CUPRINS1. Memoriu tehnic 1.1 Mecanisme cu surub si piulita 1.1.1 Consideratii generale 1.1.2 Tipuri de filete utilizate la suruburile de miscare 1.1.3 Alegerea profilului filetului 1.1.4 Tolerante si ajustaje 1.1.5 Materiale utilizate la executia suruburilor de fonta si a piulitelor 1.1.6 Norme de protective a muncii 1.1.7 Indicatii de exploatare si intretinere 1.2 Presa cu piulita rotitoare 1.2.1 Consideratii generale 1.2.2 Solutii constructive 1.2.3 Norme de protective a muncii si justificarea alezajelor 2. Memoriu justificativ de calcul 2.1 Calculul si proiectarea surubului si a piulitei 2.1.1Alegerea profilului filetului 2.1.2Alegerea materialului surubului si a piulitei 2.1.3Calculul diametrului mediu al filetului 2.1.4Alegerea numarului de inceputuri 2.1.5 Calculul numarului de spire 2.1.6 Calculul lungimii filetului piulitei 2.1.7 Calculul lungimii filetului surubului 2.1.8 Proiectarea extremitatilor surubului 2.1.10 Alegerea penei 2.1.11 Verificarea grosimii peretelui in portiunile de Calare 2.1.12 Diametrul interior De al portiunii de degajare 2.1.13 Diametrul exterior D0 2.1.14 Verificarea piulitei 2.1.15 Diametrul portiunii de montare a rulmentilor 2.1.16 Calculul grosimii gulerului piulitei 2.1.17 Lungimea portiunii filetate a piulitei 2.2 Verificarea surubului 2.2.1 Verificarea tijei la solicitari compuse 2.2.2 Verificarea penei la presiunea de contact 2.2.3 Verificarea penei de blocare a surubului la presiuni de contact 2.2.4 Verificarea penei de blocare a surubului la presiunea de contact 2.2.5 Verificarea penei de blocare a surubului la forfecare 2.2.6 Verificarea spirelor surubului la striviri 2.2.7 Verificarea spirelor surubului la incovoieri 2.2.8 Verificarea spirelor surubului la forfecare 2.2.9 Verificarea surubului la flambaj 2.3 Verificarea corpului piulitei 2.3.1 Efort unitar normal (zona 1) 2.3.2 Efort unitar normal (zona 3) 2.3.3 Efort tangential (zona 1) 2.3.4 Efort unitar tangential (zona 3) 2.3.5 Solicitari incovoiere guler, efort unitar normal 2.3.6 Solicitari forfecare guler, Efort unitar tangential 2.3.7 Verificarea spirelor piulitei la incovoiere

2.3.8 Verificarea spirelor piulitei la forfecare 2.4 Calculul mecanismului de actionare 2.4.1 Calculul lungimii manivelei 2.4.1 Verificarea manivelei 2.5 Calcull corpului 2.5.1 Verificarea corpului 3. Bibliografie

UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ- NAPOCA

FACULTATEA : MECANICA CATEDRA: OMT DISCIPLINA: ORGANE DE MASINI

PRESA CU PIULITA ROTITOARE Student:I S se proiecteze un mecanism surub- piulita de tipul presa cu piulita rotitoare pentru urmatoarele date: 1. Forta maxuma F=24600 N 2. Cursa maxima h=180mm II Proiectul va contine: 1. Memoriu ethnic 2. Memoriu justificativ de calcul 3. Desen de ansamblu (scara 1:1) 4. Desene de executie pentru surub si piulita (scara 1:1) 5. Bibliografie

