Administratie | Alimentatie | Arta cultura | Asistenta sociala | Astronomie |
Biologie | Chimie | Comunicare | Constructii | Cosmetica |
Desen | Diverse | Drept | Economie | Engleza |
Filozofie | Fizica | Franceza | Geografie | Germana |
Informatica | Istorie | Latina | Management | Marketing |
Matematica | Mecanica | Medicina | Pedagogie | Psihologie |
Romana | Stiinte politice | Transporturi | Turism |
ORGANE DE MASINI
PROIECT
Cuprins :
A. CONSIDERATII GENERALE:
Caracterizarea transmisiei surub-piulita.
B. METODOLOGIA PROIECTARII SISTEMULUI
1. Analiza temei;
2. Proiectarea calitativa (conceptia);
3. Proiectarea la scara a ansamblului;
C. PROIECTAREA SISTEMULUI DE PRELUARE-TRANSMITERE
A FORTEI DE CATRE SURUBUL PRINCIPAL:
1. Proiectarea cricului, ca o cupla surub-piulita;
Precizarea solicitarilor si a formelor de deteriorare posibile;
2. Alegerea materialelor pentru cupla surub-piulita;
3. Predimensionarea filetului. Alegerea tipului filetului;
4. Verificarea conditiei de autofranare;
5. Verificarea la flambaj;
6. Determinarea numarului de spire;
7. Verificarea spirei filetului;
8. Verificarea preliminara a portiunii filetate a surubului;
9. Proiectarea celui de al doilea reazem al surubului principal
D. PROIECTAREA LA SCARA A SISTEMULUI DE ACTIONARE.
E. DEFINITIVAREA CONSTRUCTIVA SI VERIFICARILE FINALE ALE SURUBULUI.
F. PROIECTAREA SISTEMULUI DE PRELUARE TRANSMITERE A FORTEI, DE CATRE PIULITA.
1. Precizarea solicitarilor;
2. Dimensionarea piulitei;
G. PROIECTAREA SISTEMULUI DE BLOCARE A PIULITEI.
H. PROIECTAREA CORPULUI - SUPORT.
I. EVALUAREA RANDAMENTULUI TRANSMISIEI.
Tema proiectului:
Sa se proiecteze un cric auto pentru o sarcina maxima F=10000 N;distanta minima sol caroserie,sub sarcina H=300mm.
In faza de analiza a temei se pot gasi urmatoarele cerinte si dorinte:
Cerinte:
Sa se poata regla inaltimea pana la caroserie.
Sa deplaseze pe verticala 10000N,la H=300mml
Sa nu alunece,sub sarcina,de sub caroserie(sa nu se rastoarne).
Sa se poata actiona manual,cu o forta de actionare de cel mult 150N.
Sa nu se afunde in pamantul moale.
Dorinte:
Actionarea usoara (randament bun).
Actionarea rapida(timp de ridicare mic).
Gabarit si greutate mica.
Cost redus.
Durabilitate buna(cat autovehiculul).
Constructie simpla.
A. CONSIDERATII GENERALE
Cricul simplu, obiectul de studiu al prezentului proiect, face parte din categoria sistemelor de transmisie surub-piulita, acestea fiind alcatuite dintr-un surub si o piulita aflate in miscare relativa in timpul functionarii, realizand transmiterea si transformarea miscarii, respectiv a fortei. Cu aceste functii, transmisia surub-piulita se utilizeaza frecvent in constructia unor masini simple (dintre care se pot evidentia cricurile si presele manuale), in constructia masinilor unelte, a unor dispozitive de lucru sau a unor aparate de masura.
In cazul cricului simplu, piulita este fixa, iar surubul executa miscari de translatie si rotatie.
Ca principale avantaje ale folosirii transmisiei surub-piulita se pot enumera: constructia si executarea relativ simple, precizia buna, functionare fara zgomot, gabaritul redus, posibilitatea transmiterii unor forte relativ mari.
Ca principal dezavantaj, se mentioneaza existenta unor frecari importante intre spirele filetelor, determinand randamente mici, respectiv uzuri mari (ce conduc in timp la jocuri mari) si in consecinta, viteze de lucru limitate.
