proiect p.a.c. popa bogdan 20.05.2011
TRANSCRIPT
CUPRINS
Cap.1 - Memoriu de prezentare;
Cap.2 - Elaborarea soluţiilor constructive;
Cap.3 - Calculul ajustajului cu strângere;
Cap 4 - Calculul de dimensionare a şurubului de acţionare;
Cap 5 - Alte calcule de rezistenţă şi verificare la rezistenţă.
Anexe
1. Desen de ansamblu
2. Desene de executie pentru placa extractor, brate si surub
3. Model geometric tridimensional
0
TEMA DE PROIECT
Să se proiecteze un extractor de rulmenţi cu trei braţe, a cărui soluţie
constructivă se prezintă în figura 1, pentru extragerea rulmenţilor radiali cu bile
montaţi cu strângere pe arbore, ajustajul format (între rulment şi arbore) fiind H7/r6.
Semnificaţia notaţiilor din figură este:
1. Taler de sprijin;
2. Gheară extractoare;
3. Piuliţă (corpul extractorului);
4. Mâner de acţionare;
5. Tijă filetată;
Arborele este în clasa 7 de precizie, iar inelul interior al rulmentului în clasa 6 de
precizie ( H7/r6).
Conţinutul proiectului:
- Partea scrisă:
Cap.1 Memoriu de prezentare;
Cap.2 Elaborarea soluţiilor constructive (minim 3);
Cap.3 Calculul ajustajului cu strângere;
Cap 4 Calculul de dimensionare a şurubului de acţionare;
Cap 5 Alte calcule de rezistenţă şi verificare la rezistenţă.
- Partea grafică (realizată CAD):
- desen de ansamblu;
- desene de execuţie pentru reperele: 3,5,2
- modelul geometric tridimensional pentru întreg ansamblu.
Se vor elabora 3 soluţii constructive pentru schema de principiu prezentată în
figura 1.
1
Figura 1). Schema de principiu a unui extractor de rulmenţi
Condiţiile de elaborare a proiectului:
Partea scrisă:
Se elaborează asistat de calculator în WORD ver.7 sau XP cu următoarele precizări:
Formatul paginii A4;
Marginile:stânga 2.5, dreapta 2.5, sus 2.5, jos 2.5;
Paragrafele la 1,5 rânduri;
Fonturile utilizate ARIAL 12;
Figurile inserate în text.
Titlul capitolelor se va scrie BOLD cu MAJUSCULE, ARIAL 14,
Aliniat la un Tab. Capitolele se vor numerota cu 1, 2, 3, 4, ….
Subcapitolele vor fi numerotate 1.1, 1.2, 1.3 etc.
BOLD, ITALIC, ARIAL 12, aliniate la două Tab-uri.
Figurile se numerotează 1.1, 1.2, în funcţie de capitolul din care fac parte (în
exemplu capitolul 1). Sub figuri se trece semnificaţia.
Relaţiile se scriu pe rânduri fără text, se numerotează, se centrează pe mijlocul
paginii şi sunt precedate şi urmate de un rând liber.
2
C = A +B [mm] (1.1)
unde:
C= ….;
A=….;
B=…. .
Conţinutul:
Copertă;
Tema de proiect;
Cuprins;
Conţinutul părţii scrise;
Partea grafică (scoasă la imprimantă).
Bibliografie;
Opis;
Plic cu CD care conţine partea scrisă şi grafică a proiectului
3
1. MEMORIU DE PREZENTARE
Exploatarea corectă a lagărelor cu rulmenţi este determinată şi de alegerea
soluţiilor pentru montarea şi demontarea acestora, corespunzătoare tipului şi
dimensiunilor rulmentului, felul ajustajului, productivităţii operaţiei etc.
Rulmenţii mici şi mijlocii, formând în carcasă şi/sau pe arbore un ajustaj cu
joc, se montează cu mâna, urmărindu-se o conducere şi aşezare corectă pe
suprafeţele de sprijin. Rulmenţii de dimensiuni mari sunt fixaţi cu mijloace adecvate
de sprijinire şi conducere, în cazul rulmenţilor care se montează în carcasă şi/sau pe
arbore cu ajustaje cu strângere se folosesc metode şi mijloace specifice.
