Cric Cu Piulita Rotitoare

ORGANE DE MAŞINI CRIC CU PIULIŢǍ ROTITOARE PROIECT

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

Cric cu piuliţă rotitoare

F = 28200 Nh = 321 mm

Student: Margin SorinDr.ing. Gheorghe Kerekes

Cluj-Napoca 2009-2010


2.Cuprins3. Memoriu tehnic Pag. 3

3.1 Cele trei soluţii constructive pentru cricul cu piuliţă rotitoare Pag. 33.3 Justificarea şi descrierea soluţiei alese Pag. 33.4 Caracteristici funcţionale impuse Pag. 43.5 Materiale folosite Pag. 43.6 Funcţionare Pag. 53.7 Indici de exploatare, reglaj şi întreţinere Pag. 53.8 Toleranţe, rugozităţi şi condiţii tehnice impuse Pag. 53.9 Norme de protecţia muncii Pag. 6

3.10 Rodajul Pag. 64.Cele doua schite cu variantele constructive Pag. 75. Memoriu justificativ de calcul Pag. 9

5.1 Consideraţii generale Pag. 95.2 Alegerea filetului Pag. 95.3 Materialele alese pentru realizarea şurubului de forţă şi a piuliţei Pag.115.4 Calculul şi determinarea dimensiunilor pentru şurubul de forţă Pag.12

5.4.1 Determinarea numărului de începuturi pentru filetul şurubului de forţă Pag.135.4.2 Verificarea autofrânării Pag.135.4.3 Calculul numărului de spire în contact Pag.145.4.4 Verificarea şurubului de forţă Pag.155.4.5 Verificarea spirelor şurubului Pag.155.4.6 Verificarea şurubului la flambaj Pag.16

5.5 Dimensionarea piuliţei Pag.165.5.1 Verificarea corpului piuliţei Pag.17

5.6 Calculul cupei Pag.18 5.6.1 Verificarea cupei Pag.19 5.6.2 Alegerea şi verificarea dimensiunilor ştiftului care solidarizează cupa de şurubul principal

Pag.19

5.7 Calculul mecanismului de acţionare Pag.205.7.1 Calcului tijei si prelungitorului Pag.20

5.7.2 Verificarea prelungitorului Pag.21Pag.21

Pag.22

Pag22

Pag23

Pag23

5.7.3 Calculul rotii de clichet

5.7.4 Verificarea rotii de clichet

5.7.5 Claculul clichetului

5.7.6 Verificarea clichetului

5.7.7 Calculul boltului

5.8 Corpul cricului Pag.24

5.8.1 Verificarea corpului cricului Pag.256. Bibliografie Pag.267. Desen de ansamblu A0 scara 1:1 Pag.278.Desen de executie pentru surub Pag.28

9.Desen de executie pentru piulita Pag.29

2

2


3. Memoriu Tehnic

Obiectul prezentului proiect este proiectarea unui dispozitiv cu şurub şi

piuliţă,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 în

serie mică, executându-se numai la comandă. Dispozitivul este destinat utilizării frecvente, dar

de către un singur muncitor.

3.2. Cele două soluţii constructive pentru cricul cu piuliţă rotitoare

Cele două forme constructive ale cricului cu piuliţă rotitoare sunt prezentate în figurile

5.10 şi 5.11 1). Din punct de vedere constructiv, prima variantă este mai simplă, având corpul şi

tija turnate, fapt care reprezintă un avantaj în cazul seriilor mari de fabricaţie. Mecanismul de

acţionare este cu clichet vertical, roata de clichet fiind montată pe piuliţă prin pană. Mişcarea de

rotaţie a şurubului este împiedicată de proeminenţele în formă de pene ale unei piese montate pe

capătul inferior al şurubului, piesă realizată prin sudare, servind şi la ghidarea şurubului. Piesele

au fost prevăzute cu raze de racordare, iar grosimea pereţilor este uniformă, evitându-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, iar tija cricului cu clichet orizontal se poate tealiza prin

forjare sau turnare. Piuliţa rotitoare este centrată în corpul cricului prin intermediul rulmeantului,

crescând aftfel gabaritul radial.