Exemple de utilizare a transmisiei surub-piulita in constructia de masini:
Cric simplu;
Cric pentru platforme auto;
Cric cu piulita rotitoare;
Cric pentru sarcini laterale;
Cric simplu cu glisiere;
Cricuri telescopice;
Cric dublu;
Cric auto cu parghii;
Presa;
Presa cu parghii;
Presa cu piulita rotitoare;
B. METODOLOGIA PROIECTARII SISTEMULUI
Procesul de proiectare al unui produs reprezinta o activitate complexa iterativa, ale carei principale etape precum si interconectarea dintre ele, sunt prezentate in schema bloc :
Nu
Da
Nu
Da
Nu
Da
1. Analiza temei
Constituie prima etapa de rezolvare a proiectului in studiu. In aceasta faza, se precizeaza o lista de cerinte care trebuie indeplinite de obiectul proiectarii.
Intre cerintele din lista, sunt unele care constituie conditii restrictive - fara de care sistemul nu poate functiona, nu-si indeplineste functia. Aceste conditii restrictive vor fi denumite in continuare - cerinte. Celelalte conditii, a caror realizare este doar dorita, vor fi denumite - dorinte.
Cerinte:
Sa se poata regla inaltimea de ridicare a sarcinii;
Sa se poata actiona manual, cu o forta de cel mult 150 N;
Sa nu alunece sub sarcina de ridicat (sa nu se rastoarne);
Dorinte:
Actionare usoara (randament bun);
Actionare rapida (timp de ridicare relativ mic);
Gabarit si greutate mica;
Cost redus;
Durabilitate buna;
Constructie simpla.
Se vor realiza desenele de executie pentru elementele componente si desenul de ansamblu, la scara dorita.
Schema cinematica a unui cric simplu
F 4
a 5
1
2
3
Surubul principal (1), executa atat miscare de rotatie, cat si cea de translatie. Piulita (2) este fixata in corpul (3). Pentru evitarea miscarilor relative intre sarcina de ridicat si cupa (4), aceasta trebuie sa se roteasca liber pe capul surubului (1), deci intre cupa si surub exista un lagar axial, care poate fi de alunecare sau de rostogolire (rulment axial). Utilizarea rulmentului este avantajoasa in special pentru ridicarea sarcinilor mari, cand se obtin reduceri insemnate ale momentului de frecare rezistent dintre cupa si surub.
2. Proiectarea calitativa (conceptia)
Faza de conceptie a unui cric simplu, corespunzator temei alese:
In faza proiectarii calitative se cauta solutii concept pentru cricul proiectat. Punctul de plecare in aceasta etapa, il constituie lista de cerinte anterior stabilita. Prin analiza si abstractizare, aceste cerinte se transpun in functii de indeplinit, de catre cric.
Functia generala: Deplasarea unei sarcini mari pe verticala, prin actionare manuala (cu o forta relativ mica).
Functii partiale:
Preluarea sarcinii (rezemarea) si transmiterea ei catre sol;
Deplasarea sarcinii pe verticala;
Transmiterea energiei omului (forta si miscare) catre elementul pe care reazema sarcina (suprafata betonata).
3. Proiectarea la scara a ansamblului.
Se prezinta un algoritm de proiectare care are in vedere o abordare preponderent functionala a ansamblului, aspecte de ordin structural si constructiv, fiind subordonate cerintei indeplinirii rolului functional.
C. PROIECTAREA SISTEMULUI DE PRELUARE A FORTEI,
DE CATRE SURUBUL PRINCIPAL
Functii de indeplinit: Transformarea si transmiterea miscarii, respectiv a fortei (transmiterea unui flux energetic).
1. Precizarea solicitarilor si a formelor de deteriorare posibile
Dimensiunile cuplei surub-piulita, deci ale celor doua filete in contact, sunt determinate pentru urmatoarele :
(a) - rezistenta corpului (tijei) surubului - la solicitari compuse si la flambaj;
Pentru a pune in evidenta tipul solicitarilor compuse, se produc, se construiesc diagramele de eforturi.
Fi = forta axiala.
Mij = moment.
(b) - rezistenta spirelor filetului surubului si a piulitei
Ruperea spirelor poate avea loc ca urmare a solicitarilor de incovoiere si forfecare, la piciorul filetului.
Cupla surub-piulita trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:
Transmiterea si transformarea miscarii si a fortei;
Rezistenta corpului (tijei) surubului;
Rezistenta spirelor filetelor surubului si pilitei;
Asigurarea conditiei de autofranare.
