Cric Simplu

download Cric Simplu

of 29

Transcript of Cric Simplu

CRIC SIMPLU TEMA DE PROIECT:Sa se proiecteze o transmisie cu surub de miscare-piulita in varianta circu simplu cunoscandu-se urmatoarele : Sarcina maxima de lucru : Inaltimea maxima de lucru : F = 4000 N H = 400 mm

1.PROIECTAREA SURUBULUI1.1.Schema cinematica a sistemului,caracterizare rol functional,domeniu de utilizare. Transmisia surub-piulita, alcatuita dintru-un surub si o piulita aflate in miscare relativa in timpul functionarii, realizeaza transmiterea si transformarea miscarii si a fortei. Cu aceste functii, transmisia surub-piulita se intalneste frecvent in constructia unor masini simple cum sunt cricurile si presele manuale, in constructia masinilor unelte, a unor dispozitive de lucru, a unor aparate de masura etc. Ca principale avantaje ale folosirii transmisiei surub-piulita se pot enumera: constructia si executia relativ simple, precizia buna, functionarea fara zgomot, gabaritul redus, posibilitatea transmiterii unor forte relativ mari. Ca principal dezavantaj se mentioneaza existenta unor frecari importante intre spirele filetelor, care determina randamente mici, uzuri mari (ce conduc in timp la jocuri mari) si in consecinta viteze de lucru limitate. Acest neajuns este in parte eliminat de transmisiile cu bile ( "suruburile cu bile") la care frecarea de alunecare este inlocuita cu frecarea de rostogolire. Cric simplu Surubul principal 1 executa atat miscarea de rotatie cat si miscarea de translatie. Piulita 3 este fixata in corpul 2. 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.

Functii de indeplinit Transformarea si transmiterea miscarii si a fortei (transmiterea unui flux energetic). Dimensiunile cuplei surub-piulita deci ale celor doua filete in contact sunt determinate pentru urmatoarele: Rezistenta corpului (tijei) surubului la solicitari compuse si la flambaj (pentru suruburi supuse la compresiune); pentru ca diametrul corpului surubului este egal cu diametrul interior al filetului acestuia. Pentru a pune in evidenta tipul solicitarilor care se produc, se construieste diagrama de eforturi. Rezistenta spirelor filetului surubuhii si al piulitei. Spirele se pot distruge prin uzare sau rupere. La viteza mica la care are loc actionarea sistemului, hotaratoare pentru tipul si intensitatea uzarii sunt tensiunile de contact dintre spire. Ruperea spirelor poate avea loc ca urmare a solicitarilor de incovoiere si forfecare la piciorul filetului. In concluzie, cupla surub-piulita trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte: transmiterea si transformarea miscarii si a forjei; rezistenta corpului (tijei) surabului; rezistenta spirelor filetelor surubului si piulitei; asigurarea conditiilor de autofranare; un cost redus; o buna durabilitate; un bun randament etc.

Se doreste totodata:

1.2.Trasarea diagramei de forte si momente ale sistemului In figura de mai jos s-au reprezentat diagrama de eforturi pentru celelalte elemente componente. Pentru eforturile care apar in elemental i in contact cu elementul j, se folosesc urmatoarele notatii: Fi- - forta axiala; My - moment. Indicii superiori au semnificatiile: r - radial, a - axial, s - stanga, d - dreapta. Momentul de actionare se noteaza Mtot. Variatia pe inaltimea piuli|ei a momentului de insurubare, M2j, si variatia momentelor de frecare in lagarele radiale se schematizeaza printr-o dependenta liniara.