Principiul de funcţionare, acelaşi în ambele variante cazuri, constă în transformarea

miscării de rotaţie a mecanismului de acţionare în mişcare de translaţie pentru şurubul de forţă,

care se va ridica sau coborî. Cricul este folosit pentru a ridica obiecte grele, cu largă răspândire

în industria de autovehicule.

3.3 Justificarea şi descrierea soluţiei alese

Ambele variante constructive prezintă avantaje şi dezavantaje, motiv pentru care am

decis să aleg din fiecare variantă elementele potrivite în vederea realizării unei soluţii

constructive optime. Mecanismul de acţionare ales este cel cu clichet vertical, prezentând

avantajul simplităţii faţă de cel orizontal. Corpul se va realiza prin turnare, datorită

11) Elemente de proiectare pentru mecanismele cu şurub şi piuliţă, Lito IPCN, 1985, pag. 97-98

3

3


productivităţii procesului de fabricaţie pentru această metodă. Şurubul va avea filet

trapezoidal ţinând cont de facilităţile oferite:

-se poate executa prin frezare ;

-rezistenţă şi rigiditate mare a spirei ;

-asigură o bună centrare între şurub şi piuliţă;

-randament mare, apropiat de cel al filetului pătrat ;

-este recomandat la forţe mari ;

-concentratorul de tensiuni la fundul filetului este relativ mic datorită razei mari

de racordare ;

Unicul dezavantaj al acestui tip de filet este că poate prelua sarcini într-un singur sens, pe

flancul activ, care are o înclinaţie de 3°,dar având în vedere cursa relativ mică, direcţia forţei

rămâne constantă.

Prin folosirea unui ştift fixat în partea superioară a şurubului şi piesa realizată prin

sudare, prezentă în prima variantă constructivă, se va realiza împiedecarea rotirii, oprirea la

atingerea valorii maxime şi ghidarea şurubului.

Cupa va fi fixată în partea superioară a şurubului printr-un alezaj cu joc sprijinindu-se pe

capătul şurubului şi fiind fixată de acesta printr-un ştiftul fixat în partea superioară a şurubului.

Roata de clichet se va fixa pe piuliţă prin intermediul unei asamblări de formă

hexagonală, iar tija, de care se prinde şi clichetul utilizând un bolţ, cu ajutorul unei piese inelare

care este asigurată în partea superioară printr-un inel Seeger.

3.4 Caracteristici func ţionale impuse

Dispozitivul trebuie să îndeplinească următoarele condiţii funcţionale:

mânuire, antrenare, manipulare uşoară ;

gabarit cât mai redus ;

curse utile cât mai mici ;

siguranţă în funcţionare ;

posibilităţi de producere a accidentelor cât mai reduse ;

3.5 Materiale folosite

La alegerea materialelor în primul rând s-a ţinut seama de fiabilitate şi durabilitate.

Astfel atât pentru şurub, cât şi pentru piuliţă s-a ales OL 50(STAS 500/2 - 80), material, care

posedă calităţi mecanice suficient de bune şi se poate prelucra uşor.

Piuliţa s-a proiectat în aşa fel încât uzura să fie concentrată asupra ei, deoarece este o

piesă mai puţin costisitoare de realizat decât şurubul, fiind destinată să preia cea mai mare parte

4

4


din uzura flancurilor filetului, în caz de uzură înlocuindu-se doar piuliţa şi nu întregul ansamblu

şurub-piuliţă.

Corpul şi tija, ambele turnate, sunt executate din Fc 250(STAS 568-82), iar clichetul si roata de

clichet din OL 50(STAS 500/2 - 80) .

3.6 Funcţionare

La rotirea manivelei mişcarea se transmite prin piuliţă, care se sprijină pe rulment, la

şurub. Acesta va face o mişcare de translaţie, cu ajutorul căruia se deplasează cupa.

3.7 Indici de exploatare, reglaj şi întreţinere

Dispozitivul se va manevra de către un singur muncitor, nefiind permisă pentru

manipulare folosirea altor ţevi, bare sau prelungitoare decât cele prevăzute de proiectant, sau a

sistemelor de pârghii.

Este indicat, ca dispozitivul să fie montat pe suprafeţe cât mai plane şi orizontale.

Dispozitivul nu se va folosi pentru sarcini şi dimensiuni mai mari decât cele pentru care a

fost proiectat.

Se vor verifica periodic flancurile filetului, iar în caz că se constată uzura acestora, se va

schimba piuliţa sau şurubul dacă este cazul.

După terminarea lucrului dispozitivul se va curăţa, iar suprafeţele funcţionale se vor unge

cu unsoare consistentă de uz general.

3.8 Toleranţe, rugozităţi şi condiţii tehnice impuse

Piesele componente ale mecanismului nefiind piese de înaltă precizie, s-a ales din clase

de precizie mari. Pentru ajustajul filetat s-a ales precizia 8H/8e, fiind în acord cu destinaţia

dispozitivului şi tehnologia de execuţie. Celelalte toleranţe la dimensiuni s-au ales conform unor

clase şi precizii medii, deoarece s-a considerat că nu este necesară impunerea unor precizii mai

mari.

Toleranţele s-au stabilit pe acelaşi criteriu, fiind impuse numai acolo unde ar fi existat

pericolul unor disfuncţii la montare, demontare şi în funcţionare.

Rugozităţile s-au prescris în funcţie de procedeele tehnologice asupra cărora s-a optat

pentru prelucrarea pieselor componente ale dispozitivului.

Condiţiile tehnice impuse sunt următoarele:

suprafeţele funcţionale şi ansamblele componente se vor unge cu unsoare

consistentă;

5

5


suprafeţele nefuncţionale se protejează printr-un strat de vopsea;

pe suprafeţele pieselor turnate nu se admit urme de nisip, zgură sau

bravuri provenite din turnare;

muchiile necotate se vor teşi la 45°

3.9 Norme de 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 :

trebuie respectate regulile de protecţie a muncii din

atelierul de producţie ;

personalul de lucru trebuie să fie instruit corespunzător;

dispozitivul de strângere nu se va supune la şocuri şi

lovituri directe;

la apariţia unei defecţiuni se va retrage dispozitivul din

lucru şi se va înlocui piesa defectă ;

asamblarea şurub-piuliţă se va unge periodic cu unsoare

consistentă tip U 80.

3.10 Rodajul

Se recomandă următoarea schemă de rodaj pentru ansamblul şurub-piuliţă. Rodajul are loc în ambele sensuri, deoarece cricul va lucra în exploatere în

ambele sensuri. Dacă nu se constată defecte (frecare prea mare, gripare), cricul se supune unor

încercări peste cele de regim. Ungerea filetului şurubului şi a piuliţei în timpul rodajului se execută cu

lubrifiantul prevăzut mai înainte. După rodaj cricul se curăţă de praful metalic rezultat în urma rodajului şi de ulei. Se verifică cu atenţie filetele celor doua piese (şurub respectiv piuliţă) După terminarea rodajului se trece la încercări de control, ele se execută de

asemenea la diferite încărcări. La încărcarea de regim se măsoară şi randamentul, care permite a se verifica

obiectiv economicitatea, calitatea prelucrării şi montajul.

6

6


7

7


8

8


5. Memoriu justificativ de calcul

5.1 Consideraţii generale

Mecanismele cu şurub şi piuliţă deservesc la dispozitivele ce necesită transformarea

mişcării de rotaţie în mişcare de translaţie şi invers. În cazul cricului cu piuliţă rotatitoare, la

acţionarea mecanismului cu clichet, acesta va roti piuliţa care în funcţie de sensul de rotaţie va

determina ridicarea sau coborârea şurubului.

Avantajele principale ale asamblărilor filetate sunt :

- permit construcţii variate în forme compacte;

- au montare şi demontare uşoară;

- construcţie simplă şi tehnologie de execuţie uşor

realizabilă;

- posibilitatea de transmitere a unor sarcini axiale mari

utilizând forţe de acţionare mici;

- gabarit redus;

- funcţionare lină şi fără zgomot ;

- posibilitatea de a asigura în mod simplu autofrânarea;

- permite utilizarea materialelor ieftine;

- preţ de cost scăzut.

Între dezavantajele mecanimelor cu şuruburi de mişcare se menţionează :

- necesită asigurare împotriva autodesfacerii;

- uzura flancurilor introduce jocuri;

- lipsa autocentrării;

- existenţa unei frecări mari între spirele filetului

şurubului şi piuliţei conduce la uzura pieselor şi la un

randament scăzut ;

- necunoaşterea exactă a forţelor de strângere.

5.2 Alegerea filetului

9

9


Pentru şuruburile de mişcare se poate utiliza doar filetul cilindric cu diferite profile: pătrat,

trapezoidal, ferăstrău şi rotund cu diferite pasuri. Cu cât pasul este mai fin, cu atât autofrânarea

este mai bună însă şi deplasarea şurubului, la o rotaţie completă a piuliţei, adică randamentul, va

fi mai mică.

Pentru cric, ştiind că avem o deplasare relativ mică a şurubului şi direcţia forţei rămâne

constantă, am ales un filet trapezoidal oferind o serie de avantaje.

d – diametrul nominal al filetului; D4 – diametrul exterior ; H1 – înălţimea utilă a filetului ;

d2 ,D2 – diametrul mediu; d3 ,D1– diametrul interior ; P – pasul filetului ;

Notaţiile cu litere mici corescpund filetului exterior, adică şurubului, iar cele cu majuscule filetului

interior, adică piuliţei.

Filetul trapezoidal are o rezistenţă si o rigiditate mai mare ca filetul pătrat. Folosirea

piuliţei reglabile radial (secţionată) permite eliminarea jocului axial creat in urma uzurii flancurilor,

avantaj care impune filetului trapezoidal ca principală soluţie pentru mecanismele surub-piuliţă.

Filetul trapezoidal asigură o buna centrare intre surub şi piuliţă putându-se executa prin

procedeul de frezare.

În cazul mecanismelor cu şurub şi piuliţă care transmit sarcini mari, in ambele sensuri,

direcţia forţei fiind variabilă (sau cu şoc), se recomandă utilizarea filetelor trapezoidale.

10

10

Figura 5.2.1 Reprezentarea în detaliu a filetului trapezoidal


Filetul este standardizat în STAS 2114/1-75, putând avea pas normal, fin sau mare.

Valorile dimensiunilor sale se determină conform relaţiilor de calcul, în funcţie de diametrul

nominal şi de pasul filetului. Astfel:

În cazul cricului cu piuliţă rotitoare, piuliţa execută o mişcare de rotaţie iar şurubul o mişcare de

translaţie. În figura 5.2.2 sunt prezentate diagramele de forţă şi de moment care apar la lucrul sub

sarcină al cricului.

5.3 Materialele alese pentru realizarea şurubului de forţă şi a piuliţei

Alegerea materialului pentru şurubul de forţă şi piuliţă ca elemente ale mecanismelor cu

şurub depinde de mai mulţi factori:

- caracteristicile mecanice ale materialului;

- asigurarea condiţiilor funcţionale, tehnologice şi economice în modul cel mai

fovorabil;

- fiabilitatea optimă în contextul unor cheltuieli de producţie minimă.

Caracteristicile mecanice ale materialului pentru şurubul şi piuliţa din construcţia

mecanismelor cu surub sunt:

(Rp ) - limita de curgere

(Rm) - limita de rupere

(A) - alungirea

(E) - modulul de elasticitate

11

11

Cupa (1) Şurub (2) Piuliţa rotitoare (3) Corp (4)F Mt F Mt F Mt F Mt

Figura 5.2.2 Diagrama de eforturi pentru cricul cu piuliţă rotitoare


Materialul ales (OL50) are clasa de calitate 1 şi este folosit pentru elemente de construcţii

mecanice supuse la solicitări mecanice ridicate, însumând următoarele caracteristici :

Solicitări cu concentratori de tensiune:

- rezistenţa la tracţiune , ;

- rezistenţa la încovoiere, ;

- rezistenţa la răsucire, ;

- rezistenţa la forfecare, ;

Solicitari fără concentratori de tensiune:

- tracţiune, ;

- încovoiere, ;

- răsucire, ;

- forfecare , ;

Caracteristicile mecanice pentru OL 50 sunt:

- clasa de calitate (tratament termic) 1

- rezistenţa la tracţiune, ;

- limita de curgere, ;

- alungirea la rupere, ;

Alegerea materialului pentru piuliţă, ca element al culpei de frecare şurub-piuliţă, se va

face în aşa fel încât să se limiteze presiunea de contact dintre spirele piuliţei şi ale şurubului la

valori reduse evitându-se astfel uzura prematură.

