Presa cu piulita fixa proiect Organe1

28
UTCN PROIECT ORGANE DE MASINI PAG 1 1. Memoriul de prezentare 1. CONSIDERAŢII GENERALE Mecanismele 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 numai rol cinematic. Utilizarea mecanismelor cu şuruburi de mişcare în construcţia de maşini se datoresc avantajelor pe care le prezintă şi anume: - construcţia simplă şi tehnologia de execuţie uşor realizabilă - posibilitatea de transmitere a unor sarcini axiale mari utilizând forţe de acţionare mici - raport mare de transmitere care duce la viteze mici - compactitatea construcţiei şi gabarit redus - funcţionarea lină şi fără zgomot - posibilitatea de a asigura în mod simplu autofrânarea - permite utilizarea materialelor ieftine - preţ de cost redus Mecanismele cu şuruburi de mişcare prezintă şi următoarele dezavantaje: - existenţa unei frecări în spirele filetului şurubului şi piuliţei care conduce la uzarea pieselor şi la randament scăzut - prezenţa unor puternici concentratori de tensiune în zona filetată afectează rezistenţa la oboseală a şurubului - lipsa autocentrării - necunoaşterea exactă a forţelor de strângere p d i 2

description

Proiect Organe de masini I

Transcript of Presa cu piulita fixa proiect Organe1

ORGANE DE MASINI

UTCN PROIECT ORGANE DE MASINI PAG 9

Memoriul de prezentare

CONSIDERAII GENERALE

Mecanismele cu urub i piuli se utilizeaz pentru transformarea micrii de rotaie n micare de translaie sau invers n condiii de transmitere a unor sarcini (ca transmisii de for) sau avnd numai rol cinematic.Utilizarea mecanismelor cu uruburi de micare n construcia de maini se datoresc avantajelor pe care le prezint i anume: construcia simpl i tehnologia de execuie uor realizabil posibilitatea de transmitere a unor sarcini axiale mari utiliznd fore de acionare mici raport mare de transmitere care duce la viteze mici compactitatea construciei i gabarit redus funcionarea lin i fr zgomot posibilitatea de a asigura n mod simplu autofrnarea permite utilizarea materialelor ieftine pre de cost redusMecanismele cu uruburi de micare prezint i urmtoarele dezavantaje: existena unei frecri n spirele filetului urubului i piuliei care conduce la uzarea pieselor i la randament sczut prezena unor puternici concentratori de tensiune n zona filetat afecteaz rezistena la oboseal a urubului lipsa autocentrrii necunoaterea exact a forelor de strngereMecanismul studiat este o pres cu piuli fix (P.P.F.) care are ca principal component un mecanism cu urub i piuli.

SCOPUL I DEFINIIA PROIECTULUI

Proiectarea este o activitate tehnic desfurat pentru ntocmirea documentelor scrise i desenate strict necesare pentru executarea unui ansamblu produs. Acesta urmrete o desfurare n scop creativ i productiv. Funcionarea tuturor datelor necesare realizare n practic , cu mijloace materiale i financiare corelate, a unei teme sau a unei idei.Proiectul- constituie rezultatul activ de proiectare si reprezinta o lucrare tehnic sub forma unei documentaii tehnice ntocmit n scop productiv i care cuprinde toate calculele, desenele, condiiile tehnice, recomandrile i instruciunile necesare pentru executarea i exploatarea unui sistem tehnic/ansamblu/produs. Proiectul de fa are rolul de : - dezvoltarea deprinderilor de lucru independent ale studentului - insuirea de ctre student a metodologiei de calcul i proiectare- obinerea de ctre student de experien n realizarea de forme constructive i dimensiuni optime att prin calcul ct i din consideraii constructive, n alegerea adecvat a materialelor- nsuirea deprinderilor de utilizare eficient a literaturii de specialitate, a normelor i standartelor.

CARACTERISTICI FUNCIONALE IMPUSE

Dispozitivul trebuie s indeplineasc urmatoarele condiii funcionale: Mnuire, antrenare, manipulare uoar; Gabarit ct mai redus; Siguran n funcionare; Posibiliti de producere a accidentelor ct mai reduse; Posibilitatea mnuirii fr a necesita scule sau dispozitive speciale.

SCHEME CONSTRUCTIVE

4.1 Presa cu piuli fix cu batiu n consoln cazul acestei variante batiul are o forma deschis. La partea inferioar are o suprafa plan pe care se aeaz accesoriile n care se reazem piesa asupra creia se acioneaz. De asemenea talpa este prevzut cu guri pentru fixarea piesei pe postament. Se observ c talpa presei este scobit, pentru a asigura o poziionare mai precis a presei. La partea superioar a batiului are o consol n care se monteaz piulia fix. La acest tip de pres se recomand montarea piuliei cu un ajustaj intermediar cu strngere mic. Piulia se asigur mpotriva rotirii cu uruburi. urubul de for este acionat de la roata de manevr de uz general. Roata de manevr este calat pe o poriune de seciune ptrat i este fixat cu piulia. urubul se reazem axial n berbec, la ridicare acionnd asupra celor dou plci fixate de berbec, ridicndu-l.

4.2 Presa cu piuli fix, varianta cu coloane Aceasta este caracterizat prin prezena coloanelor n construcia batiului presei, care au un rol de ghidare a traversei mobile i de susinere a traversei fixe. Piulia este prins de traversa fix cu ajutorul uruburilor de fixare. Acionarea se face asupra manivelei care prin intermediul poriunii de calare acioneaz asupra urubului de fora. Frecarea dintre urubul de for i traversa mobil se reduce cu ajutorul rulmentului axial. Masa presei are o form circular fiind prevzut cu canale T n partea superioar, cu locauri pentru uruburile de fixare pe fundaie i clem, alezaje filetate n care se nurubeaz coloanele.

JUSTIFICAREA SOLUIEI ALESE

Principiul de funcionare a presei este acelai pentru ambele variante constructive. Presa este folosit pentru presarea tablelor i pieselor, avnd labaza mecanismul urub-piuli, care transform micarea de rotaie n micare de translaie.Ambele variante constructive prezint avantaje i dezavantaje, motiv pentru care am ales prile cele mai bune pentru a realiza o soluie constructiv optim din punct de vedere economic, tehnologic, estetic, funcional, productiv i constructiv.Mecanismul de acionare ales este roata de manevr de uz general, prezentnd avantajul simpitii.

INDICAII DE MONTARE, EXPLOATARE, REGLAJ, NTREINERE, RODAJ

1.1 Indicaii de montare:Este indicat ca dispozitivul s fie montat pe suprafee ct mai plane i orizontale.

1.2 Indicaii de exploatare, reglaj i ntreinereDispozitivul se va manevra de ctre un singur muncitor, nefiind permis, pentru manipulare folosirea altor tevi, bare, prelungitoare, dect cele prevzute de proiectant.Dispozitivul nu se va folosi pentru sarcini i dimensiuni mai mari dect cele prevzute de proiectant.Se vor verifica periodic flancurile filetului, iar in cazul n care se constat uzura acestora se va schimba piulia sau surubul dac este cazul.Dup terminarea lucrului, presa se va cura, suprafeele funcionale se vor unge cu unsoare consistent de uz general.Ca lubrifiant se va utiliza ulei de categoria U90 Ca2, clasa NLGI a doua, temperatura minim fiind de -150C, iar temperatura maxim fiind de 600C. Agentul de ingroare este spunul de calciu.

1.3 RodajulRodajul are loc n ambele sensuri, deoarece presa va lucra in exploatare n ambele sensuri.Ungerea filetului urubului i a piuliei n timpul rodajului se execut cu lubrifiantul prevzut mai nainte.Dup rodaj presa se va cura de pragul metalic rezultat n urma rodajului i de ulei. Se verific cu atenie filetele celor dou piese (urub respectiv piuli).Dup terminarea rodajului se trece la ncercri de control, ele se executa de asemenea la diferite ncercri.La ncercarea de regim se msoar i randamentul, care permite a se verifica obiectiv economicitatea, calitatea prelucrarii si montajul.

