PRESA cu doua coloane

33

Click here to load reader

Transcript of PRESA cu doua coloane

Page 1: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

UNIVERSITATEA “LUCIAN BLAGA”DIN SIBIUFACULTATEA DE INGINERIE “HERMANN OBERTH”

Specializarea:ELECTROMECANICĂ

Tema de proiectare

Presa cu doua coloane

Coordonator:Prof. Dr. Ing. Barbu Stefan

Student: Margu Petre-Gheorghe Anul II EM-FR Gr. 1/2

1

Page 2: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Cuprins

Capitolul I. Presa cu şurub cu două coloane................................................... 4

Capitolul II. Metodologia de proiectare a presei cu şurub..............................5

1. Stabilirea sarcinilor care încarcă elementele presei.....................................5

2. Calculul şurubului.......................................................................................5

1.1 Alegerea materialului..................................................................................5

1.2 Calculul de predimensionare.......................................................................5

1.3 Verificarea condiţiei de autofrânare............................................................6

1.4 Verificarea la solicitări compuse.................................................................6

1.5 Verificarea la flambaj……………………………………………..............7

3. Calculul piuliţei..........................................................................................8

3.1 Alegerea materialului……………………………………………………..8

3.2 Calculul numărului de spire……………………………………...…….….8

3.3 Verificarea spirei………………………………………………………….8

3.4 Alegerea dimensiunilor piuliţei...................................................................9

3.5 Verificarea piuliţei la solicitări compuse...................................................10

3.6 Verifiarea gulerului....................................................................................10

4. Calculul corpului.......................................................................................11

4.1 Calculul coloanelor....................................................................................11

4.2 Calculul traversei fixe……………………………………………………11

5. Calculul traversei mobile...........................................................................12

6. Calculul randamentului…………………………………………...…..…12

Capitolul III. Metodologia de proiectare a mecanismului de acţionare cu

clichet orizontal .................................................................................................13

1. Schiţa mecanismului..................................................................................13

2. Calculul prelungitorului…………………………...………………….….14

3. Calculul roţii de clichet………………………………………………….14

3.1 Alegerea materialului……………………………………………………14

2

Page 3: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

3.2 Alegerea dimensiunilor………………………………………………….15

3.3 Verificarea roţii de clichet la solicitări…………………………………..15

4. Calculul clichetului………………………………………………………17

4.1 Alegerea materialului…………………………………………………....17

4.2 Alegerea dimensiunilor………………………………………………….17

4.3 Verificarea clichetului la compresiune excentrică....................................18

5. Calculul manivelei propriu-zisă................................................................18

5.1 Alegerea materialului................................................................................18

5.2 Alegerea dimensiunilor………………………………………………….18

5.3 Verificarea manivelei la solicitări.............................................................18

6. Calculul bolţului clichetului……………………………………………..19

6.1 Alegerea materialului……………………………………………………19

7. Calculul arcului cilindric elicoidal de compresiune care menţine clichetul

orizontal în contact cu dintele roţii de clichet.....................................................20

Notatii..................................................................................................................24

Bibliografie……………………………………………………………………..26

Presa cu şurub cu două coloane

3

Page 4: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Schema structurală şi sarcinile care încarcă elementele presei cu şurub şi două coloane sunt prezentate în fig.1.Principalele elemente ale presei sunt:

1. Şurubul de mişcare;2. Piuliţa fixă;3. Traversa mobilă;4. Cadrul;5. Mecanismul de acţionare care este format din:6. Placa de bază;7. Traversa fixă;8. Coloanele;Modul de funcţionare se poate urmări pe schema structurală (fig.1,a).

Şurubul de mişcare 1 realizează atât mişcarea de rotaţie, în urma utilizării mecanismului de acţionare 5, cât şi mişcarea de translaţie, prin care se deplasează traversa mobilă 3 şi se realizează forţa de presare . Legătura dintre şurubul de mişcare şi traversa mobilă se realizează printr-o cuplă de frecare axială cu frecare de alunecare sau cu frecare de rostogolire.

Fig.1

Conform modului de funcţionare se pot stabili principalele solicitări pentru elementele presei:- şurubul de mişcare 1 este solicitat la compresiune de sarcina şi la torsiune de momentul de frecare dintre şurub şi traversa mobilă;- piuliţa fixă 2 este solicitată la tracţiune de sarcina şi la torsiune de momentul din cupla elicoidală ;- principalele solicitări ale celorlalte elemente sunt: tracţiune pentru coloane, încovoiere pentru traverse (fixă şi mobilă)Diagramele de încărcare ale elementelor presei cu şurub şi două coloane sunt prezentate în fig.1,b.

4

Page 5: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Momentul realizat prin mecanismul de acţionare trebuie să echilibreze atât momentul de înşurubare cât şi pe cel de frecare , deci

Metodologia de proiectare a presei cu şurub.

1. Stabilirea sarcinilor care încarcă elementele presei.

2.Calculul şurubului2.1Alegerea materialului

Se recomandă OL 45;

2.2Calculul de predimensionare:Sarcina de calcul , [ ][ ]

= 27.100 NCursa = H = 175 cm

= 1.05 = 1.05 27.100 = 28.455 N = 30.000N adoptat = 30.000NDiametrul interior al filetului d3,

– pentru sarcini de lucru - adoptat 70 MPa

d3 =

d3= 23.36

5

Page 6: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Alegerea filetului standardizat:

Diametrul nominal

dPasul P Diametrul

mediu d2=D2

Diametrulexterioe

D4

Diametrul interior

Sirul 1

Sirul 2

d3 D1

30 6 27,000 31,000 23,000 24,000

2.3 Verificarea condiţiei de autofrânare Unghiul de înclinare al spirei filetului , grade

=arctg = arctg

2 = arctg 0.070 = 0.070 = 4,012

2 = 4,012 Unghiul aparent de frecare

= 0,11...0,12 pentru oţel/oţel = 0,115

= arctg = = arctg 0,119

= 0,119 = 6,821

Condiţia de autofrânare β2<φ’4,012 < 6,821 conditie indeplinita

2.4 Verificarea la solicitări compuse

2.4.1 Momentul de torsiune care solictă şurubul; Mt, Nmm

- pentru cuplă cu frecare cu rostogolire;

μrul = 0,008…0,01Se alege, în funcţie de diametrul nominal al şurubului d, rulmentul axial cu simplu efect, cu respectarea condiţiilor:

drul = 30 [mm]Drul = 47 [mm]Hrul = 11 [mm]Capacitatea de incarcare ( )= 32,5 > 27,1 [KN]

6

Page 7: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Stas tip rulment 51106 stas 3921

2.4.2 Tensiunea efectivă de compresiune ,

= = = 66,981 MPa

2.4.3 Tensiunea efectivă de torsiune ,

= = = 0,0267

= 2,677

2.4.3.Tensiunea echivalentă ,

= = = 67,194 = 67,194; = 70

<

2.5 Verificarea la flambaj

Coeficientul de zvelteţe

= = 29,965

- lungimea de flambaj

- se măsoară pe desen

= = 5,84 [mm]

Domeniul de flambaj - flambaj plastic

= 29,965- pentru OL 50

; Flambaj plastic

=

- adoptat 5

7

Page 8: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

- pentru OL 50 = 599,3

= 66,981c > ca

3 Calculul piuliţei

3.1 Alegerea materialuluiSe recomandă OL 50 stas 500/2

3.2 Calculul numărului de spire

Numărul de spire

- adpotat = 10

z = = = 7,705

z =7,705 din calcule z – adoptat = 8 spire

, număr întregLungimea piuliţei ,

= 8 6 = 48 [mm]Adoptat = 50 [mm]

