CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

25
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE MECANICĂ DISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI MEMORIU TEHNIC SCOPUL ȘI DEFINIȚIA PROIECTULUI Proiectarea este o activitate tehnico – științifică ce se desfășoară pentru întocmirea documentației tehnice scrise și desenate sau strict necesare executării unui ansamblu. Bazele proiectării în construcția de mașini studiază principiile generale, metodele de perfecționare și optimizare ale activității de proiectare, metodele de documentare precum și principiile utilizate la adoptarea formei pieselor, ansamblelor și subansamblelor, astfel încât să se obțină greutate minimă, creșterea rigidității ținând seama în același timp de influența concentratorilor de tensiuni, de felul solicitărilor, de tehnologia de elaborare a semifabricatului și nu în ultimul rând de tehnologia de execuție. Fazele acțiunii de proiectare sunt : - concepția este faza in care se realizează documentația și în care se găsesc o serie de soluții constructive care răspund integral sau parțial temei de proiect propuse - execuția este faza în care se urmărește dezvoltarea schiței de principiu pâna la definitavarea formei constructive a ansamblului Proiectarea fiind o activitate tehnică pornește de la tema de proiectare, ajungând la desenele de execuție, pentru care se parcurg următoarele faze: tema de proiectare, în care este necesar să se precizeze caracteristicile și performanțele produsului finit; studiul tehnico-economic, care trebuie să dovedească sub toate aspectele eficacitatea și economicitatea produsului finit; transpunerea proiectului în schițe funcționale cu dimensiuni principale calculate; calculul dimensiunilor produsului pe bază cinematică, de rezistență, etc. și întocmirea desenului de ansamblu; extragerea în final a desenelor de detalii. CONSIDERAȚII GENERALE Mecanismele cu șurub și piuliță se utilizează pentru transformarea mișcării de rotație în mișcare de translație sau invers în condiții de transmitere a unor sarcini (ca transmisii de forță ) sau având rol cinematic. Utilizarea mecanismelor cu șuruburi de mișcare în construcția de mașini se datorează avantajelor pe care le prezintă:

Transcript of CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

Page 1: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

MEMORIU TEHNIC

SCOPUL ȘI DEFINIȚIA PROIECTULUIProiectarea este o activitate tehnico – științifică ce se desfășoară pentru întocmirea documentației

tehnice scrise și desenate sau strict necesare executării unui ansamblu. Bazele proiectării în construcţia de maşini studiază principiile generale, metodele de perfecţionare şi

optimizare ale activităţii de proiectare, metodele de documentare precum şi principiile utilizate la adoptarea formei pieselor, ansamblelor şi subansamblelor, astfel încât să se obţină greutate minimă, creşterea rigidităţii ţinând seama în acelaşi timp de influenţa concentratorilor de tensiuni, de felul solicitărilor, de tehnologia de elaborare a semifabricatului şi nu în ultimul rând de tehnologia de execuţie. Fazele acțiunii de proiectare sunt : - concepția este faza in care se realizează documentația şi în care se găsesc o serie de soluţii constructive care răspund integral sau parțial temei de proiect propuse

- execuția este faza în care se urmăreşte dezvoltarea schiţei de principiu pâna la definitavarea formei constructive a ansamblului

Proiectarea fiind o activitate tehnică porneşte de la tema de proiectare, ajungând la desenele de execuţie, pentru care se parcurg următoarele faze:

tema de proiectare, în care este necesar să se precizeze caracteristicile şi performanţele produsului finit;

studiul tehnico-economic, care trebuie să dovedească sub toate aspectele eficacitatea şi economicitatea produsului finit;

transpunerea proiectului în schiţe funcţionale cu dimensiuni principale calculate; calculul dimensiunilor produsului pe bază cinematică, de rezistenţă, etc. şi întocmirea desenului

de ansamblu; extragerea în final a desenelor de detalii.

