OM Presa Cu Piulita Rotitoare [PDF]

Zitiervorschau

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 1

Presă cu piuliţă rotitoare Date principale: - sarcina maximă de lucru: F=25725 [N] - cursa maximă: h=225 [mm]

Student:

Kocsis Andor, grupa 1124/1, anul II

Îndrumător: Dr.ing. Gheorghe Kerekes

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 2

Cuprins Captolul 1. Memoriu Tehnic 1 Justificarea si descrierea solutiei alese 2 Alegerea materialelor 3 Indici de exploatare, reglaj si intretinere 4 Tolerante, rugozitati si conditii tehnice impuse 5 Solutii constructive 5.1 Presa cu piulita rotitoare 5.2 Presa cu piulita rotitoare din profil laminat 5.3 Presa cu piulita rotitoare 6 Norme de protectie a muncii si justificarea alezajelor

Capitolul 2. Memoriul justificativ de calcul. 2.1 Schema cinematică. Diagrama de eforturi 2.2 Predimensionarea surubului 2.2.1 Alegerea profilului filetului 2.2.2 Alegerea materialului pentru surub si piulită 2.2.3 Calculul diametrului mediu al filetului 2.2.4 Alegerea numărului de începuturi 2.2.5Determinarea numărului de spire în contact 2.2.6 Determinarea lungimii filetului surubului 2.2.7 Determinarea lungimii filetului piulitei 2.3 Verificarea Surubului 2.3.1 Verificarea surubului la solicitări compuse 2.3.2 Verificarea spirelor surubului 2.3.3 Verificarea spirelor surubului 2.4 Dimensionarea Piulitei 2.5 Calculul manivelei 2.6 Dimensionarea corpului piulitei 2.7 Verificarea piulitei

Capitolul 3 .Bibliografie

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 3

1.MEMORIU TEHNIC Prezentul proiect are ca scop proictarea unei prese cu piulita rotitoare. Presele cu surub cu actionare manuala se utilizeaza in constructia de masini, in ateliere, mecanice pentru indoirea si ambutisarea unor pise de dimensiuni reduise in numar mic.De asemenea presele se mai folosesc la presarea unor ajustaje si la operatia tehnologica de matritare. Presele cu actionare manuala cu surