I.MEMORIU TEHNIC

Prezentul proiect are ca scop proictarea unei prese cu piuliţă rotitoare.

Presele cu şurub cu acţionare manuală se utilizează în construcţia de maşini, în ateliere, mecanice

pentru îndoirea şi ambutisarea unor piese de dimensiuni reduse în număr mic. De asemenea presele se

mai folosesc la presarea unor ajustaje şi la operaţia tehnologică de matriţare.

Presele cu acţionare manuală cu şurub de forţă au urmatorul principiu de funcţionare:

-asupra manivelei se acţionează cu o forţă (F ) care roteşte şurubul de forţă prin intermediul

porţiunii de calare pe care se îmbină şurubul cu manivela;

-şurubul de forţă transmite traversei mobile o sarcină cu care acţioneaza asupra pieselor de

prelucrat;

Cupla de rotaţie şurub-piuliţă transformă miscarea de rotaţie în mişcare de translaţie, astfel şurubul

execută o mişcare de rototranslaţie.

O gamă largă de utilizare a preselor în costrucţia de maşini se datorează avantajelor pe care le

prezintă:

-construţie simplă;

-tehnologie de construcţie usor realizabilă;

-utilizarea materialelor ieftine;

-preţ de cost redus posibilitatea de transmitere a unor sarcini axiale mari utilizînd forţe de acţionare

mici;

-realizează un raport mare de transmitere, care duce la viteze mici;

-funcţionare bună fără zgomot;

-gabarit redus şi compactitate a costrucţiei;

Pe lîngă aceste avantaje enumerate mai sus presele au şi unele neajunsuri:

-necunoaşterea exactă a forţelor de presare;

-existenţa unei frecări destul de mari între spirele filetului şurubului şi a piuliţei care conduce la

uzura pieselor;

-randament scăzut;

-lipsa autocentrării;

1

1

SOLUŢII COSTUCTIVE

3.Presa cu piuliţă rotitoare

Presele cu piuliţă rotitoare sunt alcătuite în general din: corpul presei executat prin turnare din fontă

cenuşie sau oţel, şurubul principal acţionand în consolă. Din acest motiv coloana (pot fi variante cu o

coloană sau cu două coloane) trebuie să fie bine dimensionată, ea fiind solicitată la încovoiere şi

tracţiune. Aşa cum rezulă din schiţă, în secţiune transversală coloana are un profil ” T ”. Şurubul de

mişcare execută numai mişcare de translaţie fiind împiedicat să se rostogolească datorită fixării cu pana

pararelă Pana pararelă este fixată în şurubul de mişcare cu şuruburi, ea deplasandu-se în canalul din

capacul fix care este montat pe corpul presei cu ajutorul şuruburilor. Piuliţa rotitoare, se sprijină axial pe

rulmentul axial cu bile care preia sarcina axială ce apare în tija surubului în timpul presării. Rulmentul

axial are rolul de a înlocui frecarea de alunecare ce apare între piuliţă şi piesa de reazem cu frecarea de

rostogolire la care pierderile prin frecare sunt mult mai reduse. Piuliţa este acţionată în mişcarea sa de

rotaţie de către butucul cu manete, fixarea împotriva rotirii piuliţei faţă de butuc realizandu-se prin pana

paralelă Pentru ca butucul să nu iasă de pe piuliţa rotitoare, este fixat cu ajutorul unei şaibe şi piuliţe

crenellate de sigurnţă folosite şi la fixarea rulmenţilor. Pentru a reduce frecările dintre spirele filetului

şurubului şi ale piuliţei, dintre piuliţă şi corpul presei, şi dintre elementele ce alcătuiesc rulmentul axial ,

aceste zone se ung cu unsori considerate corespunzătoare.

NORME DE PROTECŢIE A MUNCII ŞI JUSTIFICAREA ALEZAJELOR

La proictarea presei se ţine cont de nomele de protecţie a muncii, făcîndu-se în acelaşi timp şi unele

recomandări asupra folosirii presei pentru evitarea accidentelor.