2. Alegerea materialelor pentru cupla surub-piulita.
Necesitatea asigurarii rezistentei la uzare si a unui coeficient de frecare redus, presupun utilizarea unui cuplu de materiale cu bune proprietati antifrictiune. Intrucat solicitarile corpului surubului sunt relativ mari, materialul acestuia este de regula otelul.
Proprietatile antifrictiune ale cuplului de materiale vor fi asigurate in principal, de catre materialul piulitei.
Personal, am ales pentru surub, materialul OLC 45N, iar pentru piulita Fmn 350
Caracteristicile materialelor alese
Pentru otel OLC 50N:
1. σc=Rp02=360N/mm2;
2. Rm=min 610N/mm2;
Pentru fonta=Fmn 350:
3. σc=Rp02=170N/mm2;
4. Rm=min 350 N/mm2;
5. A5=10%
6. HBmax=150.
3. Predimensionarea filetului. Alegerea tipului filetului si a dimensiunilor standardizate.
Necunoscutele care trebuiesc determinate in cazul dimensionarii unei cuple surub-piulita, sunt :
Tipul filetului;
Marimea filetului (diametru, etc.);
Numarul de spire in contact.
Alegerea tipului filetului - am ales filet trapezoidal care are o buna rezistenta si rigiditate; randamentul cu circa 4-5% mai mic decat al filetului patrat; permite eliminarea jocului axial rezultat in urma uzarii - prin utilizarea unei piulite sectionate; poate transmite sarcini mari, variabile, in ambele sensuri.
Predimensionarea filetului
Dimensiunile filetului trebuie sa corespunda simultan, urmatoarelor cerinte :
Rezistenta corpului surubului la solicitare compusa (compresiune si rasucire);
Rezistenta spirelor la strivire (uzare);
Rezistenta spirelor la solicitarea compusa, de incovoiere si forfecare;
Daca surubul este solicitat la compresiune, sa nu flambeze;
Sa asigure conditia de autofranare (daca este cazul).
In principiu, dimensionarea filetului ar putea fi facuta, pornind de la oricare din cerintele de mai sus, conditionand ca apoi sa se verifice pe rand si celelalte.
Predimensionarea la solicitarea compusa se face la compresiune pe baza unei forte de calcul:
Fc=γ F1=1,3 24000N=31200N, unde :
F1=F=15000+10 n=15000+1000 9=24000N, iar:
F1=forta care actioneaza asupra surubului principal (F1=F);
γ>1 = factor de majorare al fortei F1, pentru a considera si solicitarea de rasucire;
Anec=Fc/σa=γ F1/σa=π (d3)2/4 a d3 =
σa=(0,25÷0,4) σc; pentru d < 30mm.
σa=(0,4÷0,6) σc; pentru d > 30mm.
γ=1,3; σa=0,4 σc=0,4 Rp02=0,4 360N/mm2=144N/mm2.
d3= = 16,61mm
d3 = diametrul interior al filetului surubului;
σa = tensiunea admisibila la compresiune;
Din standarde, se alege un filet superior celui calculat (d3=17,5mm) si corespunzator acestei valori a din tabelul A3.1 (Anexa3):
d=20 mm = diametrul nominal al filetului;
p=2 mm = pasul filetului;
d2=D2 = 19 mm = diametrul nominal mediu;
D4=20,5 mm = diametrul nominal exterior al filetului interior;
D1=18 mm = diametrul nominal interior al filetului interior;
Siguranta normala Cc=σc/σa=360/144=2,5, deci Cc se incadreaza intre limitele recomandate (Cc=1,5÷3).
4. Verificarea conditiei de autofranare.
Asigurarea autofranarii apare ca cerinta in majoritatea constructiilor cu suruburi de miscare. La sistemele actionate manual, este preferabil ca autofranarea sa se realizeze direct de catre filet. Filetele asigura autofranarea atunci cand unghiul de inclinare al filetului (ψ), este mai mic decat unghiul de frecare redus (φ'):
tg ψ=p/π d2 =2mm/π 19mm=0,033, iar
tg φ'=μ'=μ/cos(α/2)=0,08/cos15˚=0,083
Coeficientul de frecare μ, depinde de cuplul de materiale, de calitatea si starea de ungere a suprafetelor μ=0.080.2 pentru otel/fonta.
am ales μ=0,08
α reprezinta unghiul profilului filetului = 30˚.
Conditia tg ψ≤ tg φ' a0,033<0,083, respectiv ψ≤φ' a relatia fiind adevarata, conditia de autofranare se verifica.
