra in exploatare in ambele sensuri.

- Daca nu se constata defecte (frecare prea mare,gripare),cricul se supune unor incercari peste cele de regim.

- Ungerea filetului surubului si a piulitei in timpul rodajului se executa cu lubrifiantul prevazut inainte.

- Dupa rodaj cricul se curata de praful metalic si de ulei rezultat in urma rodajului;

- Se verifica cu atentie filetele cele doua piese (surub respectiv piulita).- Dupa terminarea rodajului se trece la incercari de control,ele se executa la

diferite incercari.- La incarcarea de regim se masoara si randamentul,care permite a se

verifica obiectiv economicitatea,calitatea prelucrarii si montajului.

3.Memoriu justificativ de calcul

3.1.Consideratii generale[2]

Mecanismele cu surub si piulita deservesc la dispozitivele ce necesita miscarea de rotatie in miscare de translatie si invers.In cazul cricului cu piulita rotitoare, la actionarea mecanismului cu clichet , acesta va roti piulita care in functie de sensul de rotatie va determina ridicarea sau coborarea surubului. Avantajele principale ale asamblarilor filetate sunt:

- permit constructii variate in diferite forme; - au montare si demontare usoara; - constructie simpla si tehnologie de executie usor realizabila; - posibilitate de transmitere a unor sarcini axiale mari utilizand forte de actionare mici; - gabarit redus; - functionare lina si fara zgomot; - posibilitatea de a asigura in mod simplu autofranarea; - permite utilizarea materialelor ieftine; - pret de cost scazut;

Dezavantajele mecanismelor cu suruburi sunt:

- existenta unei frecari mari intre spirele filetului surubului si piulitei duce la uzarea pieselor si la un randament scazut;

- necunoasterea ezacta a fortelor de strangere;

- lipsa autocentrarii; - uzura flancurilor introduce jocuri ; - necesita asigurare impotriva desfacerii.

3.2.Alegerea filetului[2]

Pentru suruburile de miscare se utilizeaza in exclusivitate filetul cilindric cu profil patrat,trapezoidal,fierastrau si rotund executate cu pas normal fin sau mare.Pasul fin si normal asigura condiția de autofranare .Pasul fin micsoreaza deplasarile axiale la o rotatie completa ,reduce adancimea filetului marind diametrul interior si implicit rezistenta surubului. Am ales pentru cric un filet trapezoidal avand o deplasare mica a surubului,iar directia fortei ramane constanta,totodata are o rezistenta si o rigiditate mai mare ca a filetului patrat.Filetul trapezoidal asigura o buna centrare intre surub si piulita si se poate executa prin procedeul de frezare (care este foarte productiv).Filetul este stardardizat in STAS 2114/1-75.

Fig. Reprezentarea in detaliu a filetului trapezoidal.

d-diametrul nominal al filetului; D4-diametrul exterior; H1-inaltimea utila a filetului; d2,D2-diametrul mediu; d3,D1-diametrul interior; p-pasul filetului.

Relatiile de calcul pentru filetul trapezoidal: ac=0.5 mm pentru 6≤ p ≤ 12; R2max=ac=0.5; P=6; d=32; H1=0.5* P =0.5*6=3; R1max=0.5*ac=0.25; d2=29;H4=0.5* P+ac=0.5*6+0.5=3.5; d2=D2=d-0.5*P=32-0.5*6=29; d3=25;H4=h3; d3=d-2*h3=32-2*3.5=25; D4=33;

z= 0.25*P=H 4

2 D4=d+2*ac=32+2*0.5=33; D1=26;

z= 0.25*6=1.5= 32 =1.5; D1=d-2*H1=32-2*3=26;

z=1.5; ac=0.5; H1=3; H4=3.5;

In cazul cticului cu piulita rotitoare, piulita executa o miscare de rotatie iar surubul o miscare de translatie.In figura urmatoare sunt prezentate diagramele de forte si de moment care apar la lucru sub sarcina a cricului.

a c

a cH 1

R1

R2

d 1h 1

d 2z

d (d

iam

etru

l nom

inal

)