Pentru uşurarea introducerii rulmenţilor în carcase şi/sau pe arbori, atât în
cazul ajustajelor cu joc, cât şi în cazul ajustajelor cu strângere, suprafeţele de montaj
ale arborilor şi carcaselor se ung cu un strat subţire de ulei. Demontarea rulmenţilor
din carcase şi de pe arbori se face, de asemenea, cu mâna sau mijloace specifice
corespunzătoare felului ajustajului, tipului şi mărimii rulmentului, a necesităţii de
refolosire atât a rulmenţilor, cât şi a carcaselor sau arborilor.
La demontarea rulmenţilor cu alezaj cilindric de pe arbori şi din carcase,
ordinea operaţiilor este inversă acelora de montare. Astfel se va demonta mai întâi
subansamblul montat cu ajustaj cu joc sau strângere mai mică (fig. 2.1, fig. 2.2),
urmând apoi demontarea elementelor montate cu strângere mai mare.
4
2. ELABORAREA SOLUTIILOR CONSTRUCTIVE
Extractor rulmenţi UNIMAX 76 mm
Extractor rulmenţi UNIMAX 305 mm
5
3. CALCULUL AJUSTAJULUI CU STRANGERE
3.1. Alegerea din STAS a rulmentului (radial cu bile):
Rulmentul se alege în funcţie de diametrul arborelui: d = 45 mm.
Rulment radial cu bile pe un rând cu cale de rulare Seria 6209 ( STAS 3041 - 80):
d = 45 mm;
D = 85 mm;
B = 19mm;
r = 5 mm;
m = 0.429 kg/buc
Capacitatea de încărcare:
- dinamică Cr=33000 N
- statică C0r= 20300 N
Fig.3.1. a
6
Fig 3.1.b
Rulmenţii radiali cu bile sunt simpli din punct de vedere constructiv, uşor de
montat şi de întreţinut. Ei pot funcţiona la turaţii ridicate şi pot prelua atât sarcini
radiale, cât şi axiale.
7
3.2 Calculul forţei de extragere a rulmentului.
În această parte se va determina valoarea forţei de extragere a rulmentului
care este necesară pentru dimensionarea elementelor în cadrul calculului de
rezistenţă.
Fig 3.2
3.3. Abateri limită pentru ajustajul cu strângere H7/r6.
Ajustajul H7/r6 se utilizează la fixarea “mijlocie” a pieselor din metale feroase
şi fixarea uşoară la piese din metale neferoase (bucşe presate în lagăre, ghidaje,
capete de bielă, fixarea rotorilor de pompă pe arbore etc.).
Strângerea maximă pentru ajustajul H7/r6 este:
Smax = dmax – Dmin
unde: dmax = N + Asd
Dmin = N + AiD
8
Fig. 3.3
r6 – abaterea superioară a arborelui:
- Asd =+50; dmax = 45,50mm;
- abaterea inferioară a arborelui:
- Aid = +34; dmin = 45,34 mm;
H7 – abaterea superioară a alezajului:
- AsD =+25; Dmax = 85.25 mm;
- abaterea inferioară a alezajului:
- AiD = 0; Dmin = 85.00 mm.
Dmax = N + Asd = 85.25 mm
Dmin = N + AiD = 85.00 mm
3.4. Calculul forţei de extragere a rulmentului.
Forţa de extragere este determinată de presiunea de contact dintre arbore şi
alezajul rulmentului, de coeficientul de frecare la depresare şi de aria de contact
dintre rulment şi arbore. La rândul ei, presiunea de contact este determinată de
câmpurile de toleranţă ale elementelor ajustajului şi de dimensiunile inelului interior al
rulmentului.