Pentru piuliţă am ales OL 50 ,care are următoarele caracteristici:

- clasa de calitate (tratament termic) 1

- rezistenţa la tracţiune, ;

- limita de curgere, ;

- alungirea la rupere, ;

5.4 Calculul şi determinarea dimensiunilor pentru şurubul de forţă

Valoarea forţei maxime la care va fi supus cricul este de F=28200 N, iar cricul va avea o

cursă maximă de . Presiunea admisibilă de contact dintre cele două materiale alese

pentru cuplul şurub-piuliţă (OL 50) este . Relaţia cu care vom determina

diametrul mediu al şurubului de forţă este:

12

12


;

unde: d2 este diametrul mediu al şurubului,

fiind un factor dimensional care pentru filetul trapezoidal este h=0,5

reprezintă factorul de lungime al piuliţei, se ia valoarea

Conform tabelului standardizat, diamentrul mediu corespunzător celui calculat este

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

diametrul nominal d = D = 32 mm

pasul filetului, P = 6mm

diametrul mediu

diametrul interior, d3 = 25mm

diametrul interior, D1 = 26mm

diametrul exterior, D4= 33mm

numarul de inceputuri, n = 1

notaţie: Tr 33x6.

5.4.1 Determinarea numărului de începuturi pentru filetul şurubului de forţă

În cazul cricurilor, la acţionare avem nevoie de autofrânare, deci, numărul de începuturi

impus va fi 1.

5.4.2 Verificarea autofrânării

care reprezintă unghiul de înclinare al elicei pe cilindrul de diametru d2

Unghiul de frecare unde =0,1….0,18, este coeficientul de frecare

pentru cuplul de materiale şi calitatea ungerii, iar 1 este unghiul de înclinare al flancului activ al

filetului ; pentru filet trapezoidal.

În urma calculelor se obţin următoarele valori:

.

13

13


De unde rezultă , deci condiţia de autofrânare este îndeplinită.

5.4.3 Calculul numărului de spire în contact

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

=8,45

Se recomandă ca numărul de spire în contact să fie între . Se alege astfel o

valoare de z =9 spire în contact.

Lungimea piuliţei se determină cu formula şi de aici se obţine m = 40 mm.

Forma şurubului la cricul cu piuliţă rotitoare este relativ simplă şi extremităţile aceastuia unde se

face îmbinarea cu cupa şi ghidarea şurubului în corpul cricului vor avea formă cilindrică cu

diametrul mai mic decât diametrul interior al filetului şurubului de forţă.

Pentru a permite rotirea liberă a piuliţei cu frecări şi pierderi de energie minime, s-a

utilizat un rulment axial, ales în funcţie de diametrul nominal al şurubului (32 mm) şi urmărind

dimensiunile standardizate ale rulmenţilor din STAS 3921-86 :

numărul de referinţă, 51107;

diametrul interior, dw = dg = 35 mm;

diametrul exterior, Dw = Dg = 52 mm;

înălţimea rulmentului, H = T = 12 mm ;

Cunoscând şi înălţimea rulmentului se poate determina lungimea şurubului de forţă:

unde:

hmax – cursa şurubului de forţă ;

m – înălţimea piuliţei ;

T – înălţimea rulmentului ;

P – pasul filetului şurubului de forţă ;

obţinându-se o valoare de Lf(teoretic) = 321+54+12+18=405mm.

Datorita formei corpului cricului insa s-a ales constructiv Lf =335mm.

La proiectarea extremităţilor şurubului, dimensiunile radiale ale unei extremităţi trebuie

să se înscrie în cercuri cu diametrele mai mici decât diametrul interior al filetului, pentru a putea

fi introdus în piuliţă. Ele rezultă din varianta aleasă pentru construcţie.

14

14


5.4.4 Verificarea şurubului de forţă

Pentru 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: ,

;

Se determină acum efortul unitar de compresiune: şi se obţine o valoare de

.

