Presa Cu Surub Si Piulita Rotitoare

download Presa Cu Surub Si Piulita Rotitoare

of 24

Transcript of Presa Cu Surub Si Piulita Rotitoare

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURETIFacultatea de Inginerie AerospaialProiect OMM I Student: Anul IIIGrupa: 933. Titular curs: Prof. tefan Stanciu.ndrumtor proiect: Prof. Lucian Seiciu.2001-2002Tema de proiectS se proiecteze o pres cu urub i piuli rotitoare avnd regimul de frecare la limit (ungererar). Dispozitivul esteprevzut cuunrulment axial protejat mpotrivaprafului (etanat). Mecanismul are un dispozitiv cu clichet. Caracteristicile tehnice ale dispozitivului sunt: Fora maxim aplicat: F = 20.000 N = 2 Tf; Cursa maxim a urubului: H = 200 mm; Diametrul exterior al presei: D = 200 mm.Schia dispozitivului este prezentat mai jos, iar pe aceasta avem:1. urub;2. piuli rotitoare;3. rulment axial;4. dispozitiv cu clichet;5. prghie de acionare;6. plac de presiune;7. coloan;8. plac de baz.1. Alegerea materialelor pentru urub i piuli:urubulse realizeaz din OLC 45 CR (tratat termic) STAS 880-88, care are urmtoarele caracteristici mecanice: Limita de curgere: c = 430 N/mm2; Rezistena la rupere la traciune: r = 630-800 N/mm2;rarevaloareacuprinsntre630i 800N/mm2deoareces-autestat mai multe epruvete cu diametre cuprinse n gama d = 1640 mm.Se alege acest oel deoarece limita de curgere este suficient de mare pentru ca urubul s reziste la solicitrile care apar n exploatare. Pentru a se asigura c= 430 N/mm2 oelul se clete, iar apoi se execut o revenire nalt (CR).Piuliaseexecut din font antifriciune FCX 250, STAS 8541-86, care are urmtoarele caracteristici mecanice: Rezistena la traciune: r = 250 N/mm2 (minim); Rezistena la ncovoiere: i = 390 N/mm2 (minim);2 Rezistena la compresiune: comp = 880 N/mm2; Modulul de elasticitate: E = 105 103 N/mm2.Se alege aceast marc de font turnat n piese pentru maini unelte deoarece conine grafit lamelar, care confer rezisten mare la uzur.2. Calculul desmodromiei mecanismului:Mecanismul este plan i de aceea se folosete urmtoarea relaie:M = 3n 2C5 C4 ,unde:M este gradul de mobilitate al mecanismului;n = 2 este numrul de elemente n micare ale mecanismului;C5 = 2 este numrul de cuple de clas V;C4 = 1 este numrul de cuple de clas IV.M = 3 2 2 2 1 = 1,rezult c mecanismul este desmodrom.Elementele nmicaresunt: urubul i piulia. Cuplelecinematice declasVse realizeaz ntre piuli i urub, pe de o parte, iar pe de alt parte ntre coloane i placa de presiune. n rulment apare o cupl cinematic de clas IV.3. Schia diagramelor de eforturi n componentele principale ale dispozitivului:F1 = F2= F7 = F. M 21 = M 67.M12 = M12x + M12y. M tot = M 12 + M 72.M 72 = M rulment.4. Alegerea tipului de filet:Se alege un filet trapezoidal deoarece are o bun rezisten i rigiditate la un randament suficient de bun (cu circa 4 5% mai mic dect al filetului ptrat, care are cel mai 3bun randament). Acest tip de filet permite eliminarea jocului axial rezultat n urma uzrii i poate fi obinut la un pre mic.5. Predimensionarea urubului:Predimensionareafiletului seface dincondiiaderezistenacorpuluiurubuluila solicitarea compus.Predimensionarea la solicitare compus se face la: Compresiune, pe baza unei fore de calcul Fc= F, unde F este fora care acioneaz asupra urubului, iar (>1) este un factor de majorare a forei F. ine cont de solicitarea de rsucire.Se alege =1,2 pentru a se realiza un calcul acoperitor. Rsucire: a a acnecFdd F FA 44323 ,unde: ccaC ,d3 diametrul interior al filetului urubului; a tensiunea admisibil la compresiune; c limita de curgere; Cc coeficient de siguran fa de curgere.Pentrupredimensionareaurubuluidemicare valoarea coeficientuluidesiguran(Cc) poate fi mare pentru a se asigura i sigurana fa de flambaj, ca i pentru a obine un numr rezonabil de spire n contact. O astfel de recomandare este: a = (0,25 0,4)c pentru d3 < 30 mm. Se alege Cc = 3, valoare intermediar a domeniului recomandat.Fc = 1,2 20.000 = 24.000 Na = 430/3 = 143,333 N/mm2.601 , 14333 , 143000 . 24 43d mm.innd cont c mai apar i alte solicitri, se alege d3 = 18,5 mm. Filetul trapezoidal ales are urmtoarele date: Tr 24 5STAS 2114/3-75.diametrul interior al filetului: d3 = 18,5 mm;diametrul nominal al filetului: d = 24 mm;diametrul nominal mediu: d2 = 21,5 mm;pasul filetului: p = 5 mm;4H1 = 0,5 p = 2,5 mm; D1 = d P = 19 mm;ac = 0,25 mm; D4 = d + 2 ac = 24,5 mm; R1 max = 0,5 ac = 0,25 mm;H4 = h3 = H1 + ac = 2,75 mm;R2 max = ac = 0,5 mm;= 30o.6. Verificarea condiiei de autofrnare:La sistemele acionate manual este preferabil ca autofrnarea s se realizeze direct de ctre filet. Filetele asigur autofrnarea atunci cnd unghiul de nclinare a filetului ( ) este mai mic dect unghiul de frecare redus ( ): , unde: 2dptg ; 2cos' ' tg , n care:unghiul filetului profilului;coeficientul de frecare ce depinde de cuplul de materiale, de calitatea i starea de ungere a suprafeelor.n cazul de fa cuplul de materiale este oel font antifriciune, pentru care =0,08 0,18. Se alege = 0,08 pentru c este cazul cel mai dezavantajos, adic pentru un calcul acoperitor. ; 000734 , 4 ' 08282 , 015 cos08 , 0'233 , 4 07402 , 05 , 215 tgtg < , adicestendeplinit condiia de autofrnare.7. Verificarea la flambaj:Am ales aceast variant de flambaj deoarece se presupune c piulia are un numr mare de spire i un joc foarte mic pe urub, ceea ce implic o ncastrare n zona cuplajului urub piuli. Deoarece urubul este fixat rigid deplacadepresiune, amconsiderat mbinareadrept ncastrare. Pentruun calcul acoperitor se ia lc = 1,35 H = 270 mm. n aceast lungime de calcul a fost introdus poriunea de urub aflat n piuli.Se calculeaz coeficientul de zveltee i se determin tipul flambajului:minilf , unde:mm l lc f135 5 , 0 este lungimea de flambaj, iarmmAIi 625 , 4minmin este raza de inerie minim.Pentru un calcul acoperitor se vor lua:223268,8024mmdA i443min5749,85364mmdI . Rezult:5 < 085 189 , 29625 , 4135 flambajul esteplastic(0=85pentruOLC45STAS 880 88 i reprezint valoarea limit a coeficientului de zveltee).Se calculeaz coeficientul de siguran la flambaj (Cf):faffCFFC , undeCfa = 3 5 este coeficientul de siguran admisibil, iar Ff = fA este fora critic de flambaj.

b af ,n care: a = 449 N/mm2,iar b = 1,67 N/mm2.

f449 1,67 29,189 = 400,254 MPa F f = 400,254 268,802 = 107.589,299 N. > fa fC C 5 379 , 5000 . 209 107.589,29urubul ales rezist la flambaj fr s se rup sau s se deformeze plastic.8. Determinarea numrului de spire n contact:Numrul despirenecesare a fi n permanen n contact (z) se va determina din condiie derezisten la uzur. n acionrile cu viteze mici, principalul parametru care determin intensitatea uzrii i implicit durabilitatea este tensiunea de contact (presiunea) dintrespire. n ipoteza repartizrii uniforme a sarcinii pe spire i neglijnd unghiul de nclinare aspirei, numrul de spire necesare rezult din relaia:asD dFz) (4212,unde:as este presiunea admisibil de strivire.n cazul cuplului de materiale oel font antifriciune valorile presiunii admisibile se pot gsi n domeniul as = 10 15 Mpa. Pentru ca uzura s fie foarte mic se alege as = 13 Mpa.11 , 913 ) 19 24 (4000 . 202 2 z spire. Se va alege z = 9 spire pentru ca jocul dintre urub i piuli s fie foarte mic (s-a considerat ncastrare).69. Verificarea spirei filetului:Gndindpemodelul fizical unei grinzi ncastrate, solicitrilespirei filetului sunt: ncovoiereaiforfecarea. Deoarececeledoueforturi apar nseciuneadencastrare, se recomand s se verifice la solicitare compus att spirele piuliei (material cu caracteristici mecanice reduse), ct i ale urubului (seciunea de ncastrare mai mic).a) Verificarea piuliei: solicitarea de ncovoiere:WlzFWMiii ,unde: ; 5 , 1 25 , 025 , 221mm laHlic i + + 32 204024 , 1406267 , 0 5 , 1 2255 , 24615 22mmtg lpDWi

,_

+

,_

+ ;i = 23,805 N/mm2. solicitarea de forfecare:AK z Fmf , unde:. 254,293 15 222 04mm A tg lpD Ai ,_

+ Km=0,55 0,75este coeficientul de corecie. Acest coeficient ine seama de repartiia neuniform a tensiunilor. Se alege Km =0,6 pentru a asigura un calcul acoperitor i se determin. / 564 , 142mm Nf Tensiunea echivalent, pentru un calcul acoperitor, se calculeaz cu teoria a III-a de echivalen:a f i ech + 2 24 , unde: rraC pentru font.r=250N/mm2, iarCr=2,5 5. SealegeCr=5pentrucestecazul cel mai defavorabil. < a echamm N mm Nmm N 2 22/ 50 / 37,619. / 505250spirele piuliei rezist la solicitarea compus.b) Verificarea urubului: solicitarea de ncovoiere:7WlzFii , unde: . 5 , 121mm l aHli c i + . 105,7336267 , 0 5 , 1 2255 , 18615 2232 203mmtg lpdWi

,_

+

,_

+ 2/ 526 , 31733 , 105 95 , 1 000 . 24mm Ni solicitarea de forfecare: AK z Fmf , unde:. 192,017 15 222 03mm A tg lpd Ai ,_

+ . / 288 , 19017 , 192 9 6 , 0000 . 202mm Nf Tensiunea echivalent, pentru un calcul acoperitor, se calculeaz cu teoria a III-a de echivalen:a f i ech + 2 24 , unde: ccaC pentru oel.c=430N/mm2, iarCc=1,5 3.SealegeCc=3pentrucestecazul celmai defavorabil.a = 143,333 N/mm2. < a echmm N mm N 2 2/ 333 , 143 / 49,820spirele urubului rezist la solicitarea compus.10. Proiectarea constructiv preliminar a piuliei i a urubului:Piulia are rolul de a prelua sarcina de la urub prin intermediul spirelor n contact. Sarcina preluat de piuli este transmis ctre coloanele presei printr-un rulment axial, pentru ca randamentul ansamblului s fie ct mai bun. La partea superioar a piuliei se gsete roata de clichet, care servete la acionarea piuliei prin intermediul unui mecanism cu clichet. n aceast soluie constructiv roata de clichet nu face corp comun cu piulia.a) Dimensionarea piuliei: nlimeafiletului piuliei sedetermincurelaia: Hp=z p+ , unde:reprezint teiturile filetului piuliei.H p = 9 5 + 5 = 50 mm.Piulia rotitoaretransmite sarcina ctre coloane prin intermediul unui rulment axial. Prin momentul de nurubare M21, piulia tinde s roteasc urubul, care execut micarea de translaie. Blocarea rotirii urubului se face cu un tift.Proiectarea piuliei ncepe de la interior spre exterior.8Diametrul interior minim(Di min) a suprafeei nefiletate trebuie s asigure deplasarea nestingherit a urubului.D i min = d =24 mm. Se alege:D i = 26 mm.Se determin diametrul suprafeei exterioare (Dc) n zona de asamblare cu roata declichet. Solicitrilepeacest tronsonsunt de: traciune i rsucire.Considermforadecalcul: Fc= F, unde este unfactor care ine seama de efectul rsucirii. Se alege = 1,2i rezult: Fc = 24.000 N.( )atccFD D A 242min4, n care: rratC , unde: Cr = 5 6pentru font.Se alege Cr= 5,5 i rezult: . 454 , 455 , 5250MPaat mm DFDatc35,672 5 , 24454 , 45000 . 24 4 42 24 min + + ,n care:D4 este diametrul nominal exterior al filetului interior. Se va alege Dc = 50 mm, apoi se caut un rulment axial care s ndeplineasc simultan condiiile:C 0 Fid De min , unde C 0 este capacitatea static de ncrcare a rulmentului, iar F este ncrcarea. Se alege un rulment axial 51110 STAS 392186, care are urmtoarele caracteristici tehnice:d = 50 mm;T = 14 mm;D = 70 mm; r = 1 mm;D1 = 52 mm; C0 = 62 KN.Gulerul piuliei este solicitat la ncovoiere i forfecare. nlimea gulerului (hg) piuliei sepoatedimensionadinsolicitareadencovoiere, pebazaunor tensiuni admisibileai acoperitoare. Utiliznd un model fizic similar celui de la studiul solicitrilor spirei filetului (grind ncastrat), se poate scrie:aiig eMh DW 62min ,n care: rraiC ,unde Cr 5 pentru font.; / 5052502mm Nai . 000 . 75455 70000 . 204mm ND DF Me gi . 217 . 750 50000 . 75 6 6minmmDMhai eig Se alege hg =10 mm.nlimea hf a flanei de sub piuli se determin din solicitarea de strivire. Se face ipoteza c momentul care solicit asamblarea este M t = 0,5 M 12 = 16.965,134 N mm, unde M 12 este momentul de frecare dintre spire. Se poate adopta as 20 40 MPa(contactul fiind mobil).9. 33.930,269 ) 4,734 4,233 (25 , 21000 . 20 ) ' (20 0 212mm N tg tgdF M + + as etfastf eDMhMh DW 662min ,unde: as = 30 MPa.. 431 , 430 5516.965,134 6mm hf Se alege: h f = 5 mm.b) Dimensionarea urubului:Se estimeaz lungimea total minim a prii filetate (Lf): Lf =H p + H, unde:H cursa de realizat;Hp nlimeaprii filetateaurubului careseaflnpiuli. Aceastdimensiuneeste cunoscut de la punctul a).Lfmin = 50 + 200 = 250 mm. Se alege Lf = 260 mm.Deoarece urubul nu trebuie s se roteasc, acesta este prevzut la partea inferioar cu o gaur pentru tift11. Calculul momentului de frecare din rulment:Momentul de frecare din rulment se estimeaz cu relaia urmtoare:272mfdF M M ,unde: 2D ddm+,iar= 0,008 0,01. Se alege:= 0,01 deoarece acesta este cazul cel mai defavorabil.. 000 . 7260000 . 20 01 , 0 60270 5072mm N M mm dm +12. Calculul eforturilor, al forelor i al momentelor n dispozitivele mecanismului:F1 = F2 = F7 = F = 20.000 N, unde:F1 fora care acioneaz asupra urubului;F2 fora care acioneaz asupra piuliei;F7 fora care acioneaz asupra coloanelor;M 21 = M 67 = M 12 ,unde: ; 33.930,26912 12 12mm N M M My x +