CONSIDERAŢII GENERALEMecanismele cu şurub şi piuliţă se utilizează pentru transformarea mişcării de rotaţie în mişcare de

translaţie sau invers în condiţii de transmitere a unor sarcini (ca transmisii de forţă ) sau având rol cinematic.

Utilizarea mecanismelor cu şuruburi de mişcare în construcţia de maşini se datorează avantajelor pe care le prezintă:

construcţie simplă şi tehnologie de execuţie uşor realizabilă raport mare de transmitere funcţionare lină şi fără zgomot posibilitatea de a asigura în mod simplu autofrânarea permit utilizarea materialelor ieftine => preț de cost redus

VARIANTE CONSTRUCTIVECricurile cu piuliță rotitoare pot fi construite cu două tipuri de mecanisme

a) Cric cu piuliţă rotitoare cu clichet orizontalb) Cric cu piuliţă rotitoare cu clichet vertical

Oricare dintre variantele de mai sus trebuie să îndeplinească următoarele condiții pentru a asigura a funcționare corectă

gabarit cât mai redus ;

siguranţă în funcţionare ;

curse utile cât mai mici ;

Page 2: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

mânuire, antrenare, manipulare uşoară ;

posibilităţi de producere a accidentelor cât mai reduse ;

Scopul tuturor cricurilor este de a ridica de la pământ obiecte grele si are poate cea mai largă răspândire în industria de autoturismeToate cele trei variante constructive prezentate au avantaje şi dezavantaje.

Cricul cu piuliță rotitoare prezentat în figura 1.1 are următoarele particularități: corpul cricului este sudat și alcătuit din trei piese care pot fi obținute prin semifabricate laminate, manivela cricului este cu clichet orizontal, corpul manivelei putându-se realiza prin forjare sau turnare. Piulița rotitoare este centrată în corpulncricului prin intermediul rulmentului, care are ca dezavantaj creșterea gabaritului radial al piuliței.

Cricul cu piuliță rotitoare prezentat în figura 1.2 reprezintă tot un cric cu piuliță rotitoare, la care corpul este de construcție turnată și la care roata de clichet este corp comun cu piulița. Cricul se acționează prin intermediul unei manivele cu clichet orizontal, care, pentru a putea fi montată, este executată cu două părți îmbinate prin intermediul unor șuruburi și centrate cu ajutorul unor știfturi. Între extremitățile libere ale pieselor care formează manivela este introdusă o placuță de distanțare.

În figura 1.3 este prezentat un cric cu piuliță rotitoare, cu manivelă cu clichet vertical, la care corpul cricului și manivela se obțin prin turnare. Clichetul vertival este fixat pe manivelă prin intermediul unui șurub special. Se poate constata că piesele turnate au fost prevăzute cu raze de racordare, grosimea pereților este uniformă evitându-se astfel aglomerările de material și corpul cricului a fost prevăzut cu două nervuri de rigidizare necesare ținând seama de raportul mare dintre dintre diametrul tălpii și cel al corpului. Varianta se poate folosi în cazul unor serii mari de fabricație.

JUSTIFICAREA SOLUȚIEI ALESEDaca facem o comparaţie a celor trei variante se observă că varianta 1.3 este mult mai simplă din

punct de vedere constructiv dintre ele. Corpul circului este turnat lucru care reprezintă un mare avantaj în cazul unei producţii pe scară largă a acestui mecanism.

Pentru mecanismul de acţionare am ales roata cu clichet vertical fiind cea mai simplă ca şi construcţie şi neavând nici un dezavantaj la funcţionare. Corpul cricului va fi realizat cu un diametru interior mai mare decât cel al şurubului. Şurubul va avea filet trapezoidal. Filetul trapezoidal are o rezistenţă şi o rigiditate mai mare ca filetul pătrat și asigură o bună centrare între şurub şi piulită şi se poate executa prin procedeul de frezare. Folosirea piuliţelor reglabile radial (secţionate) permite eliminarea jocului axial, creat în urma uzurii flancurilor. Filetul trapezoidal are profilul de forma unui trapez isoscel cu unghiul la vârf de 30º şi baza egală cu pasul. Flancul filetului are o înclinare de 15º. Jocurile la diametrul interior şi exterior sunt egale, iar fundul filetului este rotunjit cu r=0,25 mm. Acest tip de filet este standardizat în STAS 2114/1-75 şi se execută cu pas fin, normal şi mare.