R2

P

α=30 ° Filet interior

D 4

H 4D 2

,d2

D 1

Filet exterior

Cupa Surub Piulita rotitoare Corp

F Mt F Mt F Mt F Mt

Fig.2.13 pagina 36

3.3.Calculul si determinarea dimensiunilor pentru surubul de forta[2] Valoarea fortei maxime la care va fi supus cricul este F=14000 N,iar cricul va avea o cursa maxima de hmax= 270 mm.Presiunea admisibila de contact dintre cele doua materiale alese pentru cuplul surub-piulita este qa=6N/mm2 ,relatie cu care vom determina diametrul mediu al surubului de forta este:

d2=√ Fπ∗ψh∗ψm∗qa

=√ 140003.14∗0.5∗2∗6

=¿ 27.25 mm

- d2-este diametrul mediu al surubului;- F-forta axiala in N;

Ψh= H 1

P - reprezenta un factor dimensional Ψ h=0 ,5;

Ψm=md2

–reprezinta factorul lungimii filetului piuliteicu valori intre:

1.2…..2.5- numarul de inceputuri, n=1;- Tr x32x6

In cazul cricurilor, la actionare avem nevoie de autofranare, deci, numarul de inceputuri impus va fi 1.

3.4.Verificare surubului [2]

Pentru verificare se stabilesc sectiunile solicitate atat la compresiune cat si la rasucire.

Calculul momentului de torsiune:

Mt1 = 12000

∗d2∗F∗tg ( β+φ ' )= 12000

∗29∗14000∗¿

tg (3.43°+5.91 ° )=33.37 Nm

Mt1 = 33.37 Nm

Efortul unitar de compresiune:

σ c= 4∗Fπ∗¿¿ 28.53[N/mm2]

σc = 28.53 [N/mm2]

Efortul unitar de rasucire:

t = 16∗103∗M t 1

π∗d13 =4∗14000

3.14∗253 =¿ 10.77[N/mm2]

t = 10.77[N/mm2]

Determinarea efortului unitar echivalent:

σech =√σc2+4∗Τ t

2 =√28.532+4∗10.7 72 = 35.74[N/mm2]

σech =35.74[N/mm2]

σat = σac = 140[N/mm2] σech < σac – de unde rezulta ca surubul va rezista

3.5.Verificarea autofrânării[2]

β= arctgP

π d2 – este unghiul de inclinare a elicei pe cilindrul de diametru d2;

φ ’=¿arctg μ

cosα 1 - unghiul de frecare; μ = 0.1……..0.18;

α1 = 15° la filetul trapezoidal;β< φ ’ ;βm=arctg

Pπ∗d2

= 63.14∗29

=3.43°

φ'=arctg µ

cosα 1 = 0.1

0.965 = 5.91º

3.14° < 5,91°- condiția autofrânării este împlinita;

3.6.Calculul numărului de spire in contact[2]

z =Ψm∗d 2

P=2∗29

6=¿ 9.6

Se impune ca: 6 ≤ z ≤ 11; Se adopta z = 10 3.7.Calculul lungimii filetului piulitei:[2]

m = z* P = 10*6 = 60; m = 60;

3.8.Calculul lungimii filetului surubului[2]

Lungimea Lf a filetului la cric cu piulita rotitoare se determina cu relatia:

Lf = h+m+T =270+60+12 = 342 mm;

Lf = 342 mm

h – cursa maxima in mm;

m – lungimea filetului piulitei;

T – gabaritul axial al rulmentului;

3.9.Verificarea spirelor surubului[2]

Pentru a determina daca spirele surubului vor rezista in timpul solicitarilor,spirele trebuie verificate la urmatoarele tipuri de solicitari:

Incovoiere:

σi = 6∗F∗(

H1

2+ac)

π∗z∗d1∗h2 =6∗14000∗(3

2+0.5)

3.14∗10∗25∗3.82 =¿ 14.82[N/mm2]

Strivire:

q = F

2∗π∗d1∗H 1

= 140002∗3.14∗25∗3.8

=¿ 25.62[N/mm2]

H1 – este inaltimea utila a filetului trapezoidal

H1 = 0.5*P = 3 H1 = 3;

h = 0.634*P = 3.8 h = 3.8 mm

ac = 0.5 mm pentru 6 ≤ P ≤ 12 mm

Forfecare:

f = F

2∗π∗d1∗h= 14000

2∗3.14∗25∗3.8=¿ 23.46[N/mm2]

f = 23.46[N/mm2]

Comparate cu valorile maxime admisibile ale materialului folosit pentru surub se observa ca spirele rezista.