. 39.930,26972 12mm N M M Mtotal + M 12momentul de frecare dintre spirele piuliei i ale urubului;M 72 momentul de frecare n rulment;M 67 momentul dintre placa de presiune i coloane. 13. Verificarea complet a urubului i a piuliei:10urubul i piulia trebuie verificate n toate seciunile periculoase:11: n aceast seciunenu sefaceverificarea piuliei deoarecenuesteoseciunepericuloas. Aceast poriune nu contribuie la preluarea sarcinii axiale.22: n aceast seciune a filetului exterior, de diametru d3=18,5mmapare osolicitare de compresiune cu fora F = 36.400 N i o solicitare de rsucire cu momentul M12= 33.930,269 N mm.. 27,2925 , 181633.930,26916; 74,4045 , 184000 . 2043 33122 23MPadMMPadF a ech + 2 24, unde: . 333 , 143 MPaCcca < a echMPa MPa 333 , 143 92,279seciuneadediametrud3aurubului rezista la solicitarea compus care apare. Implicit, rezult c rezist i seciunea de diametru d (d > d 3) a urubului.n seciunea 22 a piuliei, care are diametrul exterior Dc = 50 mm i diametrul interior D4=24,5mm, apareosolicitaredecompresiunecuforaFi osolicitaredersucirecu momentul M12.( ) ( )( ) ( ). 566 , 15 , 24 501633.930,26916; 28,3655 , 24 504000 . 2043 3 343122 2 242MPaD DMMPaD DFcc a ech + 2 24 ,unde: . 454 , 45 MPaCcca < a echMPa MPa 454 , 45 13,765n aceast seciune piulia rezista la solicitarea compus care apare.33:naceastseciuneapiuliei, carearediametrul exterior De=55mmi diametrul interior D4=24,5mm, apareosolicitarecompus: compresiunecuforaFi rsucire cu momentul M12 .11( ) ( )( ) ( ). 1,1395 , 24 551633.930,26916; 10,5025 , 24 554000 . 2043 3 343122 2 242MPaD DMMPaD DFee a ech + 2 24 ,unde: . 454 , 45 MPaCcca < a echMPa MPa 454 , 45 10,746n aceast seciune piulia rezista la solicitarea compus care apare.44:Aceast seciune a urubului, care are diametrul d 0 = d 3 , rezist la solicitarea compus deoarece:ech= 92,279 MPa < 143,333 MPa =a (echa fost calculat anterior la seciune 22).55: naceastseciune apiuliei, care are diametrul exterior De = 53 mm i diametrul interior Di = 24 mm apare o solicitare de compresiune cu fora F i o solicitare de rsucire cu momentul M12.( ) ( )( ) ( ); 0,22624 531633.930,26916; 11,40324 534000 . 2043 3 3 ' 3 '122 2 2 ' 2 'MPaD DMMPaD DFi ei e < + a echMPa MPa 454 , 45 11,412 42 2gulerul piuliei rezist la solicitarea compus.14. Alegerea ajustajelor i toleranelor: Se va realiza un urub cu filet trapezoidal Tr 24 5STAS 2114/175, cu lungimea de nurubare de 260 mm, n condiii de execuie obinuit. Se aleg: Clasa de execuie: mijlocie; Lungimea de nurubare: lung (L); Treptele de precizie: 4 pentru D1 i d; 8 pentru D2, d2 i d3.Se vor folosi urmtoarele cmpuri:d 4h D1 4Hd3 8hd2 8e D2 8HAbaterile fundamentale i toleranele sunt: Filet exterior Tr 24 5 8e :12diametrul exterior: ' mm amm ds4 2 5 T d2 4 02 404 2 5 , 0 diametrul mediu:' mm amm ds4 5 0 T d5 , 2 1 1 2 55 , 2 121 2 5 , 05 7 5 , 02 diametrul interior: ' mm am m ds6 8 8 T d5 , 1 8 05 , 1 8306 8 8 , 03 Filet interior Tr 24 5 8H :diametrul mediu:' +mm Amm Di6 0 0 T D5 , 2 1 05 , 2 126 0 0 , 002diametrul interior:' +mm Amm Di5 6 0 T D1 9 01 915 6 0 , 00115. Proiectarea corpului presei:Ansamblul urub piuliestemontat ntr-otraverssusinutpedoucoloanecu capetelefiletate. Acestecoloaneservescicaelementedeghidarepentruparteamobila presei.n continuare se prezint un mod simplificat de abordare a problemei pe baza modelului din figura de mai jos un cadru simetric dublu ncastrat. Aceast modelare poate corespunde relativ bine realitii, atunci cndplaca de baz este mult mai rigid dect coloanele. 