1.3. Alegerea materialului pentru urub Condiiile care trebuie ndeplinite de ctre materialele cuplei urub-piuli ne conduc la alegera materialului pentru urub i piuli.Pentru urub se va alege un material cu rezisten la solocitari compuse a lui i a spirelor.Materialul trebuie s reziste la uzur i s aib un pre sczut. n cazul urubului se va folosi oelul iar pentru piuli se por folosi diferte aliaje cum ar fi fonta,bronzul,aluminiu i aliajele pe baz de aluminiu. Pentru a asigura rezistena la uzare i un coeficient de frecare redus se utilizeaz un cuplu de materiale cu bune proprieti antifriciune. ntruct solicitrile corpului urubului sunt relativ mari materialul acestuia este de regul oelul.

Voi executa urubul din oel laminat de uz general:OL42 STAS 500/2-80, cu urmatoarele caracteristici :-

limita de curgere c = 230 260 N/mm2 rezistena de rupere la traciune r = 410 490 N/mm2

1.4 Stabilirea criterilor de portanta Pornind de la diagramele de eforturi, alegerea tipului filetului si de la parametrul functional :lungimea surubului, pot fi precizate criteriile de portanta de care se tine seama la dimensionarea presei. Criteriile sunt urmatoarele: a) criterii de rezistenta: -resistenta tijei surubului la soliciterea compusa de intindere(compresiune) si rasucire; -rezistenta filetului la solicitarea de strivire. b) criteriul de stabilitate: -stabilitatea elastica a tijei la flambaj. Dimensionarea presei se face pe baza unuia din criteriile de rezistenta, dupa care se realizeaza verificarea la celalalt criteriu si la stabilitatea echilibrului static. In functie de solicitarea tijei surubului, felul filetului, cuplul de materiale si frecventa actionarii, portanta este hotaratoare fie de rezistenta surubului la solicitarile compuse fie de rezistenta filetului la solicitarea de strivire. Utilizarea coditiei de rezistenta a filetului la strivire presupune ipoteze suplimentare privind latimea suprafetei de contact (inaltimea utila a filetului) si numarul de spire in contact. De aceea predimensionarea filetului se face din conditia de rezistenta a corpului surubului la solicitarea compusa de intindere(compresiune) si rasucire. 1.5. Predimensionarea surubului. Dimensiunile filetului trebuie s corespund simultan urmtoarelor cerine: rezistena corpului urubului la solicitarea compus: compresiune ( sau traciune ) i rsucire ( solicitarea de ncovoiere trebuie eliminat pe ct posibil ); rezistena spirelor la strivire ( uzare );

rezistena spirelor la solicitarea compus de ncovoiere i forfecare; daca urubul este solicitat la compresiune s nu flambeze; s asigure condiia de autofrnare. Predimensionarea la solicitarea compus se face la compresiune ( sau la traciune ) pe

baza unei fore de calcul Fc= F, F fiind fora care actioneaz asupra urubului, iar ( >1 ) factor de majorare a forei F pentru a considera i solicitarea la rsucire. Valoarea lui se ia dintr-un tabel, iar n cazul cricului simplu poate fi cuprins ntre 1,27 -1,32. Voi lua pe =1,3. 2 F d3 Anec= = = a 4 aF c

a= C

cc

a - tensiunea admisibil la compresiune( traciune ) c - limita de curgere Cc - coeficient de curgere d3 - diametrul interior al filetului urubului a=

c = 230 = 100 N / mm 2 C 2.3 c

d3 =

4 F = a

4 1.3 4000 = 8.1368 mm ; 100

1.6. Alegerea tipului filetului. Alegerea tipului de filet se face in funcie de: caracterul sarcinii ( constanta, variabila etc.); mrimea sarcinii ( mic, mare ); direcia i sensul sarcinii; destinaia i condiiile de lucru; randamentul dorit.

Tipul de filet ales este filetul trapezoidal pentru ca are o bun rezisten i rigiditate, randament cu circa 4-5% mai mic dect al filetului ptrat, permite eliminarea jocului axial rezultat in urma uzrii prin utilizarea unei piulie secionate ; poate transmite sarcini mari, variabile, n ambele sensuri. Figura de mai jos prezint profilele nominale ale filetului trapezoidal standardizat.