NORME DE PROTECIA MUNCII

Se recomand utilizarea presei n poziie vertical, pe o suprafa plan, cu suprafaa de sprijin mai mare dect suprafaa de sprijin a presei, asigurandu-se astfel echilibrul.Pentru a asigura cursa maxim a presei se va aduce urubul principal la limita inferioar, iar pentru avansul presei se va roti roata de manevr. Este indicat ca odat la 6 luni s se efectueze o curire a presei pentru a ndeprta impuritile care pot distruge flancurile dinilor, urmat de o ungere a filetelor cu unsoare consistent.Pentru a evita accidentele, proiectantul va lua urmtoarele msuri: Verificarea urubului la solicitri compuse; Asigurarea asamblrilor; Verificarea naintea livrarii.Msuri impuse beneficiarului: Personalul de lucru trebuie s fie instruit corespunztor; Dispozitivul de strngere nu se va supune la ocuri i lovituri directe; Asamblarea urub-piuli se va unge periodic cu unsoare consitent.

Breviar de calcul

Schema structural a mecanismului i diagrame de fore i momente

Schema structural i sarcinile care ncarc elemntele presei cu urub i dou coloane sunt prezentate n figura de mai jos:

Diagrama de fore i momente

Alegerea i justificarea materialelor pentru urub i piuli

Principalul dezavantaj al mecanismelor urub i piuli const n existena unei frecri mari ntre spirele urubului i a piuliei, ceea ce are ca rezultat uzura flancurilor i randament sczut.Datorit condiiilor specifice de lucru i pentru realizarea de mecanisme cu urub i piuli cu randamente ct mai bune, materialele cuplei de frecare urub-piuli trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii de baz: comportare bun la frecare fr predispoziii la gripaj, o bun rezisten la uzur, coeficient de frecare ct mai mic, nlocuirea materialelor deficitare, pre de cost redus.Alegerea materialelor pentru urub i piuli ca elemente componente ale mecanismelor cu urub depinde de mai muli factori cu pondere diferit: caracteristicile mecanice ale materialului, asigurarea condiiilor funcionale, tehnologice i economice n modul cel mai favorabil, fiabilitatea optim n contextul unor cheltuieli de producie minime.Caracteristicile mecanice importante ale materialelor pentru urub i piuli din construcia mecanismelor cu urub sunt: limita de curgere (Rp0,2), limita de rupere (Rm), alumgirea (A), modulul de elasticitate (E).Pentru urubul de for care face parte integrat dintr-un mecanism, la care este important reducerea greutii ansamblului, se vor utiliza materiale cu caracteristici de rezisten ridicate, din grupa oelurilor aliate i nalt aliate. Pentru calculele de dimensionare sau verificare se utilizeaz rezistena admisibil a materialului.Piulia ca element component al cuplei de frecare urub piuli din mecanismele cu urub, este indicat a di astfel construit nct uzura s fie concentrat asupra ei. Aceasta, deoarece prin dimensiunile si configuraia sa, piulia este pies mai puin costisitoare, care poate fi nlocuit uor.n acest sens se recomand ca materialul ales pentru piuli s aib modulul de elasticitate mai mic dect cel al materialului urubului, ceea ce are ca efect uniformizarea repartizrii sarcinii pe sipre, imbuntirea comportrii la oboseal i ca urmare creterea duratei de funcionare. Alegerea materialului pentru piuli , ca element al cuplei de frecare urub-piuli, se va face n aa fel nct s se limiteze presiunea de contact dintre spirele piuliei i ale urubului la valori reduse evitndu-se astfel uzura prematur.

Materialul folosit pentru urubul de for:OL50:Rezistena la traciune:at = ac51N/mm2Rezistena la ncovoiere:ai56...61N/mm2Rezistena la rsucire:at31...33N/mm2Rezistena la forfecare:af41N/mm2

Materialul folosit pentru piuli:Fc300:Rezistena la traciune:at30...38N/mm2Rezistena la compresiune:ac75...95N/mm2Rezistena la ncovoiere:ai51...65N/mm2Rezistena la rsucire:at34...46N/mm2Rezistena la forfecare:af24...30N/mm2

Valori ale presiunilor admisibile i rezistenelor admisibile la strivire pentru cupla de frecare urub-piuli:Oel neclit font cenuiePresiunea admisibil: qa 5N/mm2Rezistena admisibil strivire: astr35...45N/mm2