13Cadrul dublu ncastrat constituie un sistem triplu static nedeterminat.Ca metod de rezolvare se poate folosi metoda eforturilor. Pentru simplificarea problemei se face ipoteza c momentul deinerieal coloanei esteegal cucel al traversei: Ic=It=I. Secalculeaz deplasrile i se scrie sistemul ecuaiilor de condiie. Rezolvarea acestuia conduce la urmtoarele rezultate: l h hl FH H Xl hl FM M XD A D A16 83;16 822221+ + ,unde:X 1, X 2sunt eforturi static nedeterminate..16 8) ( 22 2 2;16 8222l hl h l F l FMlV M Ml hl FM h H M MB A B F A A A B++ + Coloanele sunt solicitate totodat i la traciune de forele:.2FV VD A Se consider h 260 mm, iar l = 200 mm.; 1 151.515,15200 16 260 8200 000 . 2021mm N M M XD A + ; 1748,251200 260 16 260 8200 000 . 20 3222N H H XD A + ; 3 303.030.30 2 mm N M MA B ; 7 696.969,69200 16 260 8) 200 260 ( 200 000 . 20 2mm N MF + + . 000 . 102000 . 20N V VD A Se constat c n situaiile corespunztoare modelului fizic analizat, asamblrile coloanelor cu traversa i cu placa de baz sunt solicitate la traciune i ncovoiere.n continuare se poate trece la dimensionarea i verificarea elementelor componente.14Predimensionarea coloanelor:Se alege soluia constructiv n care sunt asamblate ambele capete i se face o predimensionare doar la traciune a seciunii periculoase (cea din zona degajrilor). Pentru siguran, tensiunile admisibile la traciune se vor lua mult mai mici dect cele normale (Cc= 3 4). Se alege: C c = 2,5.atnecF dA2 420 , unde: . 1445 , 2360MPaCccat Coloana se realizeaz din oel OL 70STAS 500/280, care are rezistena la rupere la traciune:R m= c = 340 360 MPa.. 403 , 9144000 . 24 2 2min 0mmFdat Se alege:d 0 = 14 mm, iar constructiv: D 0 = 16 mm;D = 24 mm;h 260 mm;d 0 = 10 mm.Verificarea coloanelor se face la solicitarea de traciune n zona degajrilor: < at tMPa MPadF 144 127,32410 24 000 . 204222 '0 seciunea degajrii (d0) rezist la traciune. Dac rezist seciunea de diametru d0 rezist, rezult c rezist i seciunea de diametru d 0.Dimensionarea plcii de presiune:Dimensionarea se face constructiv, dup care se fac verificrile necesare.Asamblareadintrecapulurubuluiiplacade presiuneseface cuuntift cilindric B 8 60STAS 159980, realizat din oel OL 60STAS 500/280. Dimensiunile acestui tift sunt:diametrul: d = 8 mm;lungimea: l = 60 mm;nlimea maxim a teiturii: c max = 1,6 mm.1516. Verificarea asamblrii cu tift:Asamblarea este solicitat de ctre momentul de nurubare n piuli: M t = M21 = 33.930,269 N mm.a) solicitarea de forfecare:asctftfdDMAF 42 ,unde: a= 80 MPa,Dc este diametrul capului urubului care se fixeaz n placa de presiune, iar d sreprezint diametrul tiftului. . 29,13430000 . 20 4 44min2minmmFDFD Aascasc nacest calcul am folositas= 30 MPa( as= 20 40 MPa) pentru a evita griparea i pentru asigurarea unei durabiliti ridicate. Se alege:Dc = 36 mm. < a fMPa MPa 80 18,7508 3633.930,269 42 asamblarea cu tift rezist la solicitarea de forfecare.b) solicitarea de strivire tift urub:asc stssD dM 26 ,unde: as= 100 120 MPa. < MPa MPass100 19,63536 8269 , 930 . 33 62 asamblarea rezist la solicitarea de strivire dintre tift urub.c) solicitarea de strivire tift plac de presiune:asc stscs D d sM + ) ( ,unde: as= 100 120 MPa,iar s = 10 mm reprezint grosimea peretelui plcii de presiune n zona asamblrii. < + as scMPa MPa 100 9,220) 10 36 ( 8 10269 , 930 . 