3.10.Verificarea surubului la flambaj[2]

Pentru verificarea surubului la flambaj trebuie sa determinam coeficientul de zveltete al acestuia:

Pentru aceasta consideram lg = 2*hmax = 540[mm]

Se determina aria sectiunii surubului:

A = π∗¿¿ 490.62mm2

A = 490.62 mm2

Momentul de inertie minim al unei sectiuni cuprinse in portiunea care se flambeaza:

Imin = π∗¿¿ (0.4+0.6 ¿dd1

)=3.14∗254

64∗¿ (0.4+0.6 ¿

3225

¿=¿ 32197.27mm3

Imin =32197.27mm3

Coeficientul de zveltete:

λ = lf ¿√ AImin

= 540 ¿√ 490.6232197.27

=66.65

λ = 66.65

Daca 60 < λ < 100 se determina forta critica la flambaj:

Ff = π∗d12

4∗¿ (a-b*λ) = 3.14∗252

4∗¿ (350-1.15*66.65) = 134113.57[N]

Ff = 134113.57 [N]

Coeficientul de siguranta va fi:

c = F f

F=134113.57

14000 = 9.57

Unde a si b au valorile: pentru OL 50 a = 350 ; b = 1.15;

4.Dimensionarea piulitei rotitoare[1,2]

Forma piulitei, construita pe criterii functionale este prezentata in fig. 4.10

Pentru determinarea diametrului exterior De se procedeaza astfel:

- se alege rulmentul astfel incat capacitatea statica Co a lui sa fie Co > F iar diametrul alezajului rulmentului df sa fie mai mare decat diametrul exterior al surubului.

- se ia din STAS diametrul exterior al rulmentului, Dr

- se determina De = Dr +( 4.....6 ) mm.

Lungimea piulitei se determina cu relatia: m = z * P = 10*6 = 60

Co = 39 kN; D = 32mm; De = 55mm;

Rulment - 32x55x12 STAS 51206

Restul dimensiunilor se iau constructiv.

Fig.4.10 pag.66

5.1.Verificarea corpului piulitei[1,2]

Pentru verificarea piulitei trbuie sa verificam rezistenta acesteia la eforturile normale si tangentiale care apar la incarcarea cricului.

Astfel pentru eforturile normale vom calcula:

σc = 4∗F

π∗(De2−D1

2)= 4∗14000

3.14∗(552−262) =7.59[N/mm2]

σc = 7.59[N/mm2]

Pentru eforturile tangentiale:

t = 16∗103∗M t 1∗D e

π∗(D e4−D 4)

=16∗103∗33.37∗553.14∗(554−264)

= 1.07[N/mm2]

t = 1.07[N/mm2]

Pentru sectiunile solicitat compuse:

σech = √σ t2+4∗T t

2 = √7.592+4∗1. 072 = 7.88[N/mm2]

σech = 7.88[N/mm2]

Stift filetat ce impiedica miscarea de translatie a piulitei,degajare ce se afla in partea inferioara a gulerului piulitei,acesta fiind ales conform DIN 417.

Degajarea aflata in partea superioara a gulerului este pentru inel Seeger (DIN 471 A52), necesar fixarii mecanismului cu clichet pe corpul piulitei.

6.Calculul cupei[2]

Forma si dimensiunile cupei se stabilesc constructiv, in functie de dimensiunile capului surubului de forta.Calculul cupei cuprinde verificarea la solicitarile principale,care depind de tipul cricului si solutia constructiva adoptata.

Dcs < d1 d1 – este diametrul interior al filetului surubului pe care se monteaza cupa

Dcs = √ 4∗Fπ∗ψD∗qa

=√ 4∗140003.14∗0.96∗30

= 24.88 mm

Se adopta Dcs = 25 mm reprezentand diametrul exterior al capatului surubului.

