Proiect - Proiectarea unui cric cu surub

1.1. Tema proiectului

1.2. Memoriul de prezentare

1.3. Memoriul justificativ de calcul

1.3.1.   Surubul

1.3.2.   Carcasa

1.3.3.   Piulita

1.3.4.   Bucsa B1

1.3.5.   Manivela

1.3.6.   Bucsa B2

1.3.7.   Limitator de cursa

1.3.8.   Piese auxiliare

1.1.Tema proiectului

Proiectarea unui cric cu surub cu urmatoarele caracteristici tehnice:

sarcina de ridicare: Q=199880 N;

cursa cricului:         l= 280 mm;

coeficientul de siguranta: c_a= 2,5

1.2.Memoriul de prezentare

Aceasta piesa scrisa a proiectului se intocmeste dupa cum urmeaza:

descriere constructiva;

descriere functionala;

comparatie cu alte solutii similare din punctele de vedere constructiv, functional, tehnologic, de exploatare si de pret de cost orientativ;

justificarea solutiilor adoptate;

solutii constructive;

solutii tehnologice;

precizia de executie;

indicatii de montaj, transport, exploatare, intretinere;

prescriptii N.T.S.

1.3. Memoriul justificativ de calcul

Fazele algoritmului de dimensionare a cricului se expun grupate pe piesele principale: surubul S, piulita P, carcasa C, manivela M si bucsele B1 si B2.

1.3.1.     Surubul

1)     Surubul se executa din otel, se propune o ordine de referinta pentru materialul surubului, conform tabelului 1.

Dimensionarea surubului se face din conditia de rezistenta la flambaj, conform schemei conventionale de calcul si se verifica la efort compus (compresiune si torsiune).

2)     Calculul momentului de inertie necesar, cu relatia lui Euler:

I_min= = 69235 mm⁴

3)     Calculul diametrului necesar la fundul filetului:

(d₁)_min== 37,45 mm

4)     Se adopta filetul prin aproximarea in plus a diametrului d₁=37 mm.

5)     Se precizeaza numeric sirul cotelor filetului adoptat:

- filet trapezoidal cu pas normal: d=D=37 mm, d₂=D₂=33,75 mm, d₃= 30,794 mm, D₁=31,5 mm, p=3 mm.

6)     Punand conditia de verificare a coeficientului de zveltete, rezulta pentru diametrul mediu:

d₂0,083 x l           - verifica

7)     Calculul momentului de torsiune:

8)     Se verifica daca momentul exterior produs cu manivela M indeplineste conditia:

Conditia este verificata:

9)     Calculul efortului unitar echivalent ce solicita materialul surubului.

10)  Este verificata conditia de rezistenta a surubului la efort compus:

         Materialul pentru surubul S este: 40Cr10

1.3.2.     Carcasa

11)  Alegerea materialului. Se propun materialele trecute in tabelul 1; se incepe cu otelul 12MoCr50

Dimensionarea carcasei se face de asemenea din conditia de rezistenta la flambaj; momentul de inertie minim trebuie sa fie acelasi ca la surub. Se va face si o verificare la efort compus (compresiune si torsiune).

12)  Calculul diametrului interior minim:

(d₃)_min=D+8 = 36.5+8=44.5 mm,

Unde D este diametrul nominal al filetului piulitei P, adoptat la pct.5.

13)  Calculul diametrului exterior minim:

14)  Se adopta teava pentru carcasa din STAS 530/2-80, prin aproximarea in plus a diametrului exterior (d₄)_min si a diametrului interior (d₃)_min care se compara cu:

, unde g este grosimea peretelui tevii.

15)  Se verifica conditia:

Conditia este verificata.

16)  Calculul efortului unitar echivalent ce solicita materialul carcasei:

17)  Conditia este verificata conditia de rezistenta a carcasei la efort compus:

1.3.3.     Piulita

18)  Alegerea materialului

Se adopta materialul CuPb15Sn8

19)  Se calculeaza inaltimea piulitei din conditia de rezistenta la strivire a spirelor filetului:

20)  Este verificata conditia:

21)  Sunt verificate si conditiile:

22)  Se verifica ajustajul surub - piulita, notat Ajs. Conform SR ISO 2903 - pentru filete trapezoidale, aceste filete se executa cu ajustaj cu joc, ce rezulta prin alegerea clasei de precizie la surub si piulita.

Se propune pentru filetul trapezoidal clasa de precizie mijlocie 'm' si la surub si la piulita, notarea pe desn a ajustajului se face indicand numai clasa de precizie a surubului.

23)  Se adopta ajustajul Ajs2 intre piulita si carcasa pe cota (d₃+1); se propune ajustajul alunecator H8/h7; abaterile campurilor de toleranta corespunzatoare acestui ajustaj sunt date in μm, in tabelul 2.

