CRIC CU PIRGHII CU DOUA PIULITE - ORGANE DE MASINI

UNIVERSITATEA "TRANSILVANIA" DIN BRASOV

FACULTATEA DE INGINERIE MECANICA CATEDRA DESIGN DE PRODUS SI ROBOTI INDUSTRIALI

DISCIPLINA ORGANE DE MASINI

PROIECT NR. 1

CRIC CU PIRGHII CU DOUA PIULITE

1.STABILIREA SARCINILOR CARE INCARCA ELEMENTELE CRICULUI

Fig.1

2.CALCULUL SURUBULUI

Alegerea materialului

OLC 45 STAS 500/2

2.2 CALCUL DE PREDIMENSIONARE

Fig.2

Sarcina care incarca surubul F,N

F=Q*ctgamin=9500*1,73=16435 N

amin=

Sarcina de calcul Fc,N

Fc=b*F=1,25*16435=20543 N

b

Diametrul interior al filetului

mm

MPa

2.2.4 Alegerea filetului standardizat

Se allege filet trapezoidal standardizat Tr 20x4 cu principalele dimensiuni prezentate in tabelul 2.1 si figura 2.1

Tabelul 2.1

Fig. 2.1

2.3 VERIFICAREA CONDITIEI DE AUTOFRINARE

2.3.1 Unghiul de inclinare al spirei filetate

2.3.2 Unghiul aparent de frecare

m=0,11.0,12 pentru otel

2.3.3 Conditia de autofrinare

2.4 VERIFICAREA LA SOLICITARI COMPUSE

2.4.1 Momentul de torsiune care solicita surubul Mt, Nmm

2.4.2 Tensiunea efectiva de tractiune , MPa

MPa

2.4.3 Tensiunea efectiva de torsiune, , MPa

MPa

2.4.4 Tensiunea echivalenta , MPa

MPa

MPa

Mpa

3. CALCULUL PIULITEI

3.1 Alegerea materialului

OLC45

3.2 Calculul numarului de spire

3.2.1 Numarul de spire z

spire

MPa-pentru otel/otel , numar intreg

Se adopta z=9

Fig.3

3.2.2 Lungimea piulitei Hp, mm

Hp=z*p=9*5=45 mm

3.3 Verificarea spirei

3.3.1 Verificarea la incovoiere

MPa

Mpa

h=0,634*p=0,634*5=3.17 mm

Fig.3.1

3.3.2 Verificarea la forfecare

MPa

MPa

MPa

Fig.3.2

3.4 Verificarea piulitei la solicitari compuse

3.4.1 Latura sectiunii transversale a piulitei

Fig.3.3

3.4.2 Tensiunea efectiva de compresiune , MPa

Mpa

Tensiunea efectiva de torsiune ,Mpa

MPa

3.4.4 Tensiunea echivalenta

4.CALCULUL PARGHIILOR SI A BOLTURILOR

DIN ARTICULATII

4.1 Alegerea materialului

OL42 pentru parghii,OL 50 pentru bolturi STAS 500/2

4.2 Determinarea si verificarea dimensiunilor pirghiilor si a bolturilor

4.2.1 Forta care solicita parghia R,N

N

4.2.2 Lungimea parghiei l,mm

mm

H=135 mm    ,

Fig.4

4.2.3. Diametrul boltului db,mm

=(0,5.0,7)d=0,7*22=15.4 mm     d_b STAS=14mm

d=22 mm [tab.2.1]

4.2.4 Verificarea boltului la fofecare

Fig.4.1

4.2.5 Grosimea parghiei b,mm

mm

Se adopta b=6 mm

MPa

4.2.6 Latimea parghiei a,mm

a=(4.5)b=5*6=30 mm

4.2.7 Tensiunea efectiva de compresiune ,Mpa

4.3 Verificarea pirghiei la flambaj

4.3.1 Coeficientul la zveltete

4.3.2 Domeniul de flambaj

flambaj elastic

flambaj plastic

=105-pentru OL37

=89-pentru OL50

4.3.3 Coeficientul de siguranta    la flambaj c

Flambaj elastic

- coeficientul de siguranta admisibil

5.ALEGEREA SI VERIFICAREA DIMENSIUNILOR

SUPORTULUI DE SUSTINERE A CUPEI SI A PLACII DE BAZA

5.1 Alegerea materialului

OT 50

5.2 Alegerea dimensiunilor suportului de sustinere a cupei, mm

mm

mm

-lungimea activa a boltului

mm

Fig.5

m=1,00 mm sau 1,25 mm-modulul danturii

Se adopta m=1,00 mm

z-numar intreg

mm

mm

5.3 Alegerea dimensiunilor placii de baza ,mm

este lungimea activa a boltului

Dt sau Lt se alege constructive

Dt(Lt)= 200 mm

Do=(0.6.0.8)Dt=0.6*200=120 mm

Fig.5.1

5.4 Verificarea suprafetei de sprijin la strivire ,Mpa

Fig.5.2

6 ALEGEREA SI VERIFICAREA CUPEI

6.1 Alegerea materialului

OL 50

6.2 Alegerea dimensiunilor cupei,mm

Se adopta =59 mm

g =8 mm

e = (2.3)*g= 2*8=16 mm

Fig.6

Verificarea la compresiune excentrica ,Mpa

6.4 Verificarea la forfecare ,Mpa

7 CALCULUL RANDAMENTULUI

MECANISMUL DE ACTIONARE CU CLICHET ORIZONTAL

1 SCHITA MECANISMULUI

Fig 7

2 CALCULUL LUNGIMII MANIVELEI

2.1 Momentul incovoietor total M_it ,Nmm

Mit=Mm=2*Mins=2*32048.2=64096.4 Nmm

2.2 Forta cu care actioneaza un muncitor Fm,N

Fm=150.300 N Fm=150N

2.3 Lungimea de calcul a manivelei Lc,mm

Lc= mm

n=2-numarul de muncitori

K-coeficientul de nesimultaneitate a actiunii muncitorilor

K=0.8, pentru n=2

2.4 Lungimea manivelei L,mm

L=Lc+=267+100=367 mm

-lungimea suplimentara pentru prinderea cu mana a manivelei

3. CALCULUL PRELUNGITORULUI

3.1 Lungimea prelungitorului

• Pentru L<200.300 mm, l=50..80 mm

Se adopta l=70 mm

Lm=(0.3..0.4)L

Lm=0.3*367=110.1 mm

Lp=367-110+70=327mm, nu trebuie prelungitor

4.CALCULUL ROTII DE CLICHET

4.1 Alegerea materialului

OL 50

4.2 Alegerea dimensiunilor

4.2.1 Dimensiunile rotii

Dm=(1,6.1,8)d=1,6*22=35.2 mm

d-diametrul exterior al filetului surubului pe care se monteaza roata de clichet

z=8,10 sau 12- numarul de dinti

Se adopta z=10

mm

Fig 8

Se adopta b=5 mm

h=(0,6.0,8)b=0,6*5=3 mm

Di=Dm-h=35.2-3=32.2 mm

De=Dm+h=35.2+3=38.2 mm

a0,7d=0,7*22=15.4 mm

a=15.4mm ~15mm

4.3 Verificarea rotii de clichet la solicitari

4.3.1 Verificarea dintelui la incovoiere ,Mpa

MPa

=119,2

=100.120 MPa

N

Mit-vezi pct. 2

=6.10 mm-grosimea dintelui rotii de clichet

Se adopta =10 mm

4.3.2 Verificarea dintelui la forfecare ,Mpa

MPa

=80..100 MPa

4.3.3 Verificarea suprafetei de contact a dintelui la strivire ,Mpa

MPa

=100.120 MPa

4.3.4 Verificarea asamblarii pe contur poligonal la strivire ,Mpa

Mpa

n=4-pentru asamblare pecontur patrat

m

=100.120 MPa

d-vezi pct.4.3.1

Fig 9

5.CALCULUL CLICHETULUI

5.1 Alegerea materialului

OL 60

5.2. Alegerea dimensiunilor clichetului, mm

=(0,85.1,0)Dm=1*35.2=35.2 mm

a g+()=

=6.12 mm (vezi anexa 46 sau 45)

Se adopta =10 mm

R==10 mm

m=(1,75.2,25) =20 mm

z=10

Fig 10

5.3 Verificarea clichetului la compresiune excentrica

Mpa

=100.120 MPa

6.CALCULUL MANIVELEI PROPRIU-ZISA

6.1 Alegerea materialului

OT 45

6.2Alegerea dimensiunilor manivelei propriu-zisa, mm

mm

-vezi pct.4.3

D=f+2*1+4=16+6=22 mm

~D

6.3 Verificarea manivelei la solicitari

6.3.1 Tensiunea de incovoiere din sectiunea C-C, ,Mpa

MPa

=100.120 MPa

6.3.2 Tensiunea de incovoiere din sectiunea B-B, ,Mpa

MPa

=100.120 MPa

7.CALCULUL BOLTULUI CLICHETULUI

7.1 Alegerea materialului

OL 50

7.2 Verificarea boltului la solicitari

7.2.1 Verificarea boltului la forfecare, ,Mpa

MPa

=60.80 MPa

Fig 11

7.2.2 Verificarea boltului la strivire, ,Mpa

MPa

-vezi pct. 4.3

=60.80 MPa

7.2.3 Verificarea    boltului la incovoiere, ,Mpa

MPa

=100.120 MPa

8.CALCULUL ARCULUI CILINDRIC ELICOIDAL DE COMPRESIUNE CARE MENTINE CLICHETUL ORIZONTAL IN CONTACT CU DINTELE ROTII DE CLICHET

8.1 Indicele arcului

i= (se recomanda i=8.10)

Se adopta i=8

8.2 Coeficientul de forma

K=1,2 pentru i=8

8.3 Diametrul spirei,d,mm

Se recomanda d=0,8.1,5 mm

Se adopta d=1 mm

8.4 Diametrul mediu de infasurare Dm,mm

Dm=i*d=8*1=8 mm

8.5 Forta de montaj F1,N

=4.6 N

Se adopta =5 N

8.6 Numarul de spire active

n=4.6

Se adopta n=5

8.7 Numarul total de spire

=6,5 spire

=1,5- numarul spirelor de capat

8.8 Sageata de montaj

mm

G= MPa

8.9 Sageata maxima ,mm

S- curba de lucru a spirei

S=2 mm

8.10 Forta maxima de exploatare Fmax,N

8.11 Tensiunea de torsiune ,Mpa

=650 MPa

8.12 Rigiditatea arcului c, Mpa

8.13 Lungimea arcului blocat Hb,mm

8.14 Pasul arcului solicitat t,mm

D 0.1*d -jocul dintre spirele arcului solicitat de F

D

Se adopta D = 0,1

8.15 Lungimea arcului nesolicitat H0,mm

Ho=Hb+n*(t-d)= 6.5+5*(1,74-1)= 10.2mm

8.16 Lungimea arcului corespunzatoare fortei de montaj H1 ,mm

H=Ho-=10.2-1.2=9mm

8.17 Lungimea arcului corespunzatoare fortei maxime de exploatare Hm,mm

Hm= Ho-= 10.2-3,2=7 mm

8.18 Forta corespunzatoare arcului blocat (spira pe spira),Fb,N

Fb= F

8.19 Diametrul exterior D,mm

D=Dm+d=8+1=9mm

8.20 Diametrul interior D1,mm

D1=Dm-d= 8-1=7 mm

8.21 Unghiul de inclinare al spirei arcului nesolicitat ,grade

8.22 Lungimea semifabricatului

Fig 12

9.MEMORIU JUSTIFICATIV CU PRIVIRE LA ALEGEREA MATERIALELOR, SEMIFABRICATELOR SI A SOLUTIILOR CONSTRUCTIVE PENTRU PRINCIPALELE PIESE DIN COMPONENTA MECANISMULUI

Cricul este un mecanism utilizat pentru ridicarea diverselor sarcini, in special pentru interventii si reparatii auto, care are in componenta sa un mecanism surub - piulita.

Avand in vedere ca sarcina de ridicat este aplicata static pentru mecanismul surub - piulita se alege filet trapezoidal care desi are un randament mai scazut decat cel patrat, prezinta o rigiditate mai buna si asigura in acelasi timp o buna centrare a piulitei pe surub. De asemenea acest tip de filet permite transmiterea sarcinii in ambele sensuri si prezinta avantajul ca poate fi executat si prin frezare cu productivitate ridicata.