5. Verificarea la flambaj.
Suruburile lungi, solicitate la compresiune, sunt in pericol de a flamba. Se stabileste felul rezemarii si lungimile de flambaj corespunzatoare L=(1,35÷1,45) H, unde H=cursa de realizat;
L=1,4 H=1,4 910=1274 mm lf =0,5 L=637mm
se calculeaza coeficientul de zveltete: λ=lf /imin., unde lf=lungimea de flambaj si imin.=raza de inertie minima. F
Imin=π(d3)4/64=π (17,5mm)4/64=4603,86mm4;
A=π(d3)2/4=π (17,5mm)2/4=240,5mm2.
imin. = = = 4,38mmL=1274
λ=lf /imin=224mm/4,38mm=51,2 lf=0,5L
Se compara λ cu valorile limita ale lui λ0;
λ0 pentru OLC 45=85, a λ=51,2 < λ0=85, ceea ce inseamna ca avem flambaj in domeniul plastic.
Se calculeaza coeficientul de siguranta la flambaj (Cf =Ff /F≥Cfa);
Cfa=coeficientul de siguranta admisibil la solicitarea de flambaj =3÷5.
Pentru flambajul plastic avem:
Ff=σf A, unde Ff=forta critica de flambaj, iar σf = a-b λ.
Pentru OLC 45 a σf =449-1,67 λ=449-1,67 51,2=363,5.
Ff=σf A=363,5 240,5=87421,75N
Cf=Ff /F=87421,75/24000=3,64. Conditia initiala Cf=Ff /F≥Cfa este respectata Cf =3,64 ≥ Cfa=3 ÷ 5 a surubul nu flambeaza.
6. Determinarea numarului de spire in contact.
Numarul minim de spire, necesare a fi in permanenta in contact, z, se va determina din conditia de rezistenta la uzare. Numarul de spire necesare, rezulta din relatia:
z=4 F1/[π(d2 - D12) σas] =4 24000/[π (400-324) 15] =26,81. Se aproximeaza z=27 spire. Cum numarul de spire z trebuie sa se incadreze intre 5÷10, se mareste diametrul surubului si se reface calculul.
Se alege
d=22 mm = diametrul nominal al filetului si corespunzator acestuia;
d = 22 mm
p =5 mm = pasul filetului;
ac = 0,25;
H = 1,866 p = 9,33mm;
H1=0,5 p = 0,5 5 = 2,5mm;
H4 = h3 = H1 + ac = 2,5mm + 0,25 = 2,75mm;
d2 = D2 = d - (0,5 p) = 22mm - 2,5mm = 19,5 mm = diametrul nominal mediu;
D4 = d + (2 ac) = 22mm + (2 0,25mm) = 22,5 mm = diametrul nominal exterior al filetului interior;
d3 = d - (2 h3) = 22mm - (2 2,75mm) = 16,5 mm = diametrul nominal interior al filetului exterior;
D1 = d - (2 H1) = d - p = 22mm - 5mm = 17 mm = diametrul nominal interior al filetului interior;
R1 max = 0,5 ac = 0,5 0,25 = 0,125;
R2 max = ac = 0,25.
4' Verificarea conditiei de autofranare.
tg ψ = p/π d2 = 5mm/π 19,5mm =0,0816, iar
tg φ' = μ' = μ / cos (α/2)=0,08/cos15˚=0,0828
α reprezinta unghiul profilului filetului = 30˚.
Conditia tg ψ≤ tg φ' a0,0816<0,0828, respectiv ψ ≤ φ' a relatia fiind adevarata, conditia de autofranare se verifica.
5' Verificarea la flambaj.
L = 1,4 H = 1,4 320 = 448 mm lf = 0,5 L = 224 mm
se calculeaza coeficientul de zveltete: λ= lf / imin., unde lf = lungimea de flambaj si imin. = raza de inertie minima.
Imin = π(d3)4 / 64 = π (16,5mm)4/64 = 3638,36 mm4;
A = π(d3)2/ 4 = π (16,5mm)2/4 = 213,82mm2.
imin. = = = 4,13mm
λ= lf / imin = 224mm/4,13mm = 54,24.
Se compara λ cu valorile limita ale lui λ0;
λ0 pentru OLC 45 = 85, a λ =54,24< λ0=85, ceea ce inseamna ca avem flambaj in domeniul plastic.