2

2

Astfel avem:

presa se vopseşte în diferite culori pentru a crea un avertisment penrtu parţile active ale ei şi

pentru evitarea ruginirii.

se face fixarea mesei în şuruburile de fundaţie pentru evitarea mişcării acesteia în timpul

funcţionării;

se are grijă ca toate ajustajele precise să fie luate conform standardelor în vigoare;

Penrtu stabilirea clasei de precizie a arborelui şi a alezajului pe care este montat rulmentul se

recomandă STAS 6671-77. La suprafaţa de calare de formă patrată vom prescrie un ajustaj cu clasă de

precizie scăzut, care nu necesită prelucrări riguroase. Pentru o montare şi demontare usoară a manivelei

pe porţiunea de calare vom lăsa un mic joc, care să nu îngreuneze totuşi funcţionarea. Vom alege

ajustajul H8/e8 din sirul preferential.

JUSTIFICAREA ALEGERII FĂCUTE

La alegerea tipului de presă s-a pornit de la premiza că există un număr mare de solicitări pe piaţă

şi un alt aspect important a fost ca la realizarea presei să avem nevoie de cât mai puţine utilaje şi cât mai

simple. Numărul de operaţii executate de muncitori să fie cât mai mic. Presa aleasa are în componenţă

piese turnate: corp capac, piuliţă, acestea fiind alese constructiv şi restul componentelor sunt toate

standardizate.: şuruburi de fixare , piuliţa cu rulmentul şaibele de siguranţă, penele de fixare, filetele

metrice, lamajele canelate “T”.

La aceasta presa canalul de pană se execută mai simplu în partea a doua a tijei filetului în porţiunea

nefiletată, astfel se renunţă la rectificarea filetului după ce s-a executat canalul de pană reducându-se

indirect şi gradul de uzură a filetului şi rezistenţa spirelor la strivire evitându-se doi concentratori

de tensiune pe o porţiune destul de mare.

În cazul uzurii pieselor acestea pot fi uşor înlocuite sau rectificate deoarece sunt standardizate,

acesta fiind principalul atu al acestei soluţii.

3

3

II. MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

Calculul şi proiectarea şurubului şi a piuliţei

1. Stabilirea naturii solicitării tijei. Schema funcţională. Diagrama de forţă şi momente.

După natura mişcarilor relative ale elementelor cuplei şurub-piuliţă în cadrul mecanismelor cu

acţionare manuală avem piuliţa fixă, şurubul executînd o mişcare de rotoranslaţie (PPF). Pentru uşurinţa

proiectării schemele funcţionale sînt completate cu diagrame de forţe şi momente ce încarcă elementele

mecanismului, diagrame ce servesc la stabilirea secţiunilor periculoase ale elementelor respective.

4

4

2. Alegerea profilui filetului

Vom alege pentru surubul de forta filetul trapezoidal (STAS 2114/1-75) din urmatoarele

considerente:

a) are profilul de forma unui trapez rezultat din teşirea unui triunghi isoscel cu

unghiul la vîrf de 30 grade şi baza egala cu pasul;

b) flancul filetului are o înclinare de 15 grade;

c) jocurile la diametrul interior şi exterior sînt egale;

d) fundul filetului este rotunjit cu r = 0,25 [mm] pentru p = 8-12 [mm] şi respectiv

r = 0,5 [mm] pentru p > 12.

e) rezistenţă şi o rigiditate mai mare decît filetul patrat;

f) asigură o bună centrare între şurub şi piuliţă;

g) se poate executa prin procedeul de frezare;

h) capabil sa transmita sarcini mari in ambele sensuri ,directia fortei fiind

variabila sau cu soc, se recomanda utilizarea acestor filete.

Filetul trapezoidal are dimensiunile standardizate conform STAS/ 2114-75 putind fi executat cu pas

normnal, fin sau mare.

5

5

D = d – diametrul nominal al filetului

pentru 1,5

pentru 2 < p < 5

pentru 6 < p < 12

Filetul trapezoidal se recomandă în cazul mecanismelor cu şurub şi piuliţă care transmit sarcini

mari în ambele sensuri.

