Presa Paul

19
SISTEM DE SURUB CU MISCARE CAPITOLUL 1 CALCULUL ŞURUBULUI ŞI AL PIULIŢEI 1. DESCRIEREA SISTEMULUI CU TRANSMISIE ŞURUB-PIULIŢ Ă 1.1.Caracterizarea transmisiei şurub-piuliţă Sistemul mecanic ce urmează a fi proiectat este format din şurubul principal (1) care execută atât mişcare de rotaţie cât şi mişcare de translaţie. Piuliţa (2) este fixată în corpul (3). Între cupa (4) şi şurub, există un lagăr axial care poate reduce frecările din sistem. 1.2. Schema de principiu a sistemului proiectat Schema sistemului de proiectat este data prin tema de proiect. Schematizat, ea este reprezentată în figura 1. 1. şurub ; 2. piuliţă ; 3.corp ; 1

Transcript of Presa Paul

SISTEM DE SURUB CU MISCARE CAPITOLUL 1CALCULUL URUBULUI I AL PIULIEI1. DESCRIEREA SISTEMULUI CU TRANSMISIE URUB-PIULI

1.1.Caracterizarea transmisiei urub-piuliSistemul mecanic ce urmeaz a fi proiectat este format din urubul principal (1) care execut att micare de rotaie ct i micare de translaie. Piulia (2) este fixat n corpul (3). ntre cupa (4) i urub, exist un lagr axial care poate reduce frecrile din sistem. 1.2. Schema de principiu a sistemului proiectat Schema sistemului de proiectat este data prin tema de proiect. Schematizat, ea este reprezentat n figura 1.

1. urub ; 2. piuli ; 3.corp ; 4. cup ; 5. prghie de acionare.

Figura 1. Schema de principriu a sistemului de transmisie urub-piuli

1.3. Diagramele de fore i momente din elementele componente ale sistemului proiectat. 1

Pentru a pune n eviden tipul solicitrilor care se produc, se construiete diagrama de eforturi prezentat n figura 2. Pentru eforturile care apar n elementul i n contact cu elementul j, se folosesc urmtoarele notaii : Fi fora axial ; Mij moment. Indicii superiori au semnificaiile : r radial ; a axial ; s stnga ; d dreapta. Momentul de acionare se noteaz Mtot. Variaia pe nlimea piuliei a momentului de nurubare , M21, i variaia momentelor de frecare n lagrele radiale se schematizeaz printr-o dependen liniar.

Figura 2 : Diagrama de fore i momente din elementele componente ale sistemului proiectat

CAPITOLUL 22

ALEGEREA MATERIALELOR PENTRU ELEMENTELE COMPOMENTE Necesitatea asigurrii unui coeficient de frecare redus conduce la utilizarea unui cuplu de materiale cu bune proprieti antifriciune. ntruct solicitrile corpului urubului sunt relativ mari, n mod uzual, urubul principal se execut din oel. Proprietile antifriciune ale cuplului de materiale sunt asigurate de materialul piuliei care poate fi , font. Fonta turnat n piese pentru maini-unelte, are o buna rezisten la uzare. 1. Pentru urubul principal, aleg oelul OLC 55, STAS 880-86 Materialul STAS Simbolul Tratament Termic Tabelul 2.1 Caracteristici mecanice [N/mm2] Limita de Rezistena la curgere rupere la Rp 0,2 traciune Rm 390 500 min. 670 750-900

Oel carbon de calitate pentru tratament termic de mbuntaire 2.

880-88

OLC 55

N CR

Pentru piuli aleg materialul font FCX 250, STAS 8541-86. Marca Fontei Grosimea Peretelui Piesei, mm (min) 6 Rezistena la Traciune Rm N/mm2 (min) 250 Rezistena la Incovoiere Ri n/mm2 (min) 440 Tabelul 2.2. Rezistena la Rezistena la Compresiune * Elasticitate* N/mm2 N/mm2 (min) (min) 880 105x103 Tabelul 2.3. Marca Fontei Rezistena la rupere la traciune Rm N/mm2 (min) 600 Limita de curgere Rp 0,2 N/mm2 (min) 360 Alungirea la rupere A5 [%] Duritatea Brinell max.

FCX 250

3. Pentru corp aleg materialul fonta Fmp 600, STAS 569-79

Fmp 600

3

270

4. Pentru cupa aleg materialul oel OL50, STAS 500/2-80 Tabelul 2.4 3

Materialul

STAS

Simbolul Tratament termic

Caracteristici mecanice [N/mm2] Limita de Rezistena la rupere la curgere traciune Rm Rp 0,2 270-290 490-610

Oel de uz general pentru construcii

500/2-80

OL 50

-

5. Pentru prghie aleg OLT 65, STAS 8183-80 Materialul STAS Simbolul Tratament Termic Tabelul 2.5 Caracteristici mecanice [N/mm2] Limita de Rezistena la rupere la curgere traciune Rm Rp 0,2 min. 370 min. 640

Oel pentru tevi fara sudura (de uz general)

8183-80

OLT 65

N

CAPITOLUL 34

CALCULUL URUBULUI3.1. Predimensionarea urubului Solicitarea principal a urubului este n cazul cricului simplu, compresiunea. ntruct alturi de compresiune exist i solicitarea de rsucire, se va ine seam de existena acesteia, multiplicnd fora din tem ( F=35 [kN] = 35.000 N) cu un coeficient (gamma), ce se alege n funcie de sistemul mecanic proiectat. Pentru varianta cric simplu, este dat valoarea coeficientului (1, 27 1,32) . Aleg =1.30 Relaia de predimensionare a urubului , rezult din solicitarea de compresiune i este :c =F F 4F = 2 a d 3 A d 3 a 4

a =

R p 0, 2 Cc

Cc (2 5)

unde Cc este coeficientul de siguran. Aleg Cc = 3a =d3 =

390 = 130 Mpa 3 4 1.3 35000 = 21,11mm 130

3.2. Alegerea tipului filetului Pentru dimensionarea filetului urubului sunt necesare: a) tipul filetului; b) mrimea filetului; c) numrul de spire n contact. a. Alegerea tipului de filet se face inndu-se seam de faptul c sistemul ce urmeaz a fi proiectat are n componen urub de micare. Se recomand filet trapezoidal i filet ferstru . Aleg filetul trapezoidal , prezentat n figura A3.1 Acesta are o bun rezisten i rigiditate ;randamentul cu 4-5% mai mic dect al filetului ptrat ; permite eliminarea jocului axial rezultat n urma uzrii prin utilizarea piuliei secionate ; poate transmite sarcini mari, variabile, n ambele sensuri.

5

b. Alegerea diametrului urubului se va face n funcie de : - diametrul calculat (se va alege o valoare mai mare dect valoarea calculat) - se va alege o valoare standardizat din irul 1 - pasul filetului se alege din valorile indicate n dreptul diametrului nominal, preferndu-se valorile ncadrate ntre bare verticale (adic valorile mijlocii care pot asigura att autofrnare, ct i o suprafa suficient de contact a filetului). Diametrul nominal al filetului, d irul 1 32 irul 32; pasul |6| irul 26

Pasul P

Diametrul nominal mediud 2 = D2

Diametrul nominal exterior al filetului interior D4

Diametrul nominal interior al al filetului filetului exterior, interior,d3

D1

29 d3 = 25 Tr = 32 x 6

33

25

26

3.4. Verificarea urubului 3.4.1 Verificarea condiiei de autofrnare Asigurarea autofrnrii apare ca cerin n majoritatea construciilor cu uruburi de micare. La sistemele acionate manual este preferabil ca autofrnarea s se realizeze direct de ctre filet. Pentru sistemele mecanice acionate manual , se prefer ca autofrnarea s fie realizat direct de ctre filet. Condiia de autofrnare este ca unghiul de nclinare a filetului , s fie mai mic dect unghiu de frecare redus ' . Folosind relatia:tg = p p 6 arctg = arctg = 3.76 0 d 2 d 2 29