9
3.4.1. Calculul presiunii de contact.
Între două piese asamblate prin strângere după dimensiunea “d” din figura 4
va aparea o presiune de contact “p” dată de formula:
p=Smax
d (C A
E A
+CB
EB)
[ daN /mm2 ]
unde: Smax – strângerea maximă [mm];
p – presiunea pe suprafaţa de contact [daN/mm²]
C A=1+( d1
d )2
1−( d1
d )2−γ A
CB=1+( dD )
2
1+( dD )2+γB
unde:
C A ,CB – constante pentru arbore, respectiv butuc;
,Aט – Bט coeficientul lui Poisson pentru materialele arborelui, respectiv butucului
(rulment);
;B = 0,3 pentru oţelט ,A ט
EA , EB – modulele de elasticitate ale arborelui, respectiv butucului (rulment);
EA=EB = 2,1·104 [daN/mm²]
Smax = 0,16 [mm]
d = 45 [mm]
D = 85 [mm]
d1= 0
10
C A=1+( 0
45 )2
1−( 045 )
2−0,3=1
1−0,3=1−0,3=0,7
CB=1+(45
85 )2
1−(4585 )
2+0,3=1 ,279
0 ,721+0,3=1.773+0,3=2 ,073
p=0 ,16×2,1×104
45 (0,7+2 ,073 )=3360
45×2 . 773= 3 . 360
124 ,785=26926
daN /mm2
P= 26.926 daN /mm2
3.4.2. Determinarea forţei de extragere a rulmentului
La depresare trebuie să se deplaseze relativ cele două elemente ale
ajustajului, fiind necesar să se învingă forţa de frecare generată datorită presiunii de
contact “p”.
Această forţă este dată de relaţia:
Ff = μ·N [daN]
unde: Ff – forţa de frecare;
μ – coeficientul de frecare la depresare, dependent de modul în care sa
realizat presarea;
μ=0,1 pentru presarea la rece longitudinală;
N – normala pe suprafaţa de contact;
N = p·A = p·π·d·B
A – aria de contact.
11
Condiţia de extragere este:
Fex > Kc·Ff
Fex – forţa extractoare;
Kc – coeficient de corecţie;
Kc = 2...5
Fex > Kc·μ·N
Fex > Kc·μ·p·π·d·B
Fex > 3·0,1·26.926 ·3,14·45·19
Fex > 7805,228 [daN]
Forţa de extragere este:
Fex = 21686.468 [daN]
4. CALCULUI DE DIMENSIONARE A FILETULUI SURUBULUI DE
ACTIONARE
Acest capitol cuprinde calculul de rezistenţă al şurubului, inclusiv al lagărului
axial cu pastilă sferică. Se justifică alegerea materialelor pentru aceste elemente,
dimensionarea şi alegerea preciziei dimensionale şi calităţii geometrice a
suprafeţelor.
Şurubul constituie partea cea mai importantă a extractorului de rulmenţi de pe
capete de arbori şi de aceea proiectarea lui are o importanţă deosebită.
4.1. Alegerea materialului
Alegerea materialului se face pe baza criteriului îndeplinirii funcţiunii, criteriul
tehnologic şi criteriul economic.
a) Criteriul îndeplinirii funcţiunii impune ca materialul ales să asigure rezistenţa
piesei la solicitări mecanice, deformaţii, uzură-coroziune şi la vibraţii. Deteriorarea
cea mai frecventă a unui astfel de şurub este reprezentată de pierderea stabilităţii
elastice, celelalte solicitări (compresiunea şi răsucirea) fiind nepericuloase.
Îndeplinirea funcţiunii reclamă deci un material cu o bună stabilitate elastică.
Deoarece această proprietate depinde numai de modulul de elasticitate longitudinal
12
al materialului, care nu variază sensibil de la oţel la oţel, se poate alege practice
pentru şurub orice calitate de oţel.
b) Criteriul tehnologic ia în considerare capacitatea materialului de a se
prelucra uşor prin aşchiere şi de a nu necesita tratamente termice complexe. Întrucât
solicitările din şurub sunt moderate, este recomandabilă adoptarea unui oţel carbon
obişnuit (STAS 500/2-77) care se prelucrează cu uşurinţă.
c) Criteriul economic impune ca preţul global, de fabricaţie şi de exploatare, să
fie cât mai mic posibil. Deoarece şurubul presei nu necesită o întreţinere deosebită,
iar oţelurile carbon obişnuite sunt cele mai ieftine, rezultă că utilizarea unui
asemenea oţel la confecţionarea lui este pe deplin justificată.
Materialul ales este: OLC 45 (STAS 500/2-77) tratat prin călire urmată de o
revenire joasă.
Σc= 230 [MPa]
σr= 370 [MPa]
σp = 200 [Mpa]
σc, σr, σp – limita de curgere, de rupere, respectiv de proporţionalitate a oţelului
4.2. Stabilirea formei constructive
Datorită răspândirii în domenii şi condiţii funcţionale variate, şuruburile se
întâlnesc într-o mare diversitate de forme constructive.
Pentru îndeplinirea funcţiunii, şurubul trebuie să aibă forma prezentată în figura :
Fig. 4.1
13
4.3. Determinarea diametrului interior al filetului şurubului
Pentru a evita flambajul şurubului, forţa maximă de compresiune care
acţionează asupra sa în exploatare, F, trebuie să îndeplinească inegalitatea:
F·c < Fcr, unde: Fcr
c = 4...5 - coeficientul de stabilitate elastică.
Expresia de calcul a forţei critice de flambaj depinde de domeniul -elastic sau
plastic- în care acesta are loc, definite de anumite valori limită ale tensiunii critice de
flambaj, σcr, sau ale coeficientului de zvelteţe.
Se calculează diametrul necesar:
d=√ 4×Fex
π×σac = 4
unde: Fex – forţa extractoare;
σac – efortul unitar admisibil de compresiune [daN/mm²]
σac = 60 ... 80 [MPa] - pentru sarcina de lucru F ≥ 20000 [daN]
d=√ 4×27000 3 ,14×80
=√108000251 .2
=√429 .936=20 .734=21mm
Diametrul necesar este:
dnec= 21 [mm]
Dimensionarea şurubului
Pentru o mai bună proporţionalitate între diametrul şurubului şi diametrele rulmentului
si pentru o siguranta crescuta alegem:
- diametrul interior al şurubului: d1= 24 [mm]
- lungimea şurubului: l = 300 [mm]
14
4.4. Alegerea filetului şurubului
4.4.1. Alegerea tipului de filet
Alegerea filetului se face în funcţie de destinaţia şurubului; pentru extractorul
de rulmenţi se foloseşte un şurub de mişcare pentru care se recomandă un filet
pătrat, trapezoidal sau ferăstrău.
Recomandări pentru stabilirea tipului de filet
Tipul
filetuluiSTAS Se recomandă la:
Pătrat -Forţe mici şi medii de direcţie constantă acţionând într-un
singur sens; randament ridicat
Trapezoida
l2114-75
Forţe mari de direcţie variabilă acţionând în ambele
sensuri; randament mai mic cu 4-5% decât filetul pătrat
Fierăstrău 2234-75
Forţe mari, variabile şi cu şoc acţionând într-un singur
sens; direcţia forţei constantă; randamentul comparabil cu
a filetului pătrat.
Rotund 668-80Este un filet cu destinaţie specială; forţe dinamice mari;
înşurubări şi deşurubări repetate în condiţii grele de lucru.
La alegerea tipului de filet se vor avea în vedere următoarele aspecte:
- pierderile prin frecare la deplasarea sub sarcină trebuie să fie cât mai mici,
învederea realizării unui randament cât mai bun;
- frecarea la deşurubare trebuie să fie pe cât posibil, cât mai mare, pentru a
asigura autofrânarea.
Alegem filet patrat cu pas normal (STAS 1450/1-74).
1) Diametrul exterior al şurubului d = 30,500 [mm]
2) Pasul filetului p = 6 [mm]
3) Înălţimea filetului la şurub t1 = 0,5·p = 0,5·6 = 3 [mm]
4) Raza de racordare a filetului la şurub r = 0o
5) Adâncimea filetului la şurub e = 0,5·p = 0,5·6 = 3 [mm]
15
Filet interior
Filet exteriord
d2 d1 D1
D2
D
p
Axa filetului
6) Diametrul interior al şurubului d1 = d - 2t1 = 30 - 2·3 = 24 [mm]
7) Diametrul mediu al şurubului 27 [mm] d2=
d+d1
2=54
2=27mm
8) Jocul axial j = 2·a = 2·0,25 = 0,5 [mm]
9) Diametrul exterior al piuliţei D = d + 2·a = 30 + 2·0,25 = 30,5 [mm]
10) Diametrul interior al piuliţei D1 = d1 = 24 [mm]
11) Diametrul mediu al piuliţei D2 = d2 = 27 [mm]
12) Înălţimea filetului la piuliţă t = 0,5·p + a = 0,5·6 + 0,25 = 3,25 [mm]
13) Adâncimea filetului la piuliţă e = 0,5·p = 0,5·6 = 3 [mm]
14) Teşirea piuliţei t2 = t1 – t = 3 – 1 = 2 [mm]