3. Alegerea materialului surubului si piulite

Alegerea materialului pentru şurub şi piuliţă ca elemente ale mecanismelor cu şurub depinde de

mai mulţi factori:

- caracteristicile mecanice ale materialului;

- asigurarea condiţiilor funcţionale, tehnologice şi economice în modul cel mai fovorabil;

- fiabilitatea optimă în contextul unor cheltuieli de producţie minimă;

Caracteristicile importante mecanice ale materialului pentru şurubul şi piuliţa din construcţia

mecanismelor cu şurub sunt:

(Rp ) - limita de curgere;

(Rm) - limita de rupere;

(A) -alungirea;

6

(E) - modulul de elasticitate; 7

Penrtu şuruburi de mişcare supuse la solicitări mijlocii si mari cu acţionare manuală (viteza relativă

la filet între şurub şi piuliţă este mică nu impune durificarea flancurilor) se va opta pentru un oţel carbon

de calitate. Alegem pentru şurubul de mişcare materialul OLC45 (STAS 880-80) la care se va prescrie

un tratament terminc de inbunatăţire.

Caracteristicilelui OLC 45:

- rezistenţa la tracţiune

- rezistenţa la încovoiere

- rezistenţa la rasucire

- rezistenţa la forfecare

Solicitări:

- tracţiune

- încovoiere

- răsucire

- forfecare

Piuliţa ca element component al cuplei de frecare şurub-piuliţă din mecanismul cu şurub, este

indicat a fi astfel construită încît uzura să fie concentrată asupra ei. Astfel se recomandă ca materialul

ales pentru piuliţă să aibă modulul de elsticitate mai mic decît cel al materialului şurubului, ceea ce are

ca efect uniformitatea repartizării sarcinii pe spire, îmbunătăţirea comportării la oboseală şi ca urmare

creşterea duratei de funcţionare.

Alegerea materialului pentru piuliţă ca element al cuplei de frecare şurub- piuliţă se va face în aşa

fel încît să se limiteze presiunea de contact dintre spirele piuliţei şi ale şurubului la valori reduse

evitîndu-se astfel uzura prematură. Plecînd de la faptul că nu este indicat să se utilizeze acelaşi material

pentru piuliţă ca şi pentru şurubul de forţă vom utiliza cupluri de materiale care au o comportare buna

din punct de vedere al rezistentei la uzură, ca de exemplu: oţel pe fontă, oţel pe bronz moale, oţel pe

fontă antifricţiune.

Vom opta pentru CuSn12.

Caracteristici la CuSn12:

- tracţiune

- încovoiere

7

8

- răsucire

- compresiune

Caracteristicile mecanice:

- rezistenţa minimă la tracţiune

- duritate HB

- alungirea la rupere

Calculul diametrului mediu al filetului la şurubul principal

Din STAS 2234/1-75 alegem filetul: Tr 24 x 5 cu:

9

8

Alegerea numarului de începuturi

La presele manuale (cu piulita fixa sau cu piulita rotiroare) nu se impune conditia de autofrinare.

Alegem n = 2.

Verificarea autofrînării

- se verifica cu relatia

-

-

- unde ,

Astefel sa verificat ca nu se impune conditia autofrinarii la presele normale.

Calculul numărului de spire în contact

spire in contact

Calculul lungimii filetului piuliţei

Calculul lungimii filetului şurubului

Proiectarea extremităţilor surubului principal

La proiectarea extremităţilor trebuie să se ţină cont de faptul că dimensiunile radiale ale unei

extremităţi să se înscrie în cercuri cu diametrele mai mici decît diametrul interior al filetului. În caz

contrar şurubul nu poate fi introdus în piuliţă.

Proiectarea extremitatii inferioare se realizeaza astfel se alege rulmentul de presiune astfel incit capacitatea lui statica Co sa fie iar din STAS rezulta dimensiunile rulmentului. RUL1

10

9

Determinarea extremitatii inferioare

Stift filetat cu crestatura cu cap tesit conform STAS 4770-70 ce fixeaza berbecul de surubul de

forta.