6

tg =

cos

unde: (0, 08 0,18) i = 30o Aleg = 0,12tg =

2cos

cos

2

= arctg

2

=

0.12 = 7.08 0 cos 15

In urma calculelor efectuate i a rezultatelor obinute, condiia de autofrnare este ndeplinit = 3.79 0 , = 7.08 0 Lungimea de flambaj LF = 420 mm

d34 I imin = min = 642 d3 A 4d 34 25 4 I min = = = 19174.75mm 4 64 64 2 d 25 2 A= 3 = = 490.87mm 2 4 4imin = I min 19174 .75 = = 6.25mm A 490 .87

Coeficientul de zveltee 7

=

lf imin

=

420 = 67 .2 6.25

Se compar cu valoarea limit 0

= 85

In urma calculelor efectuate si a comparrii lui calculat cu 0 rezult :

0

=> flambajul este elastic

Pentru flambajul elastic fora este dat de relaia : 2 I min 2 2.1 10 5 19174.75 Ff = = = 225294MPa 2 lF 420 2 Eoel = 2,1 105 MPa Coeficientului de siguran la flambajFf 225294 Cf = = = .43 6 Ftema 35000

3.4.3. Determinarea numrului de spire n contact Numrul minim de spire necesare a fi n permanen n contact, z, se va determina din condiia de rezisten la uzare. n acionrile cu viteze mici , principalul parametru care determin intensitatea uzrii i implicit durabilitatera, sunt tensiunile de contact (presiunea) ntre spire. n ipoteza repartizrii uniforme a sarcinii pe spire i neglijnd unghiul de nclinare a spirei, numrul de spire necesare rezult din relaia : z=

as (5 15)

Aleg as = 15Z=

(d 3 D12 ) as 4

F1

35000

(32 2 26 2 ) 15 4

= 8.53 9 spire

3.4. Verificarea urubului8

3.4.1 Verificarea spirei filetuluip 6 D4 + 2 li tg15 0 33 + 2 2 0.24 2 = 2 = 270 .95 W = 6 6 p 6 A = D4 + 2 li tg15 0 = 33 + 2 2 0.24 = 410 .54 2 2 H 3 l i = 1 + ac l i = + 0.5 = 2 2 22 2

H1 = 0,5p H1 = 3 ac = 0,5 pentru p (612) mm Km=0.75 Solicitarea la incovoiere :35000 F 2 li M 1 = 1 = z = 9 = 28.70 W W 270 .95

Solicitarea la forfecare :F 35000 f = km z = 0.75 9 = 12 .63 A 410 .54

Tensiunea echivalenta, pentru ca un calcul acoperitor, se calculeaza cu teoria a III-a de echivalenta : ech = i2 + 4 2 a 28 .70 2 + 4 12 .63 2 = 38 .23 f

a =

c , r 500 = = 166 .66 C c ,r 3

Cc= 1,5...3 Aleg Cc=3 ech = 38 .23 166 .66

3.4.2

Verificarea preliminara a portiunii filetate a surubuluid2 29 tg ( ) = 35000 tg (3.76 + 7.08) = 87159 .16 N / mm 2 2

M 1, 2 = F

CAPITOLUL 4CALCULUL PIULITEI9

4. Dimensionarea piuliei Dimensionarea piuliei presupune determinarea diametrului exterior De a diametrului gulerului, Dg i a nlimii hg. Diametrul exterior se determin cu relaia:De min = 4 F 2 + D4 = at 4 1.3 35000 + 33 2 = 47 .40 50 mm 50

De = 50 mm Pentru materialul piuliei am ales fonta FCX 250 at = r 250 = = 50 Cr 5

De = De + 2t unde t = 1....2 De = 50+4 = 54 mmD' g min =2 D' e +

Aleg t = 24 35000 = 57 .10 60 mm 80

4F

as

= 52 2 +

Aleg as = 80 MPa Aleg Dg = 60 mm' Dg = Dg + 2t unde t = 1...2 Aleg t = 2 Dg = (1.3...1.5)De=1.3*50=65 mm

4.1 Calculul nlimii piuliei Calculul nlimii piuliei se realizeaz cu ajutorul relaiei: Hp = zp unde : z numrul de spire; p pasul; ales unde = (11,5)p => =16 =6 Hp = 96+6=60 mm hG = (0,20,25)Hp hG = 0,260 = 12 mm