Alegerea i justificarea tipului de filet

Pentru uruburile de micare se utilizeaz n exclusivitate filetul cilindric cu profil ptrat, trapezoidal, fierstru i rotund executate cu pas normal, fin sau mare.Pasul fin i normal asigur condiia de autofrnare. Pasul fin micoreaz deplasrile axiale de la o rotaie complet, reduce adncimea filetului mrind diametrul interior i implicit rezistena urubului. Deosebirea dintre filetul cu pas normal, mare i fin la acelai diametru nominal const n modificarea diametrului interior i a unghiurilor de nclinare. Pasul filetului cu mai multe nceputuri Ph se definete n funcie de pasul filetuluicu un singur nceput i de numrul de nceputuri (n), Ph=nP (P fiind pasul filetului cu un singur nceput).Filetele cu pas fin au un randament mai sczut. Randamentul uruburilor de micare creste la cele care se execut cu pas mare sau cu mai multe nceputuri, creterea fiind determinat i de alegerea corect a cuplului de materiale, de orecizia i de calitatea suprafeelor de contact.Filetul fierstru are profilul asimetric trapezoidal. Poate prelua sarcini numai ntr-un singur sens. Flancul activ de nclinare este de 3o. Fundul filetului este executat cu o raz de racordare mare, iar nlimea real de contact este de H1=0,75P. Filetul fierstru mbin avantajele filetului trapezoidal i ptrat i anume:- are rezisten i rigiditate mare a spirei-asigur centrarea bun a piuliei fa pe urub-randamentul este apropiat de cel al filetului ptrat-se poate executa prin frezare-concentratorul de tensiune la fundul filetuluieste relativ mic datorit razei mai de racordare.Filetul fierstru are dimensiuni standardizate in STAS 2234/1-75 putnd fi executat cu pas normal, fin sau mare.Filetul fierstr este utilizat la uruburi ce preiau sarcini mari , variabile i cu oc, ntr-un singur sens.

Relaii de calcul:d=D - diametrul nominal al filetuluiD1=d-2H1=d-1,5PD2=d-0,75Pd3=d-2h3H1=0,75PH=1,5878Ph3=0,86777Pac=0,11777Pa=0,1w=0,26384Pe=w-aR=0,12427P

Predimensionarea urubului la uzare

Diametrul mediu se determin cu relaia obinut din condiia de rezisten a filetului la strivire:

F- fora axial n N - factor dimensional - factorul lungimii filetului piulieiqa - rezistena admisibil la strivire n N/mm2

0,75 la filetul fierstru= 1,2..2,5

Alegerea filetului standardizat adecvatSe rotunjete d2 la valoarea standardizat imediat superioar i se identific dimensiunile filetului.

d2STAS= 31,500mm Se alege filet fierstru S 36x6, cu principalele dimensiuni standardizate prezentate n tabelul de mai jos:Diametrul nominald, mmPasul

P, mmDiametrul mediud2=D2, mmDiametrul interior

d3, mmD1, mm

36631,50025,58627,000

Calculul nlimii filetului piuliei

Calculul numrului de spire n contact

z= 9,7125z= 10 spire

Verificarea autofrnriiLa prese se impune realizarea autofrnrii, deci filetul se alege cu dou nceputuri. Se verific condiia de autofrnare cu relaia:

2- unghiul de nclinare a elicei pe cilindrul de diametru d2- unghiul de frecare

2=6,913981962

=8,573200171

- coefficient de frecare pentru cuplul de material i calitatea ungerii (=0,1......0,18)1- unghiul de nclinarea a flancurilor filetului (1=3o la filetul fierstru)

Dimensionarea piuliei fixe

Cu notaiile din figura de mai jos, se calculeaz diametrul De al corpului piuliei la solicitarea compus (ntindere i rsucire):

= 1,25....1,35

unde la alegerea rezistenei admisibile la traciune at [N/mm2] se va ine seama de prezena concentratorului de tensiune.