Filetele cu pas fin au randament mai scăzut. Randamentul şuruburilor de mişcare creşte la cele care se execută cu pas mare sau cu mai multe începuturi, creşterea fiind determinată şi de alegerea corectă a cuplului de materiale, de precizia de execuţie şi de calitatea suprafeţelor în contact.

METODELE DE PRELUCRAREFiletele trapezoidale se pot obţine prin foarte multe metode, cele mai simple şi mai puţin costisitoare

sunt: strunjirea şi frezarea care au o productivitate foarte mare.Strunjirea este o metodă de bază în executarea filetelor interioare şi exterioare de precizie normală şi ridicată.

Frezarea filetelor se remarcă printr-o productivitate ridicată, putându-se prelucra atât filete exterioare cât şi interioare. Se execută pe maşini de frezat cu freze disc profilate şi se recomandă o producţie de serie pentru acest procedeu de obţinere a filetelor.

În urma proceselor de frezare rezultă o rugozitate Ra=1,6..3,2 suficientă pentru angrenajul şurub-piuliţă.

Page 3: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

SCHEM Ă FUNCȚIONALĂ. DIAGRAME DE FORȚE ȘI MOMENTE Această schemă prezintă o variantă a cricului cu piuliță rotitoare.La această vanantă, piulița 3 se

sprijină pe corpul cricului 4 prin intermediul unui guler, fiind solicitată la tracțiune.

PROTECŢIA MUNCII Pentru a evita accidentele, proiectantul a luat următoarele măsuri :

verificarea şurubului la solicitări compuse ; asigurarea asamblărilor ; utilizare de materiale corespunzătoare ; verificarea înaintea livrării .

Măsuri impuse beneficiarului : personalul de lucru trebuie să fie instruit corespunzător ; dispozitivul de strângere nu se va supune la şocuri şi lovituri

directe ; asamblarea şurub – piulită se va unge periodic cu unsoare

consistentă tip ( U 80 ) .

Page 4: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

MEMORIUL JUSTIFICATIV DE CALCUL

Alegerea materialului pentru șurub și piuliță

Cupla de frecare şurub – piuliță din mecanismele cu şurub lucrează în condţii specifice și anume: încărcare cu forţe constante sau variabile ca mărime, existenţa unei viteze relative sub sarcină, funcţionarea în condiţii de frecare la limită sau frecare mixtă, funcţionarea cu jocuri (la schimbarea de sens a acţionării în cazul existenţei unor jocuri mari ). Uzura şurubului de mişcare este influenţată de variaţia solicitării axiale în timpul funcţionării, de existenţa unor puternici concentratori de tensiune şi de repartizarea neuniformă a sarcinii pe spire. Specifică şuruburilor de mişcare din mecanismele cu şurub şi piuliţă ca urmare a condiţiilor de lucru este şi uzura prin aderenţă cu consecinţele ei.

Dezavantajul mecanismelor cu şurub şi piuliţă constă în existenţa unei frecări mari intre spirele şurubului şi ale piuliţei, ceea ce are ca şi rezultat uzura flancurilor şi un randament scăzut.

Pentru realizarea de mecanisme cu şurub şi piuliţă cu randamente cât mai bune, materialele cuplei de frecare şurub – piuliţă trebuie să îndeplinescă următoarele condiţii :

comportare bună la frecare fără predispoziţie la gripaj ; bună rezistenţă la uzare ; coeficient de frecare cât mai mic ; preţ de cost cât mai mic.