Tabel
Dimensiunile nominale ale filetului pătrat Pt
Diametrul
nominal
d [mm]
Pasul
P [mm]
Diametrul mediu
d2 = D2 [mm]
Diametrul
Exterior D [mm]
Diametrul interior
d1 = D1 [mm]
0 1 2 3 4
102 9,000 10,500 8,000
3 8,500 10,500 7,000
122 11,000 12,500 10,000
3 10,500 12,500 9,000
14 2 13,000 14,500 12,000
16
3 12,500 14,500 11,000
162 15,000 16,500 14,000
4 14,000 16,500 12,000
182 17,000 18,500 16,000
4 16,000 18,500 14,000
202 19,000 20,500 18,000
4 18,000 20,500 16,000
22
2 21,000 22,500 20,000
5 19,500 22,500 17,000
8 18,000 22,500 14,000
24
2 23,000 24,500 22,000
5 21,500 24,500 19,000
8 20,000 24,500 16,000
26
2 25,000 24,000
5 23,500 26,500 21,000
8 22,000 18,000
28
2 27,000 26,000
5 25,500 28,500 23,000
8 24,000 20,000
3 28,500 27,000
30 6 27,000 30,500 24,000
10 25,000 20,000
3 30,500 29,000
32 6 29,000 32,500 26,000
10 27,000 22,000
36
3 34,500 33,000
6 33,000 36,500 30,000
10 31,000 26,000
40 3 38,500 37,000
6 37,000 40,500 34,000
17
10 35,000 30,000
44
3 42,500 41,000
8 40,000 44,500 36,000
12 38,000 32,000
5. ALTE CALCULE DE REZISTENTA SI VERIFICARE LA REZISTENTA
5.1. Stabilirea formei constructive a piulitei
Piuliţele au o mare diversitate de forme constructive, ce depind de scop,
spaţiu disponibil şi sistemul de asigurare. Pentru cazul de faţă, decisiv în alegerea
formei constructive este scopul, piuliţa fiind piesa pe care se sprijină traversa şi care
preia de la şurub forţa de depresare.
Forma constructivă a piuliţei este prezentată în figura.
Fig. 5.1
Piuliţa este filetată pe toată înălţimea H; forma şi dimensiunile filetului se aleg în
funcţie de filetul şurubului.
5.2. Alegerea materialului
18
Se alege oţelul: OLC 45 (STAS 500/2) cu următoarele caracteristici mecanice:
- σc= 230 [MPa] - limita de curgere;
- σr= 410...490 [MPa]
5.3. Calculul numărului de spire
unde: Pa = 7 ... 13 [MPa] - pentru oţel / oţel;
z=4×Fex
π (d2−D12) pa
z ≤ 10 (număr întreg)
z= 4×25000
3 ,14×( 302−242 )×13=100000
13225 . 68=7 .54
≈ 8 spire
Z = 8 spire
5.4. DETERMINAREA DIMENSIUNILOR PIULIŢEI
5.4.1. Determinarea înălţimii piuliţei
Înălţimea piuliţei, H, se determină, în ipoteza că forţa axială se repartizează uniform
asupra tuturor spirelor, din condiţia de rezistenţă a acestora la contact şi încovoiere.
Condiţia de evitare a strivirii este:
Fex=π×d2×h×z×pax
unde: z – numărul de spire al piuliţei;
h – înălţimea radială de contact între spirele piuliţei şi şurubului;
t – înălţimea filetului la piuliţă;
t = h = 3,25 [mm]
pax - presiunea se alege tabelar
pax= 13 [MPa]
19
z=250003 ,14×27×3 ,25×13
=250003581 ,995
=6 . 97 ≈ 7 spire
H = z · p = 7·6 = 42 [mm]
p – pasul filetului
Condiţia de rezistenţă la încovoiere a spirelor piuliţei:
σ i=3×Fex (d2−d1)π×d1×h2×z
≤σai
unde: σai = 60 ... 80 [MPa] – tensiunea admisibilă la încovoiere
σi < σai
σ i=3×25000× (27−24 )3 ,14×24×3 ,252×7
=2250005571 .93
=28 ,66 ≈40.38 MPa
σ i=40<60=σai
Verificarea la forfecare
τ f=Fex
π×d1×h×z≤τaf
τ af=50 . .. 60 MPa
τ f=250003 ,14×24×3 . 25×7
=250001714 ,44
=14 ,58 MPa
τ f=14 ,58<50=τ af
5.4.2. Determinarea diametrului exterior al piuliţei
Diametrul D4 al piuliţei se determină din condiţia de rezistenţă la tracţiune a
20
cilindrului cuprins între D3 şi D4.