De= 49,8566 DeSTAS= 50 mm

Se va respecta condiia:

Diametrul gulerului se ia:

Dg=(1,3.....1,5) DeDg=1,350Dg=65 mmDgSTAS= 67 mm

Grosimea gulerului se ia:

hg=(0,2......0,25) mhg=0,2 55,125hg=11,025mmhgSTAS=12 mm

Verificarea filetului urubului i piuliei la strivire, forfecare i ncovoiere

1.1 Calculul numrului de spire z: pa=5....6 MPa pentru oel-font z=10 spire

1.2 Verificarea spirei:ncovoiere: urub h=0,81P-0,1 ai= 5....61 MPa

Piuli

h=0,81P-0,1 ai= 51....65 MPa

Forfecare: urub

Piuli

Strivire: urub

qa=5 MPaH= 0,756H=4,5

Piuli

Verificarea se face la contactul spirelor dintre urub i piuli.

Verificarea poriunii de calare a roii de manevrProfil ptrat:

Verificarea tijei urubului la solicitri compuseTija urubului este solicitata la compresiune i torsiune n zona de contact a spirelor urubului i piuliei:

Efort unitar de compresiune :

Efort unitar de torsiune:

Verificarea corpului piuliei la solicitri compuse

Efort unitar normal:

Efort unitar tangenial:

Verificarea gulerului piuliei la strivire, forfecare i ncovoiere ncovoiere- efort unitar normal

Forfecare- efort unitar tangenial

Strivire- efort unitar normal

Calculul corpului, verificare la ntindere excentric

Calculul simplificat se face in seciunea A-A la ntindere excentric. efortul unitar maxim este in punctul 1:

Calculul mecanismului de acionare

Diametrul roii de manevr se determin n funcie de momentul de torsiune total care trebuie s fie realizat de ctre un muncitor la acionarea presei. (vezi Verificarea poriunii de calare a roii de manevr)

fora muncitorului

=> 500mm

Vom folosi o roat de manevra de uz general de 500mm.

Calculul randamentului mecanismului

Randamentul trebuie sa fie mai mic de 50%, atunci cnd este ndeplinit condiia de autofrnare.

Bibliografie

1. MATIEAN Dorina, .a.

2. BELCIN Ovidiu, .a.

3. JULA Aurel, .a.

4. * * * *

5. Curs Organe de MainiElemente de proiectare pentru mecanismele cu urub i piuli, Atelierul de multiplicare al Institutului Politehnic, Cluj Napoca 1985

Organe de maini, Elemente constructive n proiectare, Ed. Risoprint, Cluj-Napoca 2011

Mecanisme urub-Piuli-ndrrumtor de proiectareEditura Lux Libris, Braov 2000

Standarde

CUPRINS

I.Memoriul de prezentare1

1.CONSIDERAII GENERALE12.SCOPUL I DEFINIIA PROIECTULUI13.CARACTERISTICI FUNCIONALE IMPUSE24.SCHEME CONSTRUCTIVE24.1 Presa cu piuli fix cu batiu n consol24.2 Presa cu piuli fix, varianta cu coloane25.JUSTIFICAREA SOLUIEI ALESE36.INDICAII DE MONTARE, EXPLOATARE, REGLAJ, NTREINERE, RODAJ31.1Indicaii de montare:31.2Indicaii de exploatare, reglaj i ntreinere31.3Rodajul37.NORME DE PROTECIA MUNCII4

II.Breviar de calcul5

1.Schema structural a mecanismului i diagrame de fore i momente52.Alegerea i justificarea materialelor pentru urub i piuli63.Alegerea i justificarea tipului de filet74.Predimensionarea urubului la uzare95.Alegerea filetului standardizat adecvat96.Calculul nlimii filetului piuliei107.Calculul numrului de spire n contact108.Verificarea autofrnrii109.Dimensionarea piuliei fixe1110.Verificarea filetului urubului i piuliei la strivire, forfecare i ncovoiere1212.Verificarea tijei urubului la solicitri compuse1513.Verificarea corpului piuliei la solicitri compuse1514.Verificarea gulerului piuliei la strivire, forfecare i ncovoiere1615.Calculul corpului, verificare la ntindere excentric1716.Calculul mecanismului de acionare1717.Calculul randamentului mecanismului18

Bibliografie19