ΨD = 0.96......0.9375 (reprezentand factorul dimensional al suprafetei de sprijin).

qa = 25.......40 N/mm2 (presiunea admisibila de contact,pentru cuplu de materiale otel/otel si otel/fonta)

Diametrul superior al cupei:

dc1 = (2,4......2.5)*d = 2.4*32 = 76.8 [mm] dc1 = 76.8[mm]

Diametrul inferior al cupei:

dc2 = Dcs+(8......10) = 25+10 = 35 [mm] dc2 = 35[mm]

Inaltimea cupei:

hc = (1.4......1.6)*d = 1.5*32 = 48 [mm] hc = 48[mm]

Adancimea gaurii, din interiorul cupei,unde introducem capatul surubului:

hcs = hc – 10 = 48 – 10 = 38[mm] hcs =38[mm]

Fig.4.14 a si b pag.72

6.1.Verificarea cupei[2]

Daca cupa este rezemata pe suprafata superioara a surubului de forta (cric cu piulita rotitoare) se verifica strivirea dintre cupa si surub:

σstr = 4∗F

π∗Dcs2= 4∗14000

3.14∗252 = 28.53[N/mm2]

σstr = 28.53[N/mm2] σstr ≤ σastr

σastr – presiunea admisibila de contact pentru suprafete imobile,in N/mm2

6.2.Alegerea si verificarea dimensiunilor stiftului care solidarizeaza cupa de surubul principal[1,2]

Se recomanda alegerea unui stift cilindric,conform STAS 1599-80

d” = (0.15.......0.25)*Dcs = 0.25*25 = 6.25 [mm]

d” = 6[mm]

Pentru verificare se utilizeaza relatiile:

f = 4∗103∗M t

π∗Dcs∗d2}} = {4* {10} ^ {3} *16.68} over {3.14*25* {6} ^ {2} ¿¿ = 23.60[N/mm2]

σs1 = 4∗103∗M t

d} *( {d} rsub {c2} rsup {2} - {D} rsub {cs} rsup {2} )} = {4* {10} ^ {3} *16.68} over {6*( {35} ^ {2} - {25} ^ {2} ) ¿¿ =

18.53[N/mm2]

σs2 = 6∗103∗M t

d} * {D} rsub {cs} rsup {2}} = {6* {10} ^ {3} *16.68} over {6* {25} ^ {2} ¿¿ = 26.68[N/mm2]

Mt = 0.5*Mt1 = 0.5*33.37 = 16.68Nm

Unde Tf este efortul unitar de forfecare din stift,in N/mm2

af = (0.2...0.3)*Ro2 =0.2*250 = 50N/mm2 – efortul unitar admisibil la forfecare in N/mm2

σas ≤ 0.8*Ro2 = 0.8*250 = 200N/mm2 – efortul unitar admisibil la strivire, in N/mm2

R02 = 250 - limita de curgere a materialului stiftului,in N/mm2

7.Calculul mecanismului de actionare[2]

Mecanismul de actionare ales va fi cu clichet vertical.Principalele dimensiuni ale mecanismelor de actionare cu clichet se determina cu ajutorul calcului de rezistenta.

Fig.4.16 pag.74

7.1.Calculul manivelei[2]

Lungimea manivelei se determina in functie de momentul de torsiune total care trebuie sa fie realizat de catre muncitor la actionarea cricului.

Lc = 103∗M tot

K∗n i∗Fm

= 103∗35.821∗1∗200

=179.1[mm] Lc =179.1[mm]

L = Lc + l0 =179.1+50 = 229.5 [mm] L =229.5[mm]

Unde L0 este lungimea de calcul a manivelei, in mm.

L – lungimea efectiva a manivelei, in mm;

L0 – lungimea necesara prinderii manivelei in mm si anume: l0 = 50mm pentru un muncitor;

Mtot = Mt1 + Mt2 –pentru cricul cu piulita rotitoare,in Nm

Mtot = 33.37 + 2.45 = 35.82 Nm

ni = numarul de muncitori care actioneaza cricul;

K – coeficientul de nesimultaneitate,care are valorile: K = 1, pentru ni = 1;

Fm = 150.......350 N, forta cu care actioneaza un muncitor.

7.2.Determinarea diametrului manivelei si a prelungitorului[2]

Din solicitarea de incovoiere rezulta diametrul d5 (sectiunea A – A , fig.4.16)

In cazul mecanismului cu clichet vertical se foloseste formula:

d5 = 3√32∗K∗ni∗Fm¿¿¿ =12.20

d5 = 12.20[mm]

Lm = (0.25........1)*Lc + l0 = 0.50*179.1+50 = 139.55[mm];

l = 50.........120 N/mm2 – in cazul in care se foloseste prelungitor;

σai = 100........120 N/mm2 pentru oteluri carbon obisnuite si oteluri carbon de calitate;