Efortul unitar de răsucire este: , obţinându-se valoarea de:

Se determină acum efortul unitar echivalent:

Prin comparaţie cu se observă că ,deci şurubul va rezista.

5.4.5 Verificarea spirelor şurubului

Pentru a determina dacă spirele şurubului vor rezista în

timpul solicitărilor, spirele trebuie verificate la următoarele tipuri de solicitări:

încovoiere: =58N/mm2<61N/mm2

H1 este înălţimea utilă, care pentru filetul trapezoidal utilizat este , H1 = 3mm

, fiind grosimea spirei la bază h = 3,8mm

15

15


ac = 0,5 mm pentru 6 ≤ P ≤ 12 mm,acesta reprezentând jocul la fund

strivire: = 11,464 N/mm2 < 13 N/mm2

forfecare: = 10.498 N/mm2 < 41 N/mm2

Comparate cu valorile maxime admisibile ale materialului folosit pentru şurub, se

observă că spirele rezistă.

5.4.6 Verificarea şurubului la flambaj

Flambajul este de fapt pierderea stabilităţii elastice a unui corp solicitat la compresiune

la atingerea unei forţe critice. Pentru a verifica şurubul la flambaj, trebuie să determinăm

coeficientul de zvelteţe al acestuia. Pentru aceasta considerăm pentru că

ne situăm în cazul barei drepte încastrate la un capăt şi liberă la celalalt. Se determină apoi aria

secţiunii şurubului , care va fi egală cu A = 490,87 mm2. Momentul de

inerţie minim al unei secţiuni cuprinse in porţiunea care se flambeaza, se determină cu formula :

.

coeficientul de zvelteţe este: şi de obţine . Având

în vedere că coeficientul de zvelteţe , vom utiliza următoarea relatie pentru

determinarea fortei critice de flambaj:

.

Unde a si b au valorile : pentru OL 60 avem a = 350 şi b = 1.15.

Coeficientul de siguranta se va determina cu relatia .

5.5 Dimensionarea piuliţei rotitoare

Diamnetrul exterior al piuliţei este acelaşi cu cel am rulmentului, adică D=52 mm, iar

diametrul şi grosimea gulerului, precum şi degajarea pentru ştiftul filetat se determină

constructiv, cunoscand inaltimea piulitei in functie de numarul de spire in contact (54mm), se

alege inaltimea efectiva a piulitei 58mm .

16

16


Stiftul filetat care impiedica miscarea de translatie a piulitei, determina constructiv parametrii

degajarii aflate in partea inferioara a gulerului, acesta fiind ales conform DIN 417 cu notatia

M8x10:

Partea filetata potriveste cu filetul practicat in

corpul cricului iar partea caracterizata prin parametrii z=4mm si dp = 5,5mm se aseaza in

degajarea inferioara a piulitei.

Degajarea aflata in partea superioara a gulerului este pentru inelul Seeger (DIN 471 A52),

necesar fixarii mecanismului cu clichet pe corpul piulitei.

5.5.1 Verificarea corpului piuliţei

Pentru a verifica corpul piuliţei trebuie să verificăm rezistenţa acesteia la eforturile

normale şi tangenţiale care apar la încărcarea cricului. Astfel pentru eforturile normale vom

calcula:

17

17


unde De şi D1 sunt diametrele exterior respectiv interior al piuliţei, şi se obţine o valoare de

Pentru eforturile tangenţiale se va folosi formula:

de unde se va obţine Nm.

Pentru secţiunile solicitate compus, efortul unitar echivalent are expresia :

< 140

Verificarea spirelor piuliţei :

încovoiere: =55,77<61N/mm2

, fiind grosimea spirei la bază h = 3,8mm

ac = 0,5 mm pentru 6 ≤ P ≤ 12 mm,acesta reprezentând jocul la fund

strivire: 11,464 N/mm2 < 13 N/mm2

forfecare: =10.094 N/mm2 < 41 N/mm2

Pentru OL60 Rm=490…610 N/mm

rezulta ca spirele rezista .

.

5.6Calculul cupei

Pentru calculul cupei se va porni de la

diametrul interior al şurubului, în funcţie de

care vom alege diametrul exterior al capului

şurubului în porţiunea în care se va fixa cupa,

mai mică decât acest diametru.