33asamblarea rezist la solicitarea de strivire dintre tift plac de presiune.17. Proiectarea sistemului de acionare: Pentru sistemul n discuie, acionarea se faceprinelementul careexecut micarea de rotaie. Aceastacionarepoatefi privitcao introducere de energie n sistem energie necesar nvingerii rezistenelor din cupla urub piuli. Corespunztor acestor rezistene, n diagrama de eforturi s-a folosit notaia Mtot pentru momentul rezistent total.n principiu, dispozitivul cu clichet permiteacionareadepeosingurparte, prin 16micri alternante la care o curs este activ i una pasiv. n cursa activ clichetul mpinge n dintele roii de clichet care antreneaz piulia.a) Proiectarea roii de clichet i a clichetului:Roatadeclichet esteplasatnfluxul deforntreclichet i elementul final de antrenare (piuli).n zona asamblrii cu piulia, roata de clichet este solicitat la strivire. Dinii roii de clichet i clichetul sunt solicitate la strivire, ncovoiere i forfecare.Alegerea materialelor: roata de clichet se realizeaz din font FCX200 STAS 854186, iar clichetul din oel OL 50 STAS 500/280.Asamblarea dintre roata de clichet i piulia pe care se monteaz se realizeaz printr-un profil hexagonal. Sealegediametrul cercului exterior profilului: de=40mm. Latura profilului va fi:a 0,5 d e = 20 mm. Diametrul cercului nscris n hexagon este:. 34,641300mmtg adi .Sealegedi=35mmpentrucaperetelepiuliei sfie suficient de gros i s reziste la solicitarea de strivire.Din solicitarea de contact se determin limea minim necesar a profilului:asnnecaFB 2 21min,unde: NanMFtotn998,256320639.930,2693,n care:n = 6 reprezint numrul de laturi ale profilului, iaras= 80 120 MPa. Se alege:as= 100 MPa pentru ca uzura s fie ct mai mic. Rezult:. 1,99610022021998,256minmm Bnec Se aleg dini cu profil dreptunghiular, cu flancurile paralele.Profilul dreptunghiular permite oinversare mai rapid a sensului derotaie prinmutarea clichetului npoziia simetric. mpingtorul cu arc al clichetului i forma simetric a clichetului fac posibil acest lucru.Stabilirea numrului de dini:Diametrul interior al danturii (Di) trebuie s fie suficient de mare pentru a cuprinde asamblarea roat piuli i pentru a asigura rezistena corpului roii. Se recomand:Di de + (10 15) mmDi 40 + 15 = 55 mm. Se alege: Di =58 mm, iar numrul de dini ai roii se poate lua z = 10.Diametrul exterior al danturii (De), n ipoteza unor dini cu nlimea h = 0,25 pe (unde pe este pasul pe cercul exterior):. 68,808105 , 0 1585 , 0 15 , 0 25 , 0 2 2mmzDDzDD p D h D Dieei e i i e + + + Se alege De = 84 mm, iar apoi se calculeaz diametrul mediu:. 71258 842mmD DDi em++ Se calculeaz nlimea h i limea b = 0,4 pe a dinilor n funcie de valorile finale ale diametrelor D i, D e i z :17. 13258 842mmiDeDh . 10,55510844 , 0 4 , 0 4 , 0 mmz eDep b Se alegeb =11 mm,apoi se determin limea minim necesar roii de clichet la contactul cu clichetul. Solicitrile sunt de ncovoiere i strivire, iar forfecarea se neglijeaz.Dinsolicitareadencovoiere, nipotezaacoperitoarecforas-ar aplicalacapul dintelui, rezult:aineaineaiibh FBh F M b BW 2min2min66 , unde:NeDtotMneF 950,7208439.93,.26 22 ,iar ai= 80 MPa.. 7,66080 1113 720 , 950 62minmm B Se alegeB = 10 mm. Din solicitarea de strivire rezult:asnasnnech FBFB h A ''min ,unde: .2mtotnDMF