Diametru D se determina constructiv, se ia d5 = 14

D = (1.2........1.4) * d5 = 1.4 * 14 = 19.6, de unde luam D = 20mm

7.3.Verificarea manivelei[2]

In cazul mecanismului de actionare cu clichet vertical prelungitorul se verifica la incovoiere in sectiunea B – B (fig.4.16) cu formula:

σi = 32∗K∗ni∗Fm∗(L−Lm)

πD

∗(D4−d54)

=32∗1∗1∗200∗(229.1−140)

3.1420

∗(19.574−13.984) = 33.48[N/mm2]

σi = 50.47[N/mm2] σi ≤ σai σai = 100..........120[N/mm2]

7.4.Calculul rotii de clichet[2]

Rooata de clichet se va fixa pe piulita cu o pana paralela.

Dimensiunile rotii de clichet se pot determina cu relatiile:

0.7*d = 0.7*55 = 38.5mm – pentru conturul patrat;

0.5*d = 0.5*55 = 27.5mm – pentru conturul hexagonal;

Z ≥ 0.1 * Lc = 0.1 * 179.1 = 17.91; z = 20; zmin = 8 dinti;

Fig.4.17 pag.76

Di =1.4*55 = 77[mm] Di = 77[mm]

Dm = Di

1−0.25∗πz

= 77

1−0.25∗3.1420

= 80.12[mm] Dm = 80.12[mm]

t = π∗Dm

z=3.14∗80.12

20 = 12.57[mm] t = 12.57[mm]

b = 0.5*t = 0.5*12.57 = 6.28[mm] b = 6.28[mm]

h = 0.5*b = 0.5*6.28 = 3.14[mm] h = 3.14[mm]

De = Di + 2*h = 77+2*3.14 = 83.28[mm] De = 83.28[mm]

Unde d este diametrul exterior al filetului surubului pe care se monteaza roata de clichet,in mm.

z – numarul de dinti ai rotii de clichet.

7.5.Verificarea rotii de clichet[2]

Dintii rotii de clichet se verifica la incovoiere, forfecare si strivire.

Frc = 2∗103∗M tot

Dm

=2∗103∗35.8280.12

= 876.68N

Frc = 876.68N, - sarcina care actioneaza pe dintele rotii de clichet;

Efortul unitar la incovoiere:

σi = 3∗F rc∗h

b2∗δ=3∗876.68∗3.14

6.282∗7 = 29.91[N/mm2]

σi = 29.91[N/mm2]; σi ≤ σai; σai = 100.....120 [N/mm2]

δ = 5........10 mm, latimea rotii de clichet;

Verificarea dintilor rotii de chlichet la forfecare:

Fig.4.18 si 4.19 pag.77

f = Frc

b∗δ= 876.68

6.28∗7 = 19.94[N/mm2] f ≤ af; af = 60.........95 [N/mm2]

Verificarea la strivire dintre dintele rotii de clichet si clichet:

σsl = F rc

b∗h= 876.68

6.28∗3.14 = 44.47[N/mm2] σsl ≤ σasl; σasl = 80......100[N/mm2]

Suprafata de contact dintre roata de clichet si surubul pe care se monteaza acesta este solicitata la strivire.Efortul unitar de strivire pe suprafata se determina cu relatia:

σs2 = 12∗103∗M tot

ni∗a2∗δ=12∗103∗35.82

6∗27.52∗7 = 13.53[N/mm2]

σs2 ≤ σasl; σs2 = 13.53[N/mm2]; σasl = 80 N/mm2

7.6.Pana se verifica la presiunea de contact si forfecare.[2,4]

Materialul pentru pana OLC 45; Rm = 610 MPa; Rp02 = 360 Mpa;

Presiunea de contact:

P = 4∗M tot

d p∗h∗l p

=4∗35.82∗103

55∗8∗15 = 21.70[N/mm2]

P ≤ Pa Pa = 36.......72[N/mmm2]

f = 2∗M tot∗103

dp∗h∗l p

=2∗35.82∗103

55∗8∗15 = 10.85[N/mm2]

f ≤ af af = 72........108[N/mm2]

dp – diametrul piulitei pe care se monteaza roata de mana;

b , h , lp – latimea,inaltimea si lungimea penei paralele .

b = 12mm; h = 8mm; lp =15; dp = 55mm;

7.7.Calculul clichetului[2]