Deoarece șurubul este supus la solicitări mici si mijlocii acționare manuală se optează pentru un oțel

laminat: OL 50, care are caracteristici mecanice de rezistență acoperitoare, proprietăți de prelucrare bună

și nu necesită tratament termic.

Pentru șurub: OL 50 STAS 500/2-80 cu următoarele caracteristici mecanice: - clasa de calitate (tratamentul termic):1

- rezistenta la tracțiune Rm= 490...610 [N/mm2]

- limita de curgere Rp0,2= 280 [N/mm2]

- alungirea la rupere A=21 % min

Piuliţa ca element component al cuplei de frecare şurub – piuliţă din mecanismul cu şurub, este indicat să fie astfel construită încât uzura să fie concentrată asupra ei. Acesta se datorează faptului că, prin dimensiunile şi configuraţia ei, piuliţa este mai puţin costisitoare, care poate fi înlocuită uşor. În acest sens se recomandă ca materialulales pentru piuliţă să aibă modulul de elasticitate mai mic decât cel al materialului ales pentru şurub, ceea ce are ca efect uniformizarea repartizării sarcinii pe spire, îmbunătăţirea comportării la oboseală.

Pentru piulita s-a ales materialul din familia bronzurilor : CuAl10Fe3

Pentru piuliță : CuAl10Fe3 STAS 198/2-75 cu următoarele caracteristici mecanice:

- rezistenta la tracțiune Rm=490...540 [N/mm2]

- duritatea Brinell: 100...110 HB max.- alungirea la rupere A=14 % min

Page 5: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Valoarea presiunii admisibile si a rezistenței admisibile la strivire pentru cupla de

frecare șurub-piuliță din construcția mecanismului cu șurub

Materialul cuplei de frecare: oțel necălit – bronz

Se recomandă qa : 8 .. 10 [N/mm2]

Se alege qa : 9 [N/mm2]

Alegerea tipului filetului

Se optează pentru filet trapezoidal STAS 2114/1-75.

Filetul trapezoidal este un filet specific șuruburilor de mișcare, acesta poate să preia forțe în ambele sensuri de acționare. Cel mai mare avantaj al acestui tip de filet este că se poate prelucra relativ ușor față de celelalte tipuri de filete pentru șuruburile de mișcare și prin mai multe tipuri de prelucrări mecanice : strunjire, frezare.

Predimensionarea șurubului de forță

Calculul diametrului mediu al filetului:

F = 13900 [N] - forța axială

h = 200 [mm] - cursa maximă

h = 0,5 factor dimensional care pentru filetul ferăstrău va fi h = 0,5

reprezintă factorul de lungime al piuliţei şi va avea valoarea

qa= 9 [N/mm2] reprezintă rezistența admisibilă la strivire

[mm];

În urma calculelor se va obţine d2 = 22,1723 [mm], iar din STAS se alege valoarea standardizată

[mm], care ne va conduce la alegerea şurubului de forţă cu următoarele caracteristici:

diametrul nominal, d = 25 [mm]

pasul filetului, P = 5 [mm]

diametrul mediu, d2 = D2 = 22,5 [mm]

diametrul exterior, D = D4 = 25,5 [mm]

diametrul interior, d1 = d3 = 19,5 [mm]

diamerul interior, D1 = 20 [mm]

notaţie: Tr 25x5 conform STAS 139-79

Relațiile de calcul:

H1 = 0,5*P = 2,5 [mm]

H4 = 0.5*P + ac = 2,75 [mm] = h3

R2max = ac = 0,25 [mm]

d2 = D2 = d – 2*z = d – 0,5*P = 20 [mm]

Page 6: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

ac= 0.25 [mm] pentru [mm]

z = 0,25*P = = 1,25 [mm]

R1max = 0,5*ac = 0,125 [mm]

H = 1,866*P = 9,33 [mm]

d3 = d – 2*h3 = d – P – 2*ac = 19,5 [mm]

D4 = d + 2*ac = 25,5 [mm]

D1 = d – 2*H1 = d – P = 20 [mm]

Predimensionarea piuliței rotitoareDin STAS 3921-86 am ales un rulment axial cu bile pe un rând cu simplu efect, astfel încât

capacitatea statică C0 a lui să fie C0 > F, iar diametrul alezajului rulmentului df să fie mai mare decât diametrul exterior al șurubului.