Verificarea corpului filetului

10

t =

F

(D 2 d 2 ) 4

=

35000

(50 2 32 2 ) 4

= 30.19 MPa

Calculul solicitarilor la rasucire

f =

M 1, 2

( De d ) 16 De4

4

=

87159.16 = 2.56MPa (50 4 32 4 ) 16 50

Determinarea construciei capului urubului Dc = aprox. 1,5d = 48 mm Hc = (1,211,5) Dc Aleg Hc = 1,5 Dc = 1,548 = 72 mm 4.3. Proiectarea sistemului de blocare la piuli Asigurarea piuliei n corpul presei se realizeaz cu un stift filetat cu cep. Pentru a ti dac este necesar utilizarea acestui tift se calculeaz momentul de frecare dintre piuli i corp folosind relaia: M f = F R0 unde: = (0,080,1). Aleg = 0, 083 3 1 D ' g D ' e 1 65 3 54 3 R0 = = = 29 .83 mm 2 3 D ' 2 D ' e 3 65 2 54 2 g

M

f

= 0.08 35000 29 .83 = 83537 .25[ N / mm ]

Mt1 = 87159,16 N/mm Mt1 > Mf este necesar sistem de blocare conform tabelului 4.1 Tabelul 4.1. Filet M10 t 3,0 n 1,6 C1 2,2 D4 nominal abateri 7 0 -0,220 C3 nominal abateri 5,5 7 +0,450 0 r 0,5 l 1245

Aleg l = 20 Dac M f > M12 se alege tift filetat cu cep M10

Verificarea tiftului ales se face cu ajutorul relaiei : 11

s =

( M 12 M f ) R0 d 4 c3

as

as (80 120) MPa Aleg as = 100 MPa(87159 .16 83537 .25 ) / 29 .83 = 3.15 MPa 7 5 .5 s at 3.15 < 100

s =

CAPITOLUL 512

PROIECTAREA CORPULUI PRESA CU O COLOANACorpul presei se execut din font Fmp 600. 5.1. Calculul sistemului de acionare Sistemul de acionare cel mai simplu poate fi: - cu tij sau prghie simpl; - cu o cheie simpl. Acest sistem de acionare va trebui sa nving momentul total . M total = M 12 + M f = Q R0 M1-2 = 87159.16 N/mm Q = (300500)N Mf = 83537.25 N/mmRa = 170696 = 426 .74 mm 400

Aleg Q = 400 N

Lc = Ra

Dc 48 = 426 .74 = 402 .74 mm 2 2

Calculul diametrului prghiei Pentru calcul se folosete relaia: M i Q Lc = as d3 Wz p 32 ai = 0,8 + ac = 240

i =

dp =3

32 400 426 .74 = 19 .34 mm 20 mm 240

Prghia se confecioneaz dintr-un oel obinui OLT 65d ' p = dp + (0.5... 1) d ' p = dp +1 = 20 +1 = 21 m m

Alegerea si calculul opritorului Opritorul este de form cilindric cu diametrul (dopritor) dop = d + (610)mm. Aleg d = 8 mm 13

d = 32 +8 = 40 hopritor ; (5 8) mm Aleg hopritor = 5mm

Opritorul v-a fi montat n urub prin intermediul unui urub standardizat. Forma urubului poate fi urub cu cap hexagonal sau cu cap necat (crestat) Aleg M6 ; l = 855 Elementele cupei Cupa se sprijin pe capul urubului Dc' = Dc 2t Aleg t = 2 D' c = 48 4 = 44 mm Grosimea peretelui cupei 810

CAPITOLUL 7 7.1.Randamentul urub piuli se calculeaza cu relaia : 14

1 =

tg 2 tg 3.76 0.06 = = = 0.31 tg ( 2 + ') tg ( 3.76 + 7.28 ) 0.19

7.2. Calculul randamentului sistemului

2

Lu FP 35000 6 = = 0.19 Lc ( M ) 2 ( 83537.25 + 87159.16 ) 2

Unde M = M12 + Mf

15