Se calculeaza coeficientul de siguranta la flambaj (Cf = Ff / F ≥ Cfa);
Cfa=coeficientul de siguranta admisibil la solicitarea de flambaj = 3÷5.
Pentru flambajul plastic avem:
Ff = σf A, unde Ff = forta critica de flambaj, iar σf = a-b λ.
Pentru OLC 45 a σf =449-1,67 λ = 449-1,67 54,24 = 358,42.
Ff = σf A = 358,42 213,82=76637,2N
Cf =Ff / F = 76637,2/24000 = 3,19. Conditia initiala Cf =Ff/F≥Cfa este respectata Cf = 3,19 ≥ Cfa = 3 a surubul nu flambeaza.
6' Determinarea numarului de spire in contact
z = 4 F1/[π(d2 - D12) σas] = 4 24000/[π(484-289) 15] = 10,35. Se aproximeaza z=10 spire a conditia ca z = 5÷10 spire, este indeplinita.
7. Verificarea spirei filetului
Solicitarile la care sunt supuse spirele filetului sunt: incovoierea si forfecarea.
F1/z
li
h
b
Solicitarea la incovoiere :
σi = Mi / W = F1 li /z W
li=(H1/2)+ac = (0,5 p/2)+ac = (0,5 5/2)+0,25 = 1,5mm
W = π D4 [(p/2)+2 li tg15°)]2 / 6 = π d3 [(p/2)+2 li tg15°)]2 / 6 =
= π 16,5 [(5/2)+2 1,5 0,2679)]2 / 6 = 94,3mm3.
a W = 94,3mm3
A=π D4 [(p/2)+2li tg15°)]=π d3 [(p/2)+2 li tg15°)]= π 16,5 [(5/2)+2 1,5 0,2679)]=
a A = 171,26mm2.
σi = Mi / W = F1 li /z W = 24000 1,5 /8 94,3 = 47,720N/mm2
Solicitarea de forfecare :
τf =(F1 A) / (Km Z), unde :
Km = coeficient de corectie = 0,55÷0,75 si tine seama de repartitia neuniforma a tensiunilor. Se alege Km = 0,7.
τf =(24000 171,26) / (0,7 8) = 25,02 N/mm2
Tensiunea echivalenta se calculeaza in baza teoriei a -III - a de rezistenta:
σech = ≤ σa, unde σa = σc,r / cc,r;
cc =1,5÷3(4)
cr = (2) 2,5÷5.
a σa = σc,r / cc,r =360/2 = 180N/mm2.
σech ===== 50,13N/mm2
σech = 50,13N/mm2 < σa = 180N/mm2
8. Verificarea preliminara a portiunii filetate a surubului
Deoarece dimensiunea filetului determina implicit dimensiunile altor elemente ale sistemului, este util sa se efectueze o verificare la solicitare compusa a portiunii filetate a surubului, care este de obicei sectiunea periculoasa, avand diametrul cel mai mic.
Solicitare la compresiune cu forta F1 si rasucire cu momentul de insurubare M12.
M12 = F1 d2 tg(ψ+φ')/2 = 24000 19,5 0,116/2 = 27144N mm
(unde arctg ψ=1,89 si arctg φ' =4,74)
σ = 4 F1/ π (d3)2 = 4*24000 π (16,5)2 = 112,29 N/mm2
τ = 16 M12 / π (d3)3 = 16 27144 π (16,5)3=30,79 N/mm2
σech = = = 128,06N/mm2
σa = σc (Rp02)/cc= 360/2=180N/mm2
σech = 128,06N/mm2 < σa =180N/mm2
9. Proiectarea celui de al doilea reazem al surubului principal
La cricul simplu, cel de-al doilea reazem poate fi un lagar axial. In cazul utilizarii unui astfel de lagar axial, variantele posibile sunt:
Lagar axial cu alunecarea pe suprafata (plana, conica, sferica);
Lagar axial cu rostogolire (rulment axial).
Am adoptat solutia utilizarii lagarului axial cu alunecarea pe suprafata plana.
Solicitarea care se are in vedere la proiectarea unui lagar axial cu alunecare, este presiunea de contact.
Valorile presiunilor admisibile σas = 20÷40Mpa = 20÷40N/mm2.
Am ales σas = 40Mpa = 40N/mm2.
d=22mm.
Se alege dc=10mm, apoi se estimeaza tesiturile, rezultand dc'
dc'=10mm+(2 1mm)=12mm.
Se determina Dcmin necesar, din solicitarea de contact.
Anec= π [(Dc')2-(dc')2]/4= F1/ σas a π [(Dc')2-(144)]/4 = 24000N / 40N/mm2 a
a (Dc')2-144mm2=600 4/π a Dc'= = 30,13mm
Dupa considerarea tesiturilor = 2mm a (Dc')rotunjit = 31mm, iar
Dc= (Dc')+2 2mm = 35mm
Se definitiveaza forma si dimensiunile cupei si ale sistemului de prindere (care nu trebuie sa impiedice rotirea libera a cupei).
Se estimeaza momentul de frecare din lagarul axial (in diagramele de eforturi,
Mf ≡ M41.
Mf = μ F1 [(Dc')3-(dc') 3] / 3 [(Dc')2-(dc')2]
= 0,11 24000 [(35)3-(12) 3] / 3 [(35)2-(12)2] a Mf = 33496,1N mm
unde Dc' si dc' reprezinta dimensiunile efective ale suprafetei de contact, care tin seama de tesituri si raze de racordare.
Pentru frecare otel pe otel, μ 0,11÷0,25). Am ales μ = 0,11.
Verificarea presiunii pe suprafata de contact
σ s = F1 / A = 4F1/π [(Dc')2-(dc')2] = 4 24000/π [(35)2-(12)2] = 28,28 N/mm2
σ s=28,28 N/mm2 < σas =40N/mm2
D. PROIECTAREA LA SCARA A SISTEMULUI DE ACTIONARE
Se realizeaza actionarea prin surub, cu ajutorul unei parghii simple.
Ra= raza la care trebuie aplicata forta utilizatorului.
Ra = Mtot/Wt, unde Mtot=momentul total care trebuie aplicat
Mtot=M12+M41
Se alege Fm=150N
Se determina diametrul minim necesar pentru parghie dp.
Mi=Fm Lc
unde, Lc=Ra-(Dc/2)
Mtot=M12+M41=27144+33496,1=60640,1N mm.
Ra=39261,1N mm / 150N = 261,7mm.
Lc=Ra-(Dc/2)=261,7-(31/2)=246,2mm
Ls = latimea palmei utilizatorului = 100mm.
Lp = Dc + Ra+ Ls= 31 + 261,7+ 100 = 392,7mm
Se rotunjeste Lp = 395 mm.
Mi=Fm*Lc =150 246,2=36930N mm
Wnec = π (dp)3/32 = Mi/σai a π (dp)3 σai = Mi 32 a (dp)3= Mi 32/ π σai a
a dp = = = =14,25 mm
Se rotunjeste dp =15 mm
dp' =dp+1 mm = 16mm
Se verifica sectiunea slabita din capul surubului, la rasucire :
τt =Mtot/Wt, unde :
Wt=[2 (Dc)3/22,9] [(2 hc/Dc)2,82]= [2 (31)3/22,9] [(2 7,5/31)2,82] a Wt=335,9mm3
hc =(Dc-dp')/2 = (31-16)/2 = 7,5mm
τt =Mtot/Wt = 39261,1 / 335,9 = 116,88 N/mm2
τt = 116,88 N/mm2 > τat OLC 45N =100N/mm2
Se mareste Dc=32mm si se reface calculul de verificare a sectiunii slabite.
Mi=Fm* Lc
Lc=Ra-(Dc/2)
Ra=39261,1N mm / 150N = 261,7mm.
Lc=Ra-(Dc/2)=261,7-(32/2)=245,7mm
Lp = Dc + Ra+ Ls= 32 + 261,7+ 100 = 393,7mm
Se rotunjeste Lp = 395 mm.
Mi=Fm*Lc =150 245,7 = 36855N mm
Wnec = π (dp)3/32 = Mi/σai a π (dp)3 σai = Mi 32 a (dp)3= Mi 32/π σai a
a dp = = = a dp=14,24 mm
Se rotunjeste dp =15 mm
dp' =dp+1 mm = 16mm
Se verifica sectiunea slabita din capul surubului, la rasucire :
τt =Mtot/Wt, unde :
hc =(Dc-dp')/2 = (32-16)/2 = 8 mm
Wt=[2 (Dc)3/22,9] [(2 hc/Dc)2,82]= [2 (32)3/22,9] [(2 8/32)2,82] a Wt=405,27mm3
τt =Mtot/Wt = 39261,1 / 405,27 = 96,88 N/mm2
τt = 96,88 N/mm2 < τat OLC 45N =100N/mm2
Dc/hc = 32mm/8mm = 4 a se verifica conditia 2 < Dc/hc=4 < 8
Hc=(1,5÷2)dp = 2 15mm =30mm a Hc=30mm
Se reprezinta grafic, la scara, mecanismul de actionare
E. DEFINITIVAREA CONSTRUCTIVA SI VERIFICARILE FINALE
ALE SURUBULUI
Se cunosc :
marimea filetului (p=3mm);
numarul de spire in contact (z=10);
toate elementele privind forma si dimensiunile capului surubului (deja reprezentate la scara pe formatul desenului de ansamblu)
inaltimea piulitei (Hp=z p+f2), unde f2 este inaltimea degajarii filetului surubului sau Hp=z p+Δ, unde Δ≈p, fiind inaltimea tesiturilor filetului interior.
f2=4,5 p=4,5 3=13,5mm (din : Anexa 3 - A29)
Hp=30+13,5=43,5mm
Hp=43,5mm>10 p=30mm a se elimina termenul f2 si se stabileste
Hp=z p=10 3=30mm si se pastreaza doar 10 spire: Hp + f2 = 10 3 = 30mm.
Se precizeaza :
trecerea de la capul surubului la corpul filetat = Hp+f2 =10 3=30mm
lungimea partii filetate f2=43,5mm-30mm =3,5mm
Se verifica sectiunea slabita din dreptul degajarii, la solicitarile compuse:
compresiune
σ = F1/A, A = π (d0)2/4, unde d0 = d+1,5mm=22+1,5=23,5mm (din anexa3)
a A = π*(d0)2/4 = π (23,5)2/4 = 433,74mm2
a σ = F1/A = 24000/433,74mm2=55,34N/mm2
Wp = π (d0)3/16 = π (23,5)3/16 = 2548,2 mm3
τ = M12/Wp = 27144/2548,2=10,65N/mm2
σech = = = 56,87N/mm2
σa = σc/cc =Rp02/2,5= 360/2,5 = 144N/mm2
σech = 56,87N/mm2 < σa = 144N/mm2
Se calculeaza lungimea Lf =H+(Z p) = 320+(8 5)=360mm a Lf = 360mm
Tesitura din capul surubului se realizeaza la 45°.
Siguranta de la capatul inferior al surubului se alege constructiv, conform anexei 4 si se reprezinta in desen.
F. PROIECTAREA SISTEMULUI DE PRELUARE - TRANSMITERE
A FORTEI, DE CATRE PIULITA
In marea majoritate a sistemelor care fac obiectul studiului, piulita este plasata in fluxul de forta, intre surub si corpul ansamblului.
Astfel, piulita preia sarcina de la surub, prin intermediul spirelor filetate si o transmite corpului ansamblului. Piulita are un guler care va fi astfel plasat, incat sa realizeze transmiterea prin forma, a fortei, la elementul pe care se face rezemarea, asigurand astfel si o mai buna repartitie a sarcinii pe spire, fata de varianta fara guler.
In aceasta faza a proiectarii, se cunosc :
d=22mm;
Hp=30mm;
Se vor determina : De, Dg si hg
Precizarea solicitarilor
Corpul piulitei este solicitat la tractiune (F2=F1=F) si rasucire (M12=M21), conform diagramelor de eforturi. Din aceasta solicitare se va determina diametrul exterior al corpului, De.
Inelara de contact pe care se face rezemarea, este solicitata la strivire. Din aceasta solicitare, se poate determina diametrul gulerului Dg si (Dg').
Gulerul piulitei este solicitat la incovoiere (si forfecare). Pe baza acestei solicitari, se poate determina inaltimea gulerului hg.
Dimensionarea piulitei:
Fc=γ F, γ ≈ 1,3 a Fc= 1,3 24000 = 31200N.
Amin=π [(De)2 - (D4)2] = Fc/σat ; σat pentru fonta = σr/cr =350/6 =58,33N/mm2
a π [(De)2 - (D4)2] σat = Fc 4 a
a (De)2 = [(Fc 4)/π σat]+(D4)2 a De=
a De = 32,2mm.
Se rotunjeste De = 32mm.
Se calculeaza Dg, pe baza solicitarii de contact, dintre piulita si corp.
Amin=π [(De)2 - (D4)2] = Fc/σat
De'= De+2 3mm=32+6=38mm a π σas [(Dg')2 - (De')2] =F 4 a
(Dg')2 = (F 4/ π σas)+ (De)2 a Dg' =
Se alege σas =100MPa =100N/mm2
Dg' = = 41,82mm
Se rotunjeste Dg' = 42mm
Dg = Dg'+(2 3mm) = 42+6=48mm Dg = 48mm
Se calculeaza hg din solicitarea de incovoiere a gulerului piulitei
Wmin = π De (hg2)/6 = F (Dg-De)/4 σai
σai pentru fonta = σr/cr=350/5 =70N/mm2
a 4 π De (hg2) σai=6 F (Dg-De) a hg =
a hg = 9,04 mm
Se rotunjeste hg = 9 mm
Se verifica relatiile Dg =(1,3÷1,5) De
Dg/De =48/32 = 1,5
hg=(0,2÷0,25) Hp a hg/Hp=9/40=0,22
Se verifica ambele relatii.
G. PROIECTAREA SISTEMULUI DE BLOCARE A PIULITEI
Momentul de insurubare M12 tinde sa roteasca piulita. Tendintei de rotire a piulitei, i se opune frecarea dintre piulita si corp.
Mf=μ F Ro = 0,1 17400 Ro, pentru μ=0,08÷1.
Ro =[(Dg')3-(De')3] / 3 [(Dg')2-(De')2] = [(47)3-(38)3] / 3 [(47)2-(38)2] =
= 48951/(3*756) a Ro =21,3mm
Mf=μ F Ro = 0,1 24000 21,3=51120N mm.
M12=19679,4N mm
M12=19679,4N mm < Mf=37062N mm a se produce blocarea piulitei prin frecare.
H. PROIECTAREA CORPULUI
Corpul cricului se afla in fluxul de forta, intre piulita fixa si suprafata de asezare a cricului.
Forma si dimensiunile corpului trebuie sa raspunda cerintelor formulate in tema proiectului, deci inaltimea corpului este determinata de inaltimea minima sub sarcina si de cursa.
Se precizeaza:
Corpul este turnat, din fonta;
Forma corpului este conica;
Stabilirea diametrului inferior al bazei de asezare
Din=De+10mm=32+10 42mm a De = 42mm;
H=910mm
z p=30mm
H+(z p)=940mm
hg=8mm
De=32mm
Din=42mm
Din conditia de conicitate, c=1/20=(D-d)/H a 1/20=(Dbi-Din)/940 a
1/20=(Dbi-42)/940 a Dbi =(940/20)+42mm =89mm a Dbi =89mm
F/σas= π [(Dbe)2- (Dbi)2]/4 a 17400/3 = π [(Dbe)2- (3364)]/4 a
a Dbe = a Dbe = 103,7mm
Se rotunjeste Dbe= 104mm
Grosimea peretelui s = 5mm se obtine din Tabelul A2.18, considerand diametrul exterior al corpului = Dg = 47mm.
Rezulta inaltimea talpii h = 1,8 s=1,8 5= 9mm.
Se reprezinta corpul-suport al cricului simplu, la scara 1:2
I. EVALUAREA RANDAMENTULUI TRANSMISIEI
In proiectarea cricului simplu, ca in cazul oricarui dispozitiv de lucru similar, randamentul constituie un principal criteriu de evaluare tehnico-economica, astfel:
η = Lu / Lc, unde :
Lu = lucrul mecanic util, corespunzator unei rotatii complete a elementului de antrenare;
Lc = lucrul mecanic consumat, corespunzator unei rotatii complete a elementului de antrenare;
Lu = F δ, δ=p, a Lu =24000N 5mm = 120000 Nmm
Lc = Mtot*2π a Lc = 39261,1 Nmm 2 π = 246559,7 Nmm
Randamentul η = Lu / Lc = 120000/246559,7 = 0,48 a η = 48%
Acest document nu se poate descarca
E posibil sa te intereseze alte documente despre:
|
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate QReferat.com | Folositi documentele afisate ca sursa de inspiratie. Va recomandam sa nu copiati textul, ci sa compuneti propriul document pe baza informatiilor de pe site. { Home } { Contact } { Termeni si conditii } |
Documente similare:
|
ComentariiCaracterizari
|
Cauta document |