La alegerea materialelor s-a tinut seama de faptul ca actionarea se face manual iar cricul are un timp relativ redus de functionare dar si de faptul ca mecanusmul surub - piulita este cea mai solicitata componenta a cricului. Din aceste motive s-a optat pntru confectionarea mecanismului surub - piulita si a majoritatii pieselor componente sin otel laminat marca OL50 STAS 500/2 - 80. Otelul OL50 permite o buna prelucrare prin aschiere si nu mai este necesar a se elabora tratamente termice pentru a-i imbunatatii proprietatiile mecanice. Tabla laminata din OL50 din care s-au executat parghiile are o rezistenta sporita la flambaj datorita orientarii grauntiilor in aceeasi directie - dupa axa parghiei - in urma laminarii. Pentru placa de baza a cricului s-a optat pentu alegerea marcii de otel turnat OT50 STAS 600 - 80 deoarece aceasta nu mai necesita prelucrari ulterioare prin aschiere. Pentru arcul mecanismului de actionare a-a alea otel de arc marca OLC55A, otel care confera arcului proprietatii medii.

La alegerea materialelor s-a avut in vedere si costul materialelor alese urmarindu-se obtinerea unor produse de calitate superioara la un cost de fabricatie cat mai redus.

NORME DE TEHNICA SECURITATII MUNCII

Cricul cu parghii cu doua piulita se inscrie in categoria mecanismelor de ridicat, din care cauza trebuiesc asigurate o serie de instructiuni si masuri de prevenire si evitare a accidentelor de munca.

Ca orice mecanism de ridicare cricul cu parghii trebuie sa asigure conditia de autofranare adica atunci cand se inceteaza actionarea cricul sa nu coboare sub actiunea sarcinii de ridicat. Conditia de autofranare este asigurata de mecanismul surub - piulita.

Utilzatorii acestui mecanism de ridicare vor fi instruiti asupra modului de lucru corect. Se reconanda:

Cricul se va folosi numai pentru actionare manuala;

Nu se vor ridica sarcini mai mari de 9500N. In acest sens se va marca la loc vizibil sarcina maxima de ridicare;

Sarcina de ridicat nu trebuie sa permita deplasarea in plan orizontal pentru a evita rasturnarea cricului. De asemenea este interzisa ridicarea sarcinilor ancorate pe sol pentru a nu supraincarca cricul;

Nu se va aseza cricul direct pe sol deoarece nu se cunoaste rezistenta acestuia. In acest sens se va introduce sub cric o placa dintr-un material suficient de tare si care sa nu permita alunecarea cricului in plan orizontal;

Verificarea starii tehnice de buna functionare a cricului inainte de utilizare;

Nu se vor lasa sarcini nesupravegheate pe cric;

Depozitarea cricului se va face astfel incat sa fie evitata deformarea subansamblelor si in locuri uscate pentru a nu favoriza oxidarea mecanismului surub - piulita ceea ce va ingreuna actionarea cricului prin aparitia unor forte de frecare suplimentare;

Se vor verifica periodic:

Bolturile sa fie asigurate cu inele elastice de siguranta;

Parghiile sa nu fie deformate;

Cupa sa fie bine fixata in suport;

Mecanismul surub - piulita sa nu prezinte uzura avansata si sa fie in permanenta gresat pentru a reduce fortele de frecare si uzura imatura;

Se verifica daca nu exista fisuri ale diferitelor subansamble;

BIBLIOGRAFIE

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

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

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

GAFITANU, M. s.a. Organe de masini, vol. I. Bucuresti, Editura Tehnica, 1981

JULA, A. s.a. Organe de masini, Indrumar pentru proiectul de an nr. 1, Universitatea din Brasov, 1986.

JULA, A. s.a. Organe de masini, vol. I. Universitatea din Brasov, 1986

MOLDOVEAN, GH. s.a. Calculul si proiectarea formei arborilor drepti. Brasov, Editura Lux Libris, 1998

Culegere de norme si extrase din standarde pentru proiectarea elementelor componente ale masinilor, vol. I si II. Universitatea din Brasov, 1984