Termen de predare 18.05.2010

Conducator de proiect Prof.Dr.Ing. Aurica Cazila

I.MEMORIU TEHNIC

Prezentul proiect are ca scop proictarea unei prese cu piuli rotitoare. Presele cu urub cu acionare manual se utilizeaz n construcia de maini, n ateliere, mecanice pentru ndoirea i ambutisarea unor piese de dimensiuni reduse n numr mic. De asemenea presele se mai folosesc la presarea unor ajustaje i la operaia tehnologic de matriare. Presele cu acionare manual cu urub de for au urmatorul principiu de funcionare: -asupra manivelei se acioneaz cu o for (F M ) care rotete urubul de for prin intermediul poriunii de calare pe care se mbin urubul cu manivela; -urubul de for transmite traversei mobile o sarcin cu care acioneaza asupra pieselor de prelucrat; Cupla de rotaie urub-piuli transform miscarea de rotaie n micare de translaie, astfel urubul execut o micare de rototranslaie. O gam larg de utilizare a preselor n costrucia de maini se datoreaz avantajelor pe care le prezint: -construie simpl; -tehnologie de construcie usor realizabil; -utilizarea materialelor ieftine; -pre de cost redus posibilitatea de transmitere a unor sarcini axiale mari utiliznd fore de acionare mici; -realizeaz un raport mare de transmitere, care duce la viteze mici; -funcionare bun fr zgomot; -gabarit redus i compactitate a costruciei; Pe lng aceste avantaje enumerate mai sus presele au i unele neajunsuri: -necunoaterea exact a forelor de presare; -existena unei frecri destul de mari ntre spirele filetului urubului i a piuliei care conduce la uzura pieselor; -randament sczut; -lipsa autocentrrii;

SOLUII COSTUCTIVE 1.Presa cu piuli fix (Generalitai) Batiul are o form deschis (cu 2 coloane). La partea inferioar are o suprafa plan pe care se aeaz accsesoriile n care se reazm piesa asupra careia se acioneaz. De asemenea talpa este prevzut cu guri pentru fixarea piesei pe postament. Se observ c talpa presei este scobit, pentru a asigura o poziionare mai precis a presei. La partea superioar a batiului are o consol n care se monteaz piulia fix. La acest tip de pres se recomand montarea piuliei cu un ajustaj intermediar cu strngere probabil mic. Piulia se asigur mpotriva rotirii cu asamblari urub piuli. urubul de for este acionat de la roata de mna, care are braele sudate, iar capetele acestora snt prevazute cu bile. Roata de manevr este calat pe o poriune de seciune patrat (hexagonal) i este fixat cu o piuli. urubul se reazm axial n berbec, la ridicare acionnd asupra celor doua plci fixate de berbec, ridicndu-l. La partea inferioara a berbecului se monteaza un poanson schimbabil. 2.Presa cu piuli fix din profil laminat Pentru aceasta pres este caracteristic construcia batiului din profil laminat U ndoit i sudat n form de cadru. Masa presei este prevzut la partea superioar cu canale n T necesare fixarii unor dispozitive folosite la presare, iar la partea inferioara cu locauri pentru uruburile de fixare a presei pe postament. Piulia fix este montat n alezajul din partea superioara a batiului. Pe urubul de for este montat manivela de construcie sudat. Ansamblarea urub de for - manivel se face cu profil patrat (hexagonal) n seciunea tranversal. 3.Presa cu piuli rotitoare

Presele cu piuli rotitoare sunt alctuite n general din: din corpul presei(1) executat prin turnare din font cenuie sau oel, urubul principal(2) acionand n consol. Din acest motiv coloana (pot fi variante cu o coloan sau cu dou coloane) trebuie s fie bine dimensionat, ea fiind solicitat la ncovoiere i traciune. Aa cum rezul din schi, n seciune transversal coloana are un profil T . urubul de micare execut numai micare de translaie fiind mpiedicat s se rostogoleasc datorit fixrii cu pana pararel(3). Pana pararel este fixat n urubul de micare cu uruburile(13), ea deplasandu-se n canalul din capacul fix(4) care este montat pe corpul presei cu ajutorul uruburilor(5). Piulia rotitoare(7), se sprijin axial pe rulmentul axial cu bile(8) care preia sarcina axial ce apare n tija surubului n timpul presrii. Rulmentul axial are rolul de a nlocui frecarea de alunecare ce apare ntre piuli i piesa de reazem cu frecarea de rostogolire la care pierderile prin frecare sunt mult mai reduse. Piulia este acionat n micarea sa de rotaie de ctre butucul cu manete(9), fixarea mpotriva rotirii piuliei fa de butuc realizandu-se prin pana paralel(11). Pentru ca butucul s nu ias de pe piulia rotitoare, este fixat cu ajutorul unei aibe i piulie crenellate(12) de sigurn folosite i la fixarea rulmenilor. Pentru a reduce frecrile dintre spirele filetului urubului i ale piuliei, dintre piuli i corpul presei, i dintre elementele ce alctuiesc rulmentul axial , aceste zone se ung cu unsori considerate corespunztoare.