M6 cu d=6mm; t=2.9mm; n=1; l=5-30mm;

Degajarea filetului şurubului principal

Se alege degajarea din STASpt. filete trapezoidale sifierastrau

f1=10[mm]f2=15[mm]r=1,6[mm]

Pana paralelă cu găuri de fixare de forma AS cu ambele capete rotunde:

b =8 mm; h = 7 mm; l = 143 mm ; t1=5,4mm; t2=1,7mm.

Şuruburile de fixare: M3

11

l2 = 6,5 mm

c = 0,3 mm10

d = 3 mm

d2 = 6 mm

d1 = 3,4 mm

h1 = 2,4 mm

Pana se verifică la presiune de contact şi forfecare:

presiune de contact:

N/mm2

qa =7..13 pentru suprafeţe mobile

forfecare:

N/mm2

Materialul din care este confecţionată pana este OL 60.

12

Verificarea tijei şurubului la solicitări compuse

11

Se vor stabili secţiunile solicitate atît la compresiune cît şi la răsucire.

ef

ort unitar la compresiune

efort unitar la rasucire

Verificarea spirelor surubului

a) La spirele şurubului

- la stivire

- la încovoiere

h = 0,634 p=3.17

- la forfecare

13

12

Dimensionarea piuliţei

Piuliţele se dimensionează în următoarele etape:

a) filetul pentru piuliţa de fixare a roţii de manevră:

în formula anterioara coeficient de

rasucire. Se va alege următorul filet M 45x1,5.

b) diametrul porţiunii de calare:

14

13

c) diametrul exterior De al corpului piuliţei:

Din motive constructive luam

d) diametrul porţiunii de montare a rulmentului:

Din STAS 3921-86 se alege rulmentul axial 51112.Cu urmatoarele dimensiuni:

; ; T=14mm

e) diametrul gulerului piuliţei:

unde sunt: diametrul mediu al rulmentului şi respectiv diametrul mare al

rulmentului. Vom opta pentru .

15

14

f) grosimea gulerului:

Alegerea si verificarea penei paralele 16x10x45

Se alege o pană paralelă din STAS 1004-81 OL60b=16[mm]

h=10[mm]

l=45[mm]

t1=6[mm]

t2=4,3[mm]

Piuliţa crenenlată

Dimensionarea piuliţei pentru rulment(STAS 5816-91) OL50

16

15

KME 9

M45x1,5

D=65[mm]

D1=56[mm]

B=12[mm]

s=6[mm]

t=2,5[mm]

Lumgimea filetului piuliţei crenelate=B+g+(1,5…2)p=16,25[mm]

Şaiba de siguranţă

Se alege din STAS 5815-91 OL42

d=45[mm]

D=69[mm]

h=41.4[mm]

E= 6[mm]

g=1,8[mm]

Număr de dinţi=13

Piuliţa KME 9

17

16

a) la corp avem:

zona 1- Compusa

- încovoiere

- forfecare

17

18

zona 3-Compusă

- încovoiere

- forfecare

b) la guler avem:

- încovoiere

- forfecare

19

18

Calculul mecanismului de actionare

Pentru acţionarea preselor cu piuliţă rotitoare vom utiliza manivela montata pe

piulita rotitoare efectuand miscarea de rotatie transmisa piulitei prin intermediul unei

pene paralele. Lungimea manivelei se determină în funcţie de momentul de torsiune total

care să fie realizat de către muncitor pentru acţionarea presei.Mecanismul fiind construit

din OL50.

20

19

Unde: - numărul de muncitori care acţionează;

- coeficentul de nesimultanietate;

- forţa cu care acţionează un muncitor;

Se va calcula în continuare diametrul manivelei:

Constructive luam d=14mm diametrul manerlui;

Fm=300mm forta medie a unui muncitor.