hreprezint nlimea efectiv de contact; se alegeh= 12,5 mm.. 1124,7967139.930,269 2N FnPentru oel/fontas= 80 120 MPa. Se alegeas= 80 MPapentru ca uzura s fie mic.. 1,12480 5 , 12796 , 1124minmm B b) Proiectarea asamblrii dintre clichet i manivel:Asamblareadintreclichet i manivelserealizeazprintr-oarticulaie, cuajutorul unui bol cilindric cu cap, realizat din oel OLC 45STAS 88080.Solicitrile n zona asamblrii clichet bol sunt: forfecare (dou seciuni) i strivire.Diametrul bolului (d b) se determin din solicitarea de forfecare:afnbbafnnecFdd FA 242min2 ,unde: . 65 , 0at af Se alegeat=120 MPa af 80 MPa.. 2,991801124,796 2minmm dbSe alege:d b = 8 mm.Lungimea minim de contact dintre bol i clichet (B) se determin din solicitarea de strivire:as bnbnsdFBB dF min ,unde:as= 20 40 MPa. Se alegeas= 20 MPa pentru ca uzura s fie mic.. 7.0320 81124,796minmm B Se alege:B = 12 mm.18Lungimea minim de contact dintre bol i manivel ( m) se determin din solicitarea de strivire. Manivela se confecioneaz din oel OL 34STAS 500/280..2 2as bnmb mnsdFdF n ipoteza unui contact mobil (ipotez acoperitoare),as= 20 40 MPa. Pentru ca uzura s fie mic se alegeas= 20 MPa.. 515 , 320 8 21124,796mmm Se alege:m= 5 mm.Se alege un bolB 8 30STAS 5754/180/OLC 45. La montarea bolului cu cap se folosete o aib prelucrat pentru boluri: aib 8 STAS 597480, realizat din oel OL 37 STAS 500/280 i un plint 2 16STAS 199189, realizat din srm moale de oel OL 34 sau OL 37STAS 500/280.c) Proiectarea mpingtorului cu arc:mpingtorul cu arc are rolul de a asigura refacerea rapid i sigur a contactului dintre clichet i dinii roii. Arcul mpingtorului trebuie s aib rigiditate mic pentru a nu mpiedica oscilaiile clichetului n cursa pasiv, atunci cnd el trebuie s treac peste dinii roii. Astfel, n cursa pasiv clichetul ar antrena roata i ar produce deurubarea. Rigiditatea arcului trebuiesfiemici pentrui pentruaputeafi comutat, prinsimplaapsarecu degetul, pe poziia corespunztoare deurubrii.Unghiul la vrf al mpingtorului se stabilete n funcie de forma clichetului. Pe desen s-a stabilit cursa s = 2,5 mm a mpingtorului (sgeata arcului n funcionare) atunci cnd clichetul este basculat pe poziia de deurubare.Se impune sgeata la montajf1 = 3 mm. Rezult deformaia maxim n funcionare a arcului: f n = f 1 + s f n = 3 + 2,5 = 5,5 mm.Se impune fora maxim de funcionareF n 10 N.Arcul se va confeciona din oel OLC 55ASTAS 79580.Se alege Dm= 6,37 mm < B = 13 mm, unde B este limea clichetului i i = 10 indicele arcului. Diametrul srmei arcului este:. 637 , 01037 , 6mmiDdm Se alege srmRR 06, 2STAS 89389.Numrul de spire active se determin cu relaia:C Dd Gnm348 ,unde: G OL = 8,5 104 MPaeste modulul de elasticitate transversal, iar C rigiditatea arcului.5,66794 , 0 37 , 6 86 , 0 10 5 , 834 4 n spire.Se alege unarc de compresiune 0,6 6,37 6 STAS12243/286, care are urmtoarele dimensiuni: L n = 7 mm;d = 0,6 mm; D = 6,97 mm;D 1 = 5,77 mm; F n = 13,4 N;D m = 6,37 mm; C = 0,94 mm.19n continuare se calculeaz rigiditatea arcului cu valorile finaled, D m i n:. / 887 , 06 37 , 6 86 , 0 10 5 , 8834 434mm Nn Dd GfFCm nn Fora maxim n funcionare a arcului va fi:F n = C f n = 0,887 5,5 = 4,883 N. Se verific tensiunile din arc corespunztoare sgeii maxime:atm ntd D kF 38, unde:at 900 MPa(STAS 89380), iar . 