; ;

unde: ψD = 0,96...0,9375

qa = 25...40N/mm2(oţel/oţel)

constructiv vom lua reprezentând

diametrul exterior al capătului şurubului.

18

18

Fig 5.6 Detaliu secţiune prin cupa cricului


Determinăm :

diametrul superior al cupei cu formula : ;

diametrul inferior al cupei :

înălţimea cupei :

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

.

5.6.1 Verificarea cupei

Verificarea pentru cupă se va face doar la strivire având în vedere că şurubul nu execută

mişcare de rotaţie care ar putea crea probleme prin apariţia unor tensiuni de forfecare. Astfel:

şi se obţine o valoare de care se încadrează în intervalul de valori

admisibile pentru cuplele imobile oţel – oţel (65...100), pentru cupă folosindu-se ca şi material

de fabricaţie OL50.

5.6.2 Alegerea şi verificarea dimensiunilor ştiftului care solidarizează cupa de

şurubul principal

Diametrul ştiftului se calculează cu următoarea formulă :

. Ţinând seama de

dimensiunile cupei şi de diametrul necesar se va alege din STAS 1599-80 un ştift cilindric cu

forma B cu diametrul de 8 mm şi o lungime de l = 60 mm din OL 42 .

Pentru verificare se utilizează relaţiile :

,

unde :

19

19


5.7 Calculul mecanismului de actionare

Mecanismul de acţionare ales este cel cu clichet vertical.

fig 5.7.1 reprezentarea mecanismului cuclichet

5.7.1 Dimensionarea tijei şi a prelungitorului

Lungimea tijei se va calcula cu următoarea formulă:

unde:

Lc este lungimea de calcul a manivelei ;

reprezintă forţa medie cu care acţionează muncitorul;

K, coeficient de simultaneitate, care pentru un muncitor este egală cu 1 ;

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

l0 este lungimea de prindere, considerându-se de 50 mm ;

Lungimea totală se determină cu formula , de unde rezultă L =310 [mm]

În cazul mecanismului cu clichet vertical se foloseşte formula:

=(16,3…17,3)mm

unde (pentru oţelurile carbon);

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

.

Se ia constructiv d5 = 17 mm şi se determină diametrul exterior al ţevii :

=(20,4…23,8)mm, de unde se allege D=23mm.

20

20


5.7.2 Verificarea prelungitorului

Pentru mecanismul de acţionare cu clichet vertical prelungitorul se verifică la încovoiere

în secţiunea B-B(fig 5.7.1), cu formula:

şi se obţine o valoare de N/mm2 .

5 .7.3 Calculul roţii de clichet

Roata de clichet (figura Fig 5.7.2) se va fixa pe piuliţă

printr-un contur hexagonal al găurii interioare.

Diametrul exterior al piuliţei pe care se fixează este de 52mm,

iar lungimea laturii poligonului va fi a=30mm (pentru contur

hexagonal).

Pentru stabilirea diametrului interior se foloseşte formula

care se consideră 73mm

Alegând numărul de dinţ z=12, diametrul mediu pe care se vor dispune dinţii roţii este :

=78mm

Pentru a putea obţine profilul exact al roţii de clichet trebuie determinată distanţa dintre centrele

a doi dinţi alăturaţi , grosimea dinţilor şi înălţimea

dinţilor mm.

Diametrul exterior al roţii de clichet se poate calcula ştiind înălţimea dintelui:

mm.

Lăţimea roţii de clichet se consideră constructiv [mm].

21

21

Fig 5.7.2 Roata de clichet


5.7.4 Verificarea roţii de clichet

Roata de clichet va fi confecţionată din OL60 şi trebuie verificată la trei tipuri de

solicitări:

- încovoiere:

;

- forfecare: =

- strivire

- Suprafaţa de contact dintre roata de clichet şi

piuliţa pe care aceasta se montează este solicitată la strivire.

Efortul unitar pe această suprafaţă se va determina cu relaţia:

,

unde n1 depinde de forma găurii de fixare din roata de clichet.

(n1 = 4 pentru formă patrată şi n1 = 6 pentru formă hexagonală).