C0= 32,5 [kN] - capacitatea de încărcare staticăd = 30 [mm] - diametrul interiorD = 47 [mm] - diametrul exteriorH = 11 [mm] - înălțimea rulmentuluid1 = 47 [mm] D1= 32 [mm]du min= 40 [mm]Du max= 37 [mm]notaţie: Rulment 51106 STAS 3921

Page 7: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

De= D + (4..6) = 53 [mm], din motive constructive De se alege 58 [mm]Determinarea numărului de începuturi pentru filetul şurubului de forţă

În cazul cricurilor, la acţionare avem nevoie de autofrânare, deci, filetul se execută cu un început.

Verificarea autofrânăriiLa cricuri se verifică condiția de autofrânare cu relația:

m este unghiul de înclinare al elicei pe cilindrul de diametrul d2 este unghiul de frecare

este coeficientul de frecare pentru cuplul de materiale şi calitatea ungerii1 este unghiul de înclinare al flancului activ al filetului Se recomandă = 0,1….0,18, se alege =0,11

pentru filet trapezoidal

Efectuând calculele se obțin valorile:

condiţia de autofrânare este îndeplinită

Calculul numărului de spire în contactPentru determinarea numărului de spire în contact se pot folosi următoarele formule:

= 9 spire

se alege = 2Numărul de spire în contact se recomandă a fi între . Se alege astfel o valoare de z =9 spire în contact.

Calculul lungimii filetului piuliței rotitoareLungimea filetului depinde de numărul de spire în contact z şi de pasul filetului p.

m = z * p = 9 * 5 = 45 [mm]

Page 8: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Calculul lungimii filetului   șurubului de forță Cunoscând şi înălţimea rulmentului putem acum determina lungimea şurubului de forţă:

hmax cursa şurubului de forţă

m înălţimea piuliţei

T înălţimea rulmentului

P pasul filetului şurubului de forţă

Lf = 200 + 45 + 15 + 3*5 = 275 [mm]

Verificarea şurubului de forţăPentru a verifica corectitudinea alegerii dimensiunilor şi materialului pentru şurubul de forţă sunt

necesare câteva calcule de verificare, pentru a determina rezistenţa şurubului la diferite solicitări.

Calculul momentului de torsiune:

[Nm]

Verificarea șurubului la solicitări compuse:

= 46,54 [N/mm2]

= 51 [N/mm2]

9,98 [N/mm2]

= 31 [N/mm2]

= 50,63 [N/mm2]

50,63 [N/mm2]

Condiția este îndeplinită deci şurubul va rezista.

efortul unitar de compresiune

efortul unitar de răsucire

Verificarea spirelor şurubuluiSpirele şurubului în timpul utilizării, trebuiesc verificate la următoarele tipuri de solicitări:

strivire: = 8,73 [N/mm2] qa

qa = 9 [N/mm2]

Page 9: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

= 2,5 [mm] înălţimea utilă

= 3,17 [mm] grosimea spirei la bază

ac= 0.25 [mm] pentru [mm] jocul la fundul filetului

încovoiere: = 22,57 [N/mm2] σai

σai = 56 [N/mm2]

forfecare: = 7,95 [N/mm2]

= 41 [N/mm2]

Condițiile sunt îndeplinite, deci spirele şurubul vor rezista.