NORME DE PROTECIE A MUNCII I JUSTIFICAREA ALEZAJELOR La proictarea presei se ine cont de nomele de protecie a muncii, fcndu-se n acelai timp i unele recomandri asupra folosirii presei pentru evitarea accidentelor. Astfel avem:

presa se vopsete n diferite culori pentru a crea un avertisment penrtu parile active ale ei i pentru evitarea ruginirii; se face fixarea mesei n uruburile de fundaie pentru evitarea micrii acesteia n timpul funcionrii; se are grij ca toate ajustajele precise s fie luate conform standardelor n vigoare;

Penrtu stabilirea clasei de precizie a arborelui i a alezajului pe care este montat rulmentul se recomand STAS 6671-77. La suprafaa de calare de form patrat vom prescrie un ajustaj cu clas de precizie sczut, care nu necesit prelucrri riguroase. Pentru o montare i demontare usoar a manivelei pe poriunea de calare vom lsa un mic joc, care s nu ngreuneze totui funcionarea. Vom alege ajustajul H8/e8 din sirul preferential. JUSTIFICAREA ALEGERII FCUTE

La alegerea tipului de pres s-a pornit de la premiza c exist un numr mare de solicitri pe pia i un alt aspect important a fost ca la realizarea presei s avem nevoie de ct mai puine utilaje i ct mai simple. Numrul de operaii executate de muncitori s fie ct mai mic. Presa aleasa are n componen piese turnate: corp capac, piuli, acestea fiind alese constructiv i restul componentelor sunt toate standardizate: uruburile de fixare (5) sunt M10, piulia cu caneluri (12), rulmentul (8), aibele de siguran, penele de fixare, filetele metrice, lamajele canelate T. La aceasta presa canalul de pan se execut mai simplu n partea a doua a tijei filetului n poriunea nefiletat, astfel se renun la rectificarea filetului dup ce s-a executat canalul de pan reducndu-se indirect i gradul de uzur a filetului i rezistena spirelor la strivire evitndu-se doi concentratori de tensiune pe o poriune destul de mare. n cazul uzurii pieselor acestea pot fi uor nlocuite sau rectificate deoarece sunt standardizate, acesta fiind principalul atu al acestei soluii.

II. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL Calculul i proiectarea urubului i a piuliei 1. Stabilirea naturii solicitrii tijei. Schema funcional. Diagrama de for i momente.

Dup natura micarilor relative ale elementelor cuplei urub-piuli n cadrul mecanismelor cu acionare manual avem piulia fix, urubul executnd o micare de rotoranslaie (PPF). Pentru uurina proiectrii schemele funcionale snt completate cu diagrame de fore i momente ce ncarc elementele mecanismului, diagrame ce servesc la stabilirea seciunilor periculoase ale elementelor respective.

2.

Alegerea profilui filetului

Vom alege pentru surubul de forta filetul trapezoidal conform (STAS 2114/1-75) din urmatoarele considerente:

a) are o rezistenta si o rigiditate mai mare ca filetul patrat; b) folosirea piulitie reglabile radial permite eliminarea jocului radial creat in urma utilizariiflancurilor;

c) asigura centrare buna a piuliei faa de urub; d) se poate executa prin procedeul de frezare;

Filetul trapezoidal are dimensiunile standardizate conform STAS/ 2114/1-75 putind fi executat cu pas normnal, fin sau mare. D = d diametrul nominal al filetului H 1 = 0,5 p H 4 = 0,5 p + a c = h3 z = 0.25 p w = 0,26384 p H = 1,5878 p h3 = 0,86777 p d 2 = D2 = d 0.5 p d 3 = d 2 h3 = d P 2 a c D1 = d 2 H 1 = d P a c = 0,11777 p a = 0,1 p e = wa R = 0,12427 p

3.

Alegerea materialului surubului si piulitei

Alegerea materialului pentru urub i piuli ca elemente ale mecanismelor cu urub depinde de mai muli factori: caracteristicile mecanice ale materialului; asigurarea condiiilor funcionale, tehnologice i economice n modul cel mai fovorabil; fiabilitatea optim n contextul unor cheltuieli de producie minim; Caracteristicile importante mecanice ale materialului pentru urubul i piulia din construcia mecanismelor cu urub sunt: (Rp) - limita de curgere; (Rm) - limita de rupere; (A)(E)

-alungirea; - modulul de elasticitate;

Penrtu uruburi de micare supuse la solicitri mici si mijlocii cu acionare manual (viteza relativ la filet ntre urub i piuli este mic nu impune durificarea flancurilor) se va opta pentru un oel laminat 0L37, OL 42, OL 50, OL 60 conform STAS 500/2-80 care are caracteristici mecanice de rezistenta acoperitoare, proprietati de prelucrare buna si nu necesita tratament termic. Alegem pentru urubul de micare materialul OL 50 (STAS 500-80) cu clasa de tratament termic 1 avand urmatoarele caracteristici:.