5.7.5 Calculul clichetului

Clichetului vertical rezultă constructiv

în funcţie de dimensiunile tijei:

=7mm; c=h=5mm;

=15mm h1 =20mm;

4.7.6. Verificarea clichetului

22

22

Figura 5.7.3 Locaşul roţii de clichet


Efortul unitar efectiv de încovoiere:

este sarcina ce actioneaza pe dintele rotii de

clichet;

h – inaltimea dintelui rotii de clichet

5.7.7 Calculul bolţului

Se dimensionează pe baza solicitării de încovoiere şi se verifică la forfecare şi la strivire

cu relaţiile : ;

unde : Se alege conform DIN 1434 boltul cu cap mic de ø8 ;

-Verificarea la forfecare :

-Verificarea la strivire :

In functie de diametrul gaurii boltului (d3 =2mm) s-a ales si stiftul conic ce solidarizeaza tija de piesa inelara asezata pe piulita, conform DIN 1B cu notatia B2x24 si conicitate de 1 :50, pentru a nu se dezasambla acciental.

23

23


5.8 C orpul cricului

5.8 constructia si calculul corpului

Pentru realizarea corpului cricului (Fig 5.8.1), s-a ales o variantă care se realizează prin

turnarea întregului corp dintr-o piesă. Astfel cricul se toarnă dintr-o fontă cenuşie, mai exact

Fc250 care are următoarele caracteristici:

Solicitări cu concentratori de tensiune:

- tracţiune

-compresiune

- încovoiere

- răsucire

- forfecare

Solicitari fără concentratori de tensiune:

- tracţiune

- compresiune

- încovoiere

- răsucire

Dimensiunile corpului sunt

următoarele:

- grosimea peretelui este de a=7

mm

- grosimea tălpii corpului este

b=9 mm ;

- reprezentând diametrul exterior al piuliţei;

- reprezentând diametrul exterior al rulmentului, a cărui inel inferior se va

fixa printr-un ajustaz cu strângere H7/g6 care este un ajustaj cu strângere mică.

- diametrul interior al corpului în zona şurubului de

forţă;

- diametrul exterior al corpului în zona şurubului care are această valoare datorită

grosimii de 7mm aleasă pentru peretele corpului

24

24

Fig 5.8.1. Reprezentarea corpului cricului


se ia =350mm;

unde: reprezintă numărul de rotaţii relative între şurub şi

piuliţă necesare pentru realizarea cursei maxime;

P - pasul filetului;

reprezintă cursa maximă a şurubului cricului

- înălţimea totală a corpului fiind : ;

- , pentru că interiorul corpului este cilindric, să fie mai uşoară ghidarea

şurubului în mişcare.

Din condiţia de rezistenţă la strivire a materialului suprafeţei pe care se reazămă talpa

cricului se determină diametrul exterior al tălpii cricului, , cu formula:

; si se alege =146mm;

unde: se alege în funcţie de suprafaţa de sprijin, pentru

scândură;

Conform recomandărilor constructive avem condiţia :

Condiţia fiind îndeplinită, cu recomandarea de a nu folosi cricul pe pământ ci doar pe lemn

şi beton pentru că pe pământ coeficientul de rezistenţă este la limită.

5.8.1 Verificarea corpului cricului

Verificarea la compresiune se face în secţiunea de la partea superioară a cilindrului în

care se mişcă şurubul principal, cu relaţia:

Lăţimea canalului proeminentele in forma de pene ale piesei pentru impiedicarea rotirii

surubului(Fig. 5.8.2), s-a considerat de 9 mm, pentru a nu avea o frecare semnificativă.

25

25


Fig. 5.8.2 piesa pentru impedicarea miscarii de rotatie

6 Bibliografe

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. Gh. Hulpe, M. Bulubasa, L. Noveanu – Desen tehnic industrial. IPCN, 1980;

3. Traian Itu, Mihai Tripa – Toleranţe şi ajustaje În Ingineria Mecanică. U.T.PRES, Cluj-

Napoca, 2008;

4. Ball & Roller Bearings , Koyo Seiko CO.,LTD, cat.no.203E-1;

5. http://www.keller-kalmbach-shop.de/shop/kataloge/index.php;

6. Curs Organe de maşini;

Cric Cu Piulita Rotitoare

Documents

Transcript of Cric Cu Piulita Rotitoare