16 , 1106 , 116 , 11 + + ik < at tMPa MPa 900 425,4136 , 037 , 6 883 , 4 16 , 1 83arcul rezist la tensiunea maxim care poate s apar.Fora de prestrngere la montaj:F 1 = C f 1 = 0,887 3 = 2,663 N.Numrul total de spire:n t = n + n r , unde:nr = 1,5 2reprezint numrul spirelor de reazem pentru un arc cu capete nchise prelucrate. Se alege:n r = 2 n t = 6 + 2 = 8 spire.Pasul arcului:jnfd tn+ + , unde: j 0,1 d este jocul dintre spire n stare ncrcat.j = 0,1 0,6 = 0,06 mm ;1,576 06 , 065 , 56 , 0 + + tmm.nlimea arcului n stare liber:H 0 = t n + (n r 0,5)d = 1,576 6 + (2 0,5) 0,6 = 10,36 mm.nlimea arcului n stare montat:H n = H 0 f 1 = 10,36 3 = 7,36 mm.20Unghiul de nclinare al spirelor:. 4,50437 , 6576 , 100 arctgDtarctgmLungimea srmei:. 160,591504 , 4 cos8 37 , 6cos00mmn Dlt m d) Proiectarea manivelei:Manivelasusineroatade clichet,clichetul,boluli mpingtorulcu arc.Forma i dimensiunile manivelei sunt determinate de condiiile tehnologice (execuie i montaj) i de solicitrile mecanice care apar.Se determin raza (R a) la care trebuie aplicat fora muncitorului:mtotaFMR ,unde: F m = 100 150 N.Se alegeF m = 100 Npentru ca muncitorul s nu depun un efort prea mare.. 399,30210039.930,269mm Ra Se alege: aR= 400 mm.Manivela are un prelungitor montat ntr-un alezaj cilindric. Prelungitorul trebuie verificat la ncovoiere n seciunea de ncastrare n corpul manivelei:WMii ,unde:) (m a m iL R F M , iar mL= 220 mm se determin de pe desen. Se alege:d p = 15 mm.. 2 7 , 1 6 26 7 9 , 6 6 20 0 0 . 1 86 6 2 , 6 7 93 21 53 20 0 0 . 1 8 ) 2 2 0 4 0 0 ( 1 0 0333M P am mdWm m N Mipi ; Fa de limita de curgere, se recomand un coeficient de siguran: > aicC C 2 3.Prelungitorul se execut din OL 34STAS 500/280, care are limita de curgere:c= 190 N/mm2. > aC C 3 995 , 6162 , 27190prelungitorul va rezista la solicitarea de ncovoiere.Se alege o bar din oel rotund 15 NSTAS 33387/OL 34STAS 500/280.18. Evaluarea randamentului transmisiei:Randamentul transmisiei este: cuLL ,n care: Lueste lucrul mecanic util, corespunztor unei rotaii complete a elementului de antrenare. Acesta este dat de deplasarea sarcinii F pe o distan .L u = F = 20.000 5 = 100.000 N mm,unde: = p,pfiind pasul filetului.Lceste lucrul mecanic consumat, corespunztor unei rotaii complete a elementului de antrenare. Acesta se estimeaz pe baza momentului total (M tot) din diagramele de eforturi.21L c = M tot 2= 39.930,269 2= 250.889,282 N mm.Randamentul transmisiei este: 86 , 39 3986 , 02 250.889,28000 . 100 %.Fia film pentru urubNr. crt.Operaia Schia Maini + SDV1 Debitare SN 400ublerCuit de debitare2 Gurire de centrare SN 400Burghiu 10,5; 8,5; 10Cuite interioare3 Strunjire SN 400ubler Cuit de strunjire4 Teire muchii SN 400Cuit de teire5 Filetare exterioar SN 400Cuit de filetare6 GurireBurghiu 7Fia film pentru piuliNr.Crt.Operaia SchiaMaini + SDV221 Turnare semifabricat Form + miezCuptor 2 Strunjire frontal 1 SN 400ublerCuit de strunjire frontal3 Strunjire interioar2 i centrareSN 400Cuit de interiorCeas comparator4 Strunjire 3 SN 400ubler Cuit de degroareCuit de finisare5 Strunjire 4 SN 400Ceas comparatorCuit de degroareCuit de finisare236 Strunjire 5 SN 400ublerCuit de strunjire frontal7 Strunjire interioar SN 400ublerCuit de strunjire interioar8 Teire muchii exterioareSN 400Cuit de strunjire9 Strunjire degajri SN 400Cuit pentru degajri10 Filetare interioar SN 400ublerCuit pentru filetare interioar11 Filetare exterioar SN 400Cuit de filetare exterioar24