Clichetul vertical rezulta constructiv in functie de dimensiunile manivelei:

l1 = 7mm

l2 = 15mm

c = h = 5mm

h1 = 20mm

Fig.4.21 pag.78

7.8.Verificarea clichetului[2]

Efortul unitar efectiv de incovoiere:

σi = 6∗F rc∗l1

c∗h12 =6∗876.68∗7

5∗202 = 18.41[N/mm2] σi ≤ σai

σai = 100........120 N/mm2

unde:

Frc = 2∗103∗M tot

Dm

=2∗103∗35.8280.12

= 876.68N este sarcina ce actioneaza pe dintele rotii

de clichet;

h – inaltimea dintelui rotii de clichet,in mm;

Fb = Frc¿l1l2

= 876.68¿ 715

= 409.11 N;

7.9.Calculul boltului[2]

Se dimensioneaza pe baza solicitarii de incovoiere si se verifica la forfecare si strivire cu relatiile:

Pentru bolturi din otel carbon se pot lua:

σai = 100.......120 N/mm2

af = 80..........95 N/mm2

σas = 60 N/mm2

Fig.4.23 pag.79

db = 3√ 16∗Fb∗hπ∗σ ai

= 3√ 16∗409.11∗53.14∗100

= 4.70[mm];

f = 4∗Fb

π∗db2 =4∗409.11

3.14∗62 = 14.47[N/mm2]; f = 14.47[N/mm2]; f ≤ af;

σs = Fb

db∗h=409.11

6∗5 = 13.63[N/mm2]; σs = 13.63[N/mm2]; σs ≤ σas;

In funcie de diametrul gaurii boltului (d3 = 2mm ) s-a ales si stiftul conic ce solidarizeaza tija de piesa inelara asezata pe piulita,conform DIN

8.Constructia si calculul corpului[2]

Pentru realizarea corpului cricului s-a ales o varianta care es realizeaza prin turnarea intregului corp dintr-o piesa.Astfel corpul se va turna dintr-o fonta cenusie Fc-250 care are urmatoarele caracteristicii:

Solicitari cu concentartori de tensiune:

[N/mm2]

-compresiune ac = 63……95 [N/mm2]

-incovoierea i= 42……65 [N/mm2]

-rasucire at = 36……46 [N/mm2]

- forfecare af = 20…….30[N/mm2]

Solicitari fara concentratori:

-tractiune at = 69.......106[N/mm2]

-compresiune ac = 173……265 [N/mm2] fig.4.25 pag.81

-incovoierea i = 117……180 [N/mm2]

-rasucire =at 83……127 [N/mm2]

8.1.Calculul corpului[2]

a = 6…….10 mm a = 8 mm

b = (1.2……..1.5)*a = 1.5*8 = 12 mm b = 12 mm

D5 = De + (4……..10) = 55+10 = 65 mm D5 = 65 mm

D6 = D5 + 2*a = 65 + 2*8 = 81 ≥ Dg D6 = 81 mm

H1 = n1 * P +(20……60)= 45*6+50 = 320mm H1 = 320 mm

D7 = D5

D8 = √ 4∗Fπ∗σas

+D72=√ 4∗14000

3.14∗2+¿ 652 = 114.63[mm]

D8 = 114.63[mm];

σas = (2……..3) N/mm2 pentru beton

σas = (1.2……..2) N/mm2 pentru scandura

σas = (1.2……..2) N/mm2 pentru pamant

cu conditia: 20 mm ≤ D8−D7

2 = 50mm

20 ≤ 25 ≤ 50;

Verificarea se face la compresiune:

σc = 4∗F

π∗(D 62−D5

2 )= 4∗1400

3.14 (812−652 ) = 7.63N/mm2

σc ≤ σac; unde: σac = (80……100)N/mm2

9.Bibliografie

1. Belcin O. s.a Organe de masini.Elemente constructive in proiectare.Cluj – Napoca, Editura RISOPRINT,2011.

2. Mateisan,D., s.a. Elemente de proiectare pentru mecanismele cu surub si piulita,Cluj-Napoca,Atelierul de multiplicate al Institutului Politehnic,1985.

3. Sucala F.,s.a.Mecanisme si organe de masini,Vol.I si II,Clij-Napoca,Editura RISOPRINT,2005-2006.

4. Sucala F.,s.a.Organe de masini,mecanisme si tribologie.Studii de caz.Cluj-Napoca,Editura Todesco, 2008.