3.3 Verificarea spireiVerificarea la încovoiere şi forfecare , în

Verificare la incovoierePiuliţă din OL50 stas 500/2

- adoptat = 60 MPa

= = 38,898 MPa

= 38,898 MPa <

Verificare la forfecare Piuliţă din OL50 stas 500/2

8

Page 9: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

- adoptat = 50 MPa

= = 12,330 MPa

=12,330 MPa = 50 MPa

<

3.4 Alegerea dimensiunilor piuliţei

3.4.1 Diametrul exterior al piuliţei,

De = 31+9 =40 mmDe = 40 mm

3.4.2 Diametrul exterior al gulerului ,

Dg = 40 + 28 = 68 mmDg = 68 mm

3.4.3 Înălţimea gulerului ,

hg = 10 mm

3.5 Verificarea piuliţei la solicitări compuse

3.5.1.1 Tensiunea efectivă de tracţiune ,

= = 54,025 MPa

= 54,025 MPa

3.5.2 Tensiunea efectivă de torsiune ,

= = = 0,053

9

Page 10: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

= 0,053MPa

3.5.3 Tensiunea echivalentă ,

- pentru oţel

- adoptat = 60 MPa= = 54,025 = 54,025 MPa<

3.6 Verifiarea gulerului3.6.1 Verificarea la strivire ,

=

=11,416 MPa <

3.6.2 Verificarea la forfecare ,

- pentru oţel

- se adopta 40 MPa

MPa

4 Calculul corpului

4.1 Calculul coloanelorAlegerea materialului OL 50 stas 500/2

4.1.2 Dimensionarea coloanelor ,

adoptat =110 MPa

În funcţie de se alege un filet standardizatPasul P Dimensiuni nominale

10

Page 11: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Diametrul nominal al filetului

D = d D2 = d2 D1=d1

17,0 1,5 17,000 16,026 15,376

4.1.3 Adoptarea celorlalte diametre ale coloanelor , , în

= 17+1,5=18,5 - diametrul nominal al filetului adoptat 17 mm

D=18,5 +6=24,5 mm

4.2 Calculul traversei fixeAlegerea materialului OT 50

Adoptarea dimensiunilor bosajului în care se montează piuliţa

, , , în =40 mm=68 mm

4.2.2 Adoptarea distanţei dintre coloane ,

adoptat =0,9 mm - înălţimea de ridicare

H=175 mml= 0,9 175=157,5 mml=157,5 mm

4.2.3 Verificarea la încovoiere ,

- pentru oţel

= 91,752 MPa <

5 Calculul traversei mobileAlegerea materialului - Se recomandă: OT 50Verificarea presiunii dintre capul şurubului şi traversa mobilă ,

11

Page 12: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Nu se calculeaza deoarece avem cupla cu frecare cu rostogolire

6 Calculul randamentului

a) Pentru cuplă cu frecare cu rostogolire (rulment axial cu bile) între capul şurubului şi traversa mobilă

=4,012 =27 =6,821=30=0,115

Metodologia de proiectare a mecanismului de acţionare cu clichet orizontal

1. Schiţa mecanismului

Calculul lungimii manivelei

Momentul încovoietor total , - pentru cricul cu piuliţă rotitoare

=4268

12

Page 13: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Forţa cu care acţionează un muncitor [ ][ ]

Lungimea de calcul a manivelei [ ]

1 K =1

Mins=Q

Mins=27100

Mins=69500[Nmm]Mit=69500+4268=73760[Nmm]

Lc= =245[mm]

Lc= 245[mm]

Lungimea manivelei

- lungimea suplimentară pentru prinderea cu mâna a manivelei - pentru

L= 245+50=295[mm]

1. Calculul prelungitorului

Lungimea prelungitorului [ ]Dacă , ,

- lungimea de ghidare a prelungitorului[ ]

l= 50 [mm]Lm=0,3 295=88,5[mm]Lp=295 – 88,5 + 50 = 256,5Adoptat Lp = 257 [mm]

Diametrul prelungitorului [ ]

Pentru prelungitor executat din bară

Se adoptă un prelungitor sub formă de bară

13

Page 14: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

dpe= =17[mm]

adoptat dpe=18[mm]