24)  Calculul grosimii h₁ a gulerului piulitei, din conditia de rezistenta la forfecare pe zona 'z1':

25)  Este verificata conditia:

h₁≤0,6h; 49≤59,4

26)  Calculul diametrului exterior al piulitei d₅', din conditia de rezistenta la strivire pe zonele (z2+z3):

In aceasta relatie s-au neglijat marimile gaurilor celor 6 suruburi M6 si safrenul carcasei la interior; aceste aprozimari sunt compensate prin coeficientul de siguranta.

27)  Se adopta cota g₁:

28)  Este verificata conditia:

  

29)  Se adopta diametrul suruburilor de fixare:

d₁₉=6 mm

30)  Se verifica cele 6 suruburi d₁₉ la solicitarea la forfecare provocata de momentul de frecare in filet M_f - calculat la punctul 7, la preluarea momentului M_f participa si momentul de frecare pe suprafetele (z2+z3), notate M_z23:

 

31)  Se adopta diametrul gaurilor pentru suruburi:

d_g=6,5mm

1.3.4.     Bucsa B1

32)  Pentru aceasta piesa se alege materialul 40Cr10

33)  Se adopta ajustajul intre bucsa B1 si carcasa C, pe cota nominala d₄, notat (Ajs3).

Se propune ajustajul alunecator H8/h7, cu abaterile din tabelul 2.

34)  Se adopta inaltimea bucsei h₂:

h₂=0,6h=60 mm

35)  Se adopta adancimea gaurii filetate:

h_f=0,5h₂=30 mm

36)  Se verifica imbinarea sudata intre bucsa B1 si carcasa C.

Solicitarea exterioara pe imbinarea sudata este fortata de forfecare ce rezulta din presiunea normala pe suprafata 'z3':

   unde

2,6 ≥ 2,5

Grosimea cordonului de sudare este a= 6 mm, lungimea cordonului sudat este L_s=16 cm

1.3.5.     Manivela

37)  Se alege materialul 40Cr10 si are lungimea L_m=1130 mm.

38)  Diametrul d_m se calculeaza din conditia de rezistenta la incovoiere, considerand manivela ca o grinda incastrata in surub.

39)  Este verificata conditia:

40)  Este verificata si conditia:

In urma operatiilor efectuate pana aici s-au precizat definitv variantele de filet, ajustajele P-S, P-C, C-B1, sirul cotelor filetelor, dimensiunile diametrale ale carcasei d₃ si d₄, cotele piulitei h, h₁, d₅', cotele bucsei B1, h₂ si g₁, cotele manivelei L_m si d_m.

1.3.6.     Bucsa B2 - varianta A

41)  Pentru aceasta piesa se alege materialul OL37

42)  Se adopta ajustajul (Ajs4) intre carcasa si bucsa B2, pe cota (d4-1); se propune ajustajul cu strangere, H8/s7; abaterile campurilor de toleranta corespunzatoare acestui ajustaj sunt date, in μm, in tabelul 2.

S-a prevazut un adaos de strunjire al carcasei de 0,5 mm, pe raza, in zona de contact cu bucsa, pentru realizarea unei imbinari presate C-B2.

43)  Calculul strangerii maxime Smax si a strangerii minime Smin - modificata prin reducerea campului de toleranta 1/3 spre partea buna - pentru ajustajul (Ajs4) ales.

44)  Se adopta diametrul bucsei B2:

45)  Se verifica rezistenta carcasei si a bucsei B2 la solicitarea produsa in material de ajustajul (Ajs4) de pe zona 'z4'.

Efortul unitar maxim pentru carcasa, respectiv bucsa B2 este:

unde:

46)  Este verificata conditia pentru carcasa:

Este verificata si conditia pentru bucsa B2:

47)  Se calculeaza inaltimea h₄, din conditia stabilitatii la rotire pe zona 'z4', sub actiunea momentului de frecare in filet M_r.

unde:

h₄=109 mm

48)  Este verificata conditia:

1.3.7.     Limitator de cursa - varianta A

Ca limitator de cursa la cricul tip A se utilizeaza o saiba d₁₂xa₇, din OL37.

49)  Calculul diametrului d₁₂:

50)  Se adopta celelalte dimensiui constructive si de montaj ale limitatorului de cursa:

d₁₈=4; d₁₃=8; a₅=5,5; a₆=0,8; a₇=4; a₈=10; t=8,4 mm

1.3.8.     Piese auxiliare

51)  Celelalte dimensiuni ale cricului se adopta constructiv din tabelul 3.

52)  Surubul d₁₆ se adopta cu valorile extrase din STAS, in functie de marimea diametrului d₁₆=6 mm.

Lungimea l₁₆ se determina cu relatia:

53)  Surubul d₁₉ se adopta in functie de diametrul determinat anterior.

d₁₉=6 mm

54)  Stiftul conic d₁₀ = 61 mm are rol de limitator de cursa al surubului, se adopta conform STAS, iar lungimea l₁₀ = 42 mm.

Tabelul 1

Tabelul 2

Tabelul 3