-

[ ] rezistena la ncovoiere = 56...61[ N / mm ] rezistena la rasucire = 31...33[ N / mm ] rezistena la forfecare = 41[ N / mm ]2 rezistena la traciune at = ac = 51 N / mm 2 ai 2 at 2 at 2 traciune at = ac = 140 N / mm 2 ncovoiere ai = 161 N / mm 2 rsucire at = 91 N / mm

Solicitri:-

[

[

[

2 forfecare af = 112 N / mm

[

]

]

]

] [ ] ]

Caracteristici mecanice:

-rezistenta la tractiune Rm = 490610 N / mm 2 -rezistenta la curgere Rm = 280 N / mm 2 -alungirea la rupere 21%

[

Conform STAS 880-82 Piulia ca element component al cuplei de frecare urub-piuli din mecanismul cu urub, este indicat a fi astfel construit nct uzura s fie concentrat asupra ei. Astfel se recomand ca materialul ales pentru piuli s aib modulul de elsticitate mai mic dect cel al materialului urubului, ceea ce are ca efect uniformitatea repartizrii sarcinii pe spire, mbuntirea comportrii la oboseal i ca urmare creterea duratei de funcionare. Alegerea materialului pentru piuli ca element al cuplei de frecare urub- piuli se va face n aa fel nct s se limiteze presiunea de contact dintre spirele piuliei i ale urubului la valori reduse evitndu-se astfel uzura prematur. Plecnd de la faptul c nu este indicat s se utilizeze acelai material pentru piuli ca i pentru urubul de for vom utiliza cupluri de materiale care au o comportare buna din punct de vedere al rezistentei la uzur, ca de exemplu: oel pe font, oel pe bronz moale, oel pe font antifriciune. Vom opta pentru FGN 370 -17 fonta antifrictiune cu o comportare buna din punct de vedere a rezistentei la uzura Caracteristici la FGN 370 - 17:2 - traciune at = 45 N / mm

[

-

2 ncovoiere ai = 83,3 N / mm 2 rsucire at = 59 N / mm

[

[

]

2 compresiune ac = 122.5 N / mm

[

]

] ] ]

Caracteristicile mecanice:-

limita la curgere Rp0 = 230 N / mm 2

[

rezistena minim la traciune Rm = 370 N / m m duritate HB = 140..180 alungirea la rupere

[

2

]

A = 17%

Calculul diametrului mediu al filetului la urubul principal d2 = F 24600 = d 2 = 32.978[ mm] h m qa 0,5 1.8 8

h = 0,75 pentru m = 1.8q a = 8 N / mm 2

profil fierastrau rezistenta admisiila lastriviri

[

]

Din STAS alegem filetul cu: D = d = 36 [mm] D 2 = d 2 = 33 [mm] D1 = 30 [mm] d 3 = 29 [mm] p = 6 [mm] Relatii de calcul: H 1 = 0,5 p = 3[mm] w = 0,26384 p = 1,3192[mm] H = 1,866 p = 1.866 6 = 11.196[mm] h3 = 0,86777 p = 4,33885[mm] d 2 = D2 = d 0.5 p = 33[mm] d 3 = d 2 h3 = d p 2 a c = 30 6 2 0.5 = 29[mm] D1 = d 2 H 1 = d p = 30 6 = 30[ mm] a c = 0,11777 p = 0,58885[ mm] a = 0,1 p = 0.223[mm] e = w a = 1,0962[mm] R = 0,12427 p = 0,62135[mm] Alegerea numarului de nceputuri La presele manuale (cu piulita fixa sau cu piulita rotiroare) nu se impune conditia de autofrinare. Alegem n = 2 numarul de inceputuri care se impugn pentru un randament si o productivitate mare.

Calculul numrului de spire n contact z=

m d 2 1.8 33 = = 4.95 6 p 62

6