2. Calculul roţii de clichet

2.1 Alegerea materialului Se alege OL 50 STAS 500/2

2.2 Alegerea dimensiunilorDimensiunile roţii în [ ]

- diametrul exterior al filetului şurubului pe care se montează roata de clichetd = 31[mm]=1,6 31= 49,6[mm]Dm = 49,6[mm]

8= numărul de dinţi

b =9,734[mm]

adoptat b= 9

h = 0,6 9 = 5,4[mm] adoptat h= 5

Di =49,6 – 5 = 44,6[mm]

De= 49,6 +5 = 54,6[mm] - (1…2) - pentru conturul hexagonal

a = 0,5 31= 15,5[mm]adoptat a=16[mm]

2.3 Verificarea roţii de clichet la solicităriVerificarea dintelui la încovoiere ,

14

Page 15: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

= 73760[N]

F1 = 2974[N]

= =92[MPa]

- grosimea dintelui roţii de clichetadoptat = 6 mm

= 92[MPa] <

Verificarea dintelui la forfecare ,

= = 55[MPa]

= 55[MPa]

< Verificarea suprafeţei de contact a dintelui la strivire ,

= = 99MPa

= 99 [MPa]

< Verificarea asamblării pe contur poligonal la strivire ,

- pentru asamblare pe contur hexagonal

=6+2 = 8 mm

= =12[MPa]

<

15

Page 16: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

3. Calculul clichetului

3.1 Alegerea materialuluiSe adopta OL 60

3.2 Alegerea dimensiunilorDimensiunile clichetului, în

= 1 49,6= 49,6 [mm]

16

Page 17: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

= 2arctg = 4,98

= + =8,98

adoptat 6 mm=6mm

m = 2 =6mm

3.3 Verificarea clichetului la compresiune excentrică

Tensiunea totală ,

4. Calculul manivelei propriu-zisă

4.1 Alegerea materialuluiSe recomandă OT 50 stas 500/2

4.2 Alegerea dimensiunilorDimensiunea manivelei propriu-zisă, în

= 6mm=

D = 18+8=26mm

4.3 Verificarea manivelei la solicităriTensiunea de încovoiere din secţiunea C-C, ,

=

17

Page 18: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

<

Tensiunea de încovoiere din secţiunea B-B, ,

= =

=88,81

<

5. Calculul bolţului clichetului

5.1 Alegerea materialuluiSe recomandă OL 50 stas 500/2

Verificarea bolţului la solicităriVerificarea bolţului la forfecare ,

=

= 52,17

<

Verificarea bolţului la strivire ,

=8mm

=

18

Page 19: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

adoptat 62

<

Verificarea bolţului la încovoiere ,

=3,3mm

=

<

6. Calculul arcului cilindric elicoidal de compresiune care menţine clichetul orizontal în contact cu dintele roţii de clichet

Indicele arcului i

(se recomandă )

i=

i adoptat = 9

Coeficientul de formă K - pentru

Diametrul spirei d, mm se recomandă d = 0,8...1,5 mmd = 1

Diametrul mediu de înfăşurare , mm

=9

Forţa de montaj , N N

Numărul de spire active n

19

Page 20: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Numărul total de spire

- numărul spirelor de capăt= 6+1,5=7,5

Săgeata de montaj , mm

= mm

Săgeata maximă , mm

=5mm= 2,470+5=7,470mm= 7,470mm

Forţa maximă de exploatare , N

= 6 N

Tensiunea de torsiune ,

- pentru OLC 65A

= MPa

<

Rigiditatea arcului c,

c = MPa

Lungimea arcului blocat , mm

= 7,5mm

Pasul arcului solicitat t, mm

20

Page 21: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

- jocul dintre spire a arcului solicitat de

t = 1

t adoptat = 2,4mm

Lungimea arcului nesolicitat , mm

= 7,5+6 = 16mm

Lungimea arcului corespunzătoare forţei de montaj , mm

=16 - 2,470= 13,53mm

Lungimea arcului corespunzătoare forţei maxime de exploatare , mm

=16 – 7,470 = 8,53mm

Forţa corespunzătoare arcului blocat (spiră pe spiră) , N

= 7,470 + 0,6 = 8,07

= N

Diametrul exterior D, mm

D = 9+1=10mm

Diametrul interior , mm

D1=9-1=8mm

Unghiul de înclinare al spirei arcului nesolicitat , grade

= 4,86

Lungimea semifabricatului , mm

21

Page 22: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

=

Caracteristica elastică

Notatii:

CALCULAREA SURUBULUI PRINCIPAL [ ]- sarcinilor care încarcă şurubu[ ]- Sarcina de calcul

d3, [ ]- Diametrul interior al filetuluiD1 [ ]- Diametrul interior al şurubului

2 – Unghiul de înclinare al spirei filetului - Unghiul aparent de frecare

Mt [N ]- Momentul de torsiune care solictă şurubul [N ]- Momentul de frecare in rulment

[ ]- Tensiunea efectivă de compresiune- Coeficientul de zveltete, [ ]- Tensiunea echivalentă, [ ]- Tensiunea efectivă de torsiune

CALCULUL PIULITEI

22

Page 23: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

- Numărul de spire[ ]- Verificarea la încovoiere, [ ]-Verificarea la forfecare , [ ] -Diametrul exterior al piuliţei, [ ]- Diametrul exterior al gulerului

,[ ] -Înălţimea gulerului, [ ]- Tensiunea efectivă de tracţiune, [ ]- Tensiunea efectivă de torsiune, [ ]- Tensiunea echivalentă, [ ]- Verificarea la strivire, [ ]- Lungimea piuliţei

CALCULUL CORPULUI [ ] -Dimensionarea coloanelor

, [ ]-Adoptarea distanţei dintre coloane [ ]- Înălţimea la ridicare, [ ]- Verificarea la încovoiere

CALCULUL LUNGIMII MANIVELEI [ ]- Momentul încovoietor total

[ ] -Lungimea de calcul a manivelei- numarul de muncitori [ ]- Lungimea manivelei[ ] Lungimea prelungitorului [N ]- Momentul de frecare in rulment[ N ]- Momentul de torsiune care solictă şurubul

CALCULUL ROTII DE CLICHETDm [ ]-Dimensiunile roţii

[ ] -Diametrul exterior al filetului şurubului pe care se montează roata de clichetDi[ ]- De[ ]- b[ ]- Grosimea parghiei a[ ]- Latimea parghieih[ ]- Inaltimea parghiei

, [ ] -Momentul încovoietor total- grosimea rotii de clichet

CALCULUL CLICHETULUI[ ] -Dimensiunile clichetului

-

-

-numarul de spire

23

Page 24: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

[ ]- Diametrul boltului[ ]- Grosimea rotii de clichet

[ ]- Tensiunea totală[ ] -Tensiunea de încovoiere din secţiunea

CALCULUL BOLTULUI CLICHETULUI[ ] -Verificarea bolţului la forfecare[ ] -Verificarea bolţului la strivire[ ] -Verificarea bolţului la încovoiere

24

Page 25: PRESA cu doua coloane

Presa cu două coloane

Bibliografie

ALEXANDRU, P. s.a. Mecanisme, vol.II Universitatea din Brasov, 1984.

DRAGHICI, I. Indrumar de proiectare in constructia de masini, vol.I. Bucuresti Editura Tehnica 1981

DRAGHICI, I. Organe de masini. Culegere de probleme. Bucuresti, Editura Didactica si Pedagogica, 1980

DRAGHICI, I. Organe de masini vol. I Universitatea din Brasov, 1981

GAFITANU, M. Organe de amsini, Bucuresti, Editura Tehnica, 1981

JULA, A. Mecanisme surub-piulita. Indrumar de proiectare, Brasov, Editura Lux Libris, 2000

JULA, A. Organe de masini, vol. I, Universitatea din Brasov, 1986 Culegere de norme si extrase din standarde pentru proiectarea

elementelor componente ale masinilor, vol. I si II, Universitatea din Brasov , 1984

25