P R1 h3 d d3Filet exterior

30

0

Filet interior

ac R2 H1

R2 H4 D4

ac

D2 D1 d2

Din Anexa am ales filetul trapezoidal cu urmtoarele caracteristici: -diametrul nominal al filetului d =12 mm; -pasul p=3 mm; -diametrul nominal mediu d2=D2=10.5 mm; -diametrul nominal exterior al filetului interior D4=12.5 mm; -diametrul nominal interior al filetului exterior d3=8.5 mm; -diametrul nominal interior al filetului interior D1=9 mm.

H = 1.866 p = 1.866 3 = 5.598mm p = 3mm ac = 0.25mm H1 = 0.5 p = 0.5 3 = 1.5mm H 4 = H1 + ac = 1.5 + 0.25 = 1.75mm R1max = 0.5 ac = 0.5 0.25 = 0.125mm R2max = ac = 0.25mm 1.7 Verificarea condiiei de autofrnare si la flambaj Verificarea conditiei de autofranare n cazul construciilor cu uruburi de micare apare ca cerin asigurarea autofrnrii. La sistemele acionate manual este preferabil ca autofrnarea s se realizeze direct de ctre filet. Filetul asigur autofrnarea atunci cnd unghiul de nclinare al filetului, , este mai mic dect unghiul de frecare redus, : unde: p tg = d in care: - reprezinta unghiul profilului filetului. Pentru filetul trapezoidal, = 300.

2

- coeficientul de frecare ce depinde de cuplul de materiale, de calitateai starea de ungere a suprafeelor. p - pasul filetului urubului d2 - diametrul nominal mediu al filetului p 3 tg = d = 10.5 = 0.0909 = = 5.1965 ; 2

Din tabel pentru cuplul de materiale oel pe font coeficientul de frecare, = 0.08-0.20. = 0.15 tg =

' =

cos

2

tg =

' =

0,15 = 0,15529 = = 8.8270 30 cos cos 2 2 Deci, .

SE VERIFICA

Verificarea la flambaj Suruburile lungi solicitate la compresiune sunt in pericol de a flamba. Dimensiunile filetutui trebuie sa asigure o siguranta suficienta si fata de flambaj. Verificarea la flambaj va avea loc cu acele ipoteze care sa ofere o siguranta suficienta, Altfel spus, ipotezele de lucru vor trebui sa fie acoperitoare, adica cele mai dezavantajoase posibil. Daca dupa proiectarea la scara apar modificari semnificative fata de ipotezele considerate initial se reia verificarea. In cazul de fata avem rezemare de tip incastrare-articulatie

lf =

2 L 2

L= ( 1,35 1,45 )H

unde : L lungimea de flambaj ; H cursa de realizat.L = 1.4 400 = 560mm l f =

2 560 = 395.979mm 2 i se determin tipul flambajului:

Se calculeaz coeficientul de zveltee

= d 4 3 = 64

lf imin

imin =

I

min A

I min

d 2 3 A= 4

I min =

8.54 = 256.2392mm 4 64

8.52 A= = 56.745mm 2 4imin = 256.2392 = 2.125mm 56.745

=

395.979 = 186.343 2.1250

Valoarea limit a coeficientului de zveltee, materialul ales pentru cupla urub-piuli.

se gsete tabelat n funcie de

Din Anexa vom vom avea pentru OL42 STAS 500/2-80 0 = 96 > 0 flambajul este elastic Se calculeaza coeficientul de siguranta la flambaj Cf : Cf = Ff F C fa

Cfa coeficientul de siguranta admisibil la solicitarea de flambaj se poate lua Cfa=3-5

Ff -forta critica de flambaj se calculeaza dupa cum urmeaza: -pentru flambajul elastic: Ff =

2 E I min 2 2.1105 256.2392 = = 3387.03 N l2 395.9792 f3387.03 = 0.84 4000

Cf =

Cf