F=π4 (D3
2+D42 )×σ a=
3 ,144
(50 ,52+30 ,52)×60=3 ,144
(2550 .25+930 ,25)=163931 ,55daN
σ a=60 .. . 80MPa
Dacă D3 rezultă prea apropiat de diametrul D4 se adoptă constructiv:
D3= D4 + 10 = 30,5+ 10 = 40,5 [mm]
D4= D = 30,5 [mm]
Pentru o mai ridicata siguranta am marit dimensiunile cu 5 mm pe raza.
Pentru sigurant am ales D3=50.5 [mm]
5.5 CALCULUL DE VERIFICARE ŞURUBULUI DE ACŢIONARE
5.5.1. Verificarea la solicitări compuse
Şurubul trebuie acţionat în timpul extragerii rulmentului de un moment total,
Mt, compus din momentul de frecare din filet, Mf, şi momentul din lagărul axial, Mp:
Mt= Mf+ Mp [daN·mm]
M f=Fex×d2
2×tg (βm+ϕ)
M p=3πγ
×μ×a×Fex
unde: Fex- forţa extractoare;
d2 – diametrul mediu al şurubului;
φ – unghiul de frecare: φ = arctg μ = arctg 0,1 = 5,71º
21
D32−D4
2= 4×Fπ×σa
=4×163931,553 ,14×60
=348 ,058mm
μ – coeficientul de frecare dintre materialul piuliţei şi al şurubului: μ= 0,1
βm – unghiul de înclinare a elicei medii care se calculează în funcţie de diametrul
mediu, d2, al filetului şi pasului său, p;
γ= 0,18;
tg βm= βπ×d2
= 63 ,14×27
=0 .070
Verificarea condiţiei de autofrânare: βm ≤ φ unde:
βm= arctg 0,070= 4.00417o
4.00417º < 5,71º
M f=Fex×d2
2×tg (βm+ϕ)=25000×27
2×tg (4 ,00417+5 ,71 )=337 ,50×tg 9 ,71417=57 ,775daN /mm
Contactul se face pe un cerc de rază “a” dată de relaţia:
R= D /2tg 300
=30 /20 . 57
=26 ,31
Unde:
ᶯ =0.000086
a=0 ,9086×3√η×R×Fex=0 ,9086×3√0 ,000086×26 ,31×25000=3 ,487
a=3 ,487
EA = EB = 2,1·104 [daN / mm]
22
M p=3 πγ
×μ×a×Fex
M p=3×3.140 . 8
×0,1×3 ,487×25000
M p=102648 ,562 [daN /mm ]M t = M f + M p = 57,775 +102648,562 = 102706,375 [ daN mm ]
23
Tabel
Tensiuni admisibile pentru materialele utilizabile la executarea şuruburilor de forţă
Nr.crtMarca
materialului
Clasa de
calitate
(tratamen
t termic)
Cu concentratori de tensiune Fără concentratori de tensiune
Rezistenţa
la
tracţiune
at = ac
[MPa]
Rezistenţa
la
încovoiere
ai [MPa]
Rezistenţa
la răsucire
at [MPa]
Rezistenţa
la
forfecare
af [MPa]
S o l i c i t a r e a
Tracţiune
at = ac
[MPa]
Încovoiere
ai [MPa]
Răsucir
e
at
[MPa]
Forfecare
af [MPa]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 OL32 1 31 34 ... 37 19 ... 20 25 85 98 55 68
2 OL34 1 36 40 ... 43 22 ... 23 29 100 115 65 80
3 OL37 1 42 46 ... 50 25 ... 27 34 115 132 75 92
4 OL42 1 45 50 ... 54 27 ... 29 36 125 144 81 100
5 OL50 1 51 56 ... 61 31 ... 33 41 140 161 91 112
6 OL60 1 58 64 ...70 35 ... 38 46 160 184 104 128
7 OL70 1 67 74 ... 80 40 ...44 54 175 201 114 140
8 OLC15 Cr 67 74 ...80 40 ... 44 54 175 201 114 140
9 OLC20 CR 56 62 ... 67 34 ...36 45 155 178 101 124
10 OLC25 CR 65 72 ...78 39 ... 42 52 180 207 117 144
24
11 OLC45 CR 87 96 ...104 52 ... 57 70 240 276 156 192
12 OLC45 N 65 72 ...78 39 ... 42 52 180 207 117 144
13 OLC50 N 67 74 ... 80 40 ...44 54 185 213 120 148
14 OLC50 CR 93 102 ...112 56 ...60 74 255 293 166 204
15 15Cr08 Cr 75 83 ...90 45 ...49 60 205 236 133 164
16 18MnCr10 Cr 98 108 …118 59 ...64 78 270 311 176 216
17 18MoCrNi13 Cr 126 139 …151 76 ...82 101 345 397 224 276
18 33MoCr11 CR 142 156 ...170 85 ... 92 114 390 449 254 312
19 OT400 1 36 40 104 ...113 29 100 110 253 -
20 OT450 1 43 47 117 ...127 34 120 132 286 -
21 OT500 1 51 56 131 ...142 41 140 154 319 -
22 OT600 1 64 70 157 ...170 51 175 192 384 -
Observaţii: N-normalizare; C-călire; r-revenire joasă; R-revenire înaltă.