Verificarea corpului piuliţeiPentru a verifica corectitudinea alegerii dimensiunilor şi materialului pentru piuliță sunt necesare

câteva calcule de verificarea a acesteia la eforturile normale şi tangenţiale care apar la încărcarea cricului.

eforturile unitar: = 11,38 [N/mm2]

= 69 [N/mm2]

eforturile tangenţiale: = 3,16 [N/mm2]

= 69 [N/mm2]

efortul unitar echivalent :

=69 [N/mm2]

Condiția este îndeplinită deci piulița va rezista.

efortul unitar de compresiune

efortul unitar de răsucire

Page 10: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Verificarea spirelor pulițeiSpirele piuliței în timpul utilizării, trebuiesc verificate la următoarele tipuri de solicitări:

strivire: = 8,73 [N/mm2] qa

qa = 9 [N/mm2]

= 2,5 [mm] înălţimea utilă

= 3,17 [mm] grosimea spirei la bază

ac= 0.25 [mm] pentru [mm] jocul la fundul filetului

încovoiere: = 9,36 [N/mm2] σai

σai = 69 [N/mm2]

forfecare: = 1,04 [N/mm2]

= 69 [N/mm2]

Condițiile sunt îndeplinite, deci spirele piuliței vor rezista

Verificarea capului şurubului la solicitări compuseEfortul unitar echivalent în secțiunea lungitudinala a ştiftului se determină cu relația:

compresiune:

= 62, 44 [N/mm2]

= 140 [N/mm2]

răsucire:

= 19,95 [N/mm2]

= 91 [N/mm2]

efortul unitar echivalent:

Condiția este îndeplinită deci șurubul va rezista.

Page 11: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Calculul cupeiForma și dimensiunile se stabilesc constructiv, în funcție de dimensiunile capului șurubului de forță.

Calcului cupei cuprinde verificarea la solicitări principale, care depind de tipul cricului și soluția

constructiva adoptată.

Pentru calculul cupei se va porni de la diametrul interior al şurubului. Din varianta constructivă a

cricului cu piuliță rotitoare rezultă că diametrul interior al șurubului este egal diametrul exterior al capului

şurubului în porţiunea în care se va fixa cupa.

Pentru cupa am ales materialul : Fc 200, STAS 568-82 cu următoarele caracteristici mecanice:

- rezistenta la tracțiune Rm= 160...270 [N/mm2]

- duritatea Brinell: 170 ... 210 HB max.

[mm]

Determinăm :

diametrul superior al cupei:  [mm]

diametrul inferior al cupei : [mm]

înălţimea cupei : [mm]

adâncimea găurii, din interiorul cupei, unde introducem capul şurubului :

[mm]

Verificarea cupeiVerificarea pentru cupă se face la strivire :

= 46,54 [N/mm2]

= 48 ... 80 [N/mm2]

Condiția este îndeplinită deci cupa va rezista.

Page 12: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Alegerea şi verificarea dimensiunilor ştiftului care solidarizează cupa de şurubul

principalCa să asigurăm o montare, respectiv demontare ușoară a cupei pe șurubul de forță, aceasta se

montează cu ajutorul unui știft conic, sau știft cilindric, care are rolul de a fixa cupa pe șurub.

Diametrul știftului d’’:

[mm]

Se alege din STAS 1599-80 un ştift cilindric cu forma B cu diametrul de 4 [mm] şi o lungime de l = 35

[mm] din OL 42 care se notează astfel: ştift cilindric B 4x35 STAS 1599-80.

Știftul ales trebuie verificat cu următoarele relații:

efort unitar de forfecare

[

N/mm2]

= 80 [N/mm2]

efort unitar de strvire între știft și cupă

[N/mm2]

= 100 [N/mm2]

efort unitar de strivire între știft și șurub

[N/mm2]

= 100 [N/mm2]

[Nm]

Calculul mecanismului de acţionareMecanismele de acţionare care se pot folosi la cricurile cu piuliţă rotitoare sunt mecanismele cu

clichet orizontal sau vertical. Am ales varianta cu clichet veritical

Page 13: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Calculul maniveleiLungimea manivelei se determină în funcție de momentul de torsiune total, care trebuie să fie realizat

de către muncitor la acționarea cricului

[mm]

din motive constructive Lc se alege 90 [mm]

Mit= Mf + Mt1

Mf= 1,8765 [N/mm2]

Mit= 1,86 + 29,08 = 30, 96 [N/mm2]

Fm forţa medie cu care acţionează muncitorul Fm = 350 [N]

Lc lungimea de calcul a manivelei,

K coeficient de simultaneitate, care pentru un muncitor este K = 1

ni reprezintă numărul de muncitori care în cazul cricului este ni = 1

= 155 + 50 = 205 [mm]

l0 lungimea necesară prinderii manivelei lo = 50 [mm] pentru 1 muncitor

Determinarea diametrului manivelei şi a prelungitoruluiÎn cazul mecanismului cu clichet vertical se va folosi formula:

= 16,28 [mm]

din motive constructive d5 se alege 20 [mm]

=100 ... 120 [N/mm2]

l = 50…120 [mm] in cazul in care se foloseste prelungitor

[mm]

Page 14: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Diametrul D se determină constructiv

D = = 28 [mm]

Pentru prelungitor se alege ţeavă standardizată cu diametrul exterior egal cu diametrul interior al

mânerului, d5. Notarea țevii alese din STAS: Țeavă comercială 20x2/OLT 45 STAS 530/1, având

diametrul exterior de 20 [mm] iar cel interor de 18[mm].

În cazul mecanismului de acţionare cu clichet vertical prelungitorul se verifică la încovoiere cu

relația:

[N/mm2]

80...100 [N/mm2]

Calculul roţii de clichetDeterminarea dimensiunilor roților de clichet se face în etape, urmărindu-se alegerea numărului de

dinți, a înălțimii și a grosimii acestora și a formei și dimensiunilor alezajului profilat. Roata de clichet se va fixa pe piuliţă printr-un contur hexagonal al găurii interioare.

Diametrul exterior al filetului șurubului pe care se montează roata de clichet este d = 48 [mm].Diametrul mediu, pe care se vor dispune dinţii roţii Dm = 84 [mm]

Dm = = [mm]

Diametrul interior al roții de clichet Di = Dm – h = 84 – 6,4 = 77,6 [mm]

Diametrul exterior al roții de clichet De = Dm + h = 84 + 6,4 = 90,4 [mm]

Se recomandă numărul de dinți z = 8, 10, 12Se alege z = 12 dinți

Se recomandă lățimea dintelui b [mm]

Se alege b=8 [mm]

Se recomandă înălţimea dintelui h = = [mm]

Page 15: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Lungimea laturii hexagonului este a ≤ 0,5 * d = 24 [mm]Din motive constructive “a” se alege 25 [mm]

Verificarea roţii de clichetRoata de clichet va fi confecţionată din OL50 şi trebuie verificată la trei tipuri de solicitări:

verificarea dintelui roții de clichet la încovoiere

[N/mm2] ≤ σai

σai = 56 [N/mm2]

[N]

Se recomană , , grosimea roții dintelui de clichet intre 8...10 [mm]Se alege =8 [mm] verificarea dintelui roţii de clichet la forfecare

[N/mm2]

= 41 [N/mm2]

verificarea dintelui roții de clichet la strivire

[N/mm2]

[N/mm2]

verificarea asamblării pe contur hexagonal la stivire

[N/mm2]

=80 [N/mm2]

[mm]n=6 pentru asamblare pe contur hexagonal

Efort unitar va avea o valoare mai mare în cazul în care roata de clichet se va fixa pe o piuliţă având o secţiune pătrată. Ca să reduc valoarea efortului unitar am optat pentru conturul hexagonal.

Calculul clichetuluiClchetul vertical rezultă constructiv în funcție de dimensiunile manivelei. Materialul pe care l-am ales

pentru clichet este OL 60, STAS 500/2.

h = 8 [mm]

Page 16: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

h2= 60 [mm]l2=29 [mm]

Verificarea clichetului verticalVerificarea clichetului la încovoiere se face cu relația

= 100 ... 120 [N/mm2]

a1 = t + 1 – 0,5 1 = (0,5 ... 0,6)

Corpul criculuiCorpurile cricurilor se execută in construcție turnată, materialele recomandate fiind oțelurile turnate

sau fontele cenușii, respectiv în construcție sudată, cele sudate fiind executate din oțeluri de uz generalpentru construcții.

Pentru corpul cricului ales, am optat pentru varianta turnată, astfel cricul se toarnă dintr-o fontă cenuşie, Fc250 care are următoarele caracteristici:

Solicitări cu concentratori de tensiune:

- tracţiune [N/mm2]-compresiune [N/mm2]- încovoiere [N/mm2]- răsucire [N/mm2]- forfecare [N/mm2]

Solicitari fără concentratori de tensiune:

- tracţiune [N/mm2]- compresiune [N/mm2]

- încovoiere [N/mm2]

- răsucire [N/mm2]

Dimensiunile corpului: Se recomandă grosimea peretelui a= 6 ... 10 [mm]

Se alege grosimea peretelui a= 7 [mm]

b= (1,2...1,5)a= 1,37 = 9,1[mm][mm]

[mm]

Caracteristicile mecanice pentru OL 60 sunt

- clasa de calitate (tratament termic) 1

- rezistenţa la tracţiune

- limita de curgere

- alungirea la rupere

Page 17: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

b reprezină grosimea tălpii corpuluiD5 diametrul interior al corpului în zona şurubului de forţăD6 diametrul exterior al corpului în zona şurubului de forţă

Calculul bolţuluiBolțul cu ajutorul căruia se fixează clichetul de manivelă se dimensionează pe baza solicitării de

încovoiere şi se verifică la forfecare şi la strivire

[mm]

Se alege db= 4 [mm]

verificare la forfecare

[N/mm2]

= 80 ... 100 [N/mm2]

verificare la strivire

[N/mm2]

= 60 [N/mm2]

Verificarea corpului criculuiVerificarea corpului cricului se face la compresiune, în secţiunea de la partea superioară a cilindrului

în care se mişcă şurubul principal:

[N/mm2]

[N/mm2]Din relația de verificare rezultă că deci corpul va rezista.

De menţionat este faptul că în urma proiectului am avut nevoie de următoarele elemente de fixare:  ȘTIFT FILETAT CU CRESTĂTURĂ CU CEP, M 8 x 12 STAS 4867 – 69 ȘTIFT FILETAT CILINDRIC, M3 x 6 STAS 4771 – 69 ȘURUB CU CAP STRIAT ȘI GULER. M4 x 6, STAS 5302 - 80

Page 18: CRIC CU PIULIȚĂ ROTITOARE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MECANICĂDISCIPLINA ORGANE DE MAȘINI

Bibliografie

1. Dorina Matieşan, Adalbert Antal, Dumitru Pop, Iacob Olteanu, Felicia Sucală, Aurica Căzilă, Ioan

Turcu, Ovidiu Belcin, Ştefan Bojan, Ovidiu Tătaru - Elemente de proiectare pentru mecanismele cu

şurub şi piuliţă, Lito IPCN, 1985

2. Jula Aurel şi colectivul – Mecanism cu şurub şi piuliţă rotitoare. Îndrumător de proiectare. Braşov,

Editura Lux Libris, 2000.

3. Traian Itu, Mihai Tripa – Toleranţe şi ajustaje. U.T.PRES, Cluj-Napoca, 2005

4. Colecţia STAS de Organe de maşini şi extrase din standarde pentru proiectarea elementelor

componente ale masinilor. Vol I şi II.

5. Sanda Bodea – DESEN TEHNIC, ELEMENTE DE BAZĂ, Cluj-Napoca; Rispoprint 2005