Lungimea manerului L=194 mm L0=51 mm

Maner Sferic Stas 1130-50

D=30 mm

d=M8

h=28 mm

l=20 mm

20

21

Şuruburile de fixare a capacului (şurub cu cap cilindric crestat STAS 3954-69) OL50

Găurile de trecere sunt 11 conform STAS 3336-81.Dimensiunile şurubului sunt:

p = 1 [mm]

D = 16 [mm]

k = 6 [mm] l = 120 [mm]

n = 2 .5[mm] lf = 40 [mm]

t =2,4 [mm]

Piuliţa hexagonală Stas 4071-89 Material OL 50 M10 x 1: S =17[mm] D = 18.9[mm]

m = 15[mm]

21

22

Din STAS 1388 – 72 pentru surubul M10 se alege saiba plata de siguranta cu urmatoarele dimensiuni:D=21 mm d=12 mms=2 mmPentru fixarea împotriva ieşirii butucului de pe piuliţă se asigură cu o piuliţă crenelată pentru

rulmenţi care se asigură prin intermediul unor şaibe

22

S-a optat pentru un corp de presă turnat cu următoarele dimensiuni:

D5 = Dr + (2..5) [mm]

Unde Dr diametrul exterior al şaibei de carcasă a rulmentului axial:

D5 = 85+5=90[mm]

D6 – se alege conform STAS 3336-81 corespunzător diametrelor şuruburilor M10:

D6 = 11 [mm]

D7 – distanţa axială dintre două găuri de fixare a capacului:

D7 = D5 + D6 + (10..15) [mm]

D7 = 90+11+13=114 [mm]

D8 = D7 + D6 + (10..20) [mm]

D8 = 114+11+15=140 [mm]

D9 = d+ (2..5) [mm]

Dp – diametrul capului de presare:

D9 = 24+4[mm]

c1 = 40 [mm]

c2 = c1= 35 [mm]

l1 = 4 [mm]

l2 = 5 [mm]

L1 = 350[mm]

L2 = 320[mm]

H1 = 47[mm]

23

23

H2 = T+hg+(7…..12)=14+22+1=37[mm]

H3 = 107[mm]

Se alege un profil T turnat cu următoarele dimensiuni:

a1 = 25 [mm]

a2 =18[mm]

b1 = 86mm]

b2 =140[m]

A= b2 a1 +( b1 – a1) a2 =3500+1098=4598[mm2]

Iz =3265000[mm4]

Se aleg suruburi pentru fundatie M10, STAS-5144-80.

Calculul de verificare pentru profilul T

Calculul simplificat de verificare se face în secţiunea A – A la întindere excentrică. Efortul unitar

maxim este în punctul 1.

24

24

[N/mm2]

[N/mm2]

[N/mm2]

[N/mm2]

Canalele T le-am luat conform STAS 1385-70

a=14

H8→ +0.033; b→23-25

H12→ +0.21; c→9-11

H16→ +1.3; h→23-28

25

25

BIBLIOGRAFIE

1, A. ANTAL , D. MATIESAN , I.OLTEANU, F.SUCALA, O.BELCIN –“ Elemente de proiectare a mecanismelor cu surub si piulita “ Lito., IPC – N, 1985 ;

2. Alexandru Chşiu, Dorina Matieşan, Teodor Mădărăşan, Dumitru PopOrgane de masini, editura Didactica şi Pedagogica-1981;

3.*** Culegere de STAS-uri, Organe de maşini, volumul I,II.;

4. MATIESAN, D. POP , A. CHISIU, T. MADARASAN –“ Organe de masini “ Bucuresti, Ed.didactica si pedagogica, 1981;

6. Gheorghe Buzdugan - Rezistenţa materialelor;

7. G. Hulpe – Desen industrial;

26

Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaFacultatea de MecanicaDisciplina: Organe de Masini

26

PRESA CU PIULITA ROTITOARE

Forta maxima = 15500 N Cursa maxima: 130 mm

Harda Nicolae Adrian2010-2011 Anul II, Grupa 2423/2

27