25
5.5.2. Verificarea la rezistenţă a şurubului
Sub piuliţă, şurubul se verifică la solicitarea compusă din compresiune şi
răsucire, comparând tensiunea efectivă dată de ipoteza energiei modificatoare de
formă cu limita admisibilă la tracţiune a materialului:
σ e=√σ c2+3×τ2≤σac
σac – efortul unitar admisibil de compresiune
σac= 60 ... 80 [MPa]
σc – tensiunea efectivă la compresiune [daN/mm²]
σ c=4×Fex
π×d12= 4×25000
3 ,14×242=55 ,29 MPa
T - tensiune de rasucire
τ=16M t
π×d13=16×102706,375
3 ,14×653=37 ,857MPa
σac= 37,857 [MPa]
σ e=√σ c2+3 τ2=√55 ,292+3×37 ,8572=√3056 ,984+4299 ,457=85 ,769 MPa
σe = 19,12 < 60 = σac
5.5.3. Calculul randamentului extractorului
η=Lu
Lc
Lu – lucrul mecanic util
Lc – lucrul mecanic consumat pe o rotaţie a şurubului
26
Lu=F×p=π×d2×F×tg βm=3 ,14×752×43000×0 ,0045=3417693 ,75
Lc=2πd2
2×F×tg ( βm+ϕ )+2π×M p=2×3 ,14×35×43000×tg (0 ,257+5 ,71 )+2×3 ,14×287592 ,6
Lc=987878 ,751+1806081,528=2793960 ,279
η=3417693 ,752793960 ,279
=1 ,22
5.5.4. Verificarea la flambaj
Coeficientul de zvelteţe, λ, este definit ca raport între lungimea de flambaj, lf, şi raza
de inerţie, i, a secţiunii transversale:
λ=l fimin
lf = k· l – lungimea de flambaj
l – lungimea şurubului
k = 0,5 – se alege în funcţie de schema de flambaj
i min – raza de inerţie minimă
imin=√ lmin
A≃√ π×d1
4
π×d12=√ d1
2
4=√242
4=12mm
i min – moment de inerţie minim;
A – aria secţiunii transversale [mm²]
lf = 0,5 · l = 0,5 · 300 = 150 [mm]
λ=l fimin
=15012
=12 ,5
27
λ=12,5 < 105= λ0 pentru OL 37 - ne aflăm în domeniul de flambaj plastic
Coeficientul de siguranţă la flambaj, c:
c=σ f
σ c
≥ca
unde: Ca = 3...5 - coeficient de siguranţă admisibil;
σf – tensiunea critică de flambaj [MPa];
σc – tensiunea efectivă de compresiune [MPa];
σf = 310 – 1,14·λ – pentru OL 37
σc = 335 – 0,62·λ – pentru OL 50
σ c=4×Fex
π×d12= 4×25000
3 ,14×242=55 ,290 MPa
c = 4,466 ≥ 4 =ca
σ f=310−1 ,14×λ=310−1,14×55 ,290=246 ,969MPa
c=σ f
σ c
=246 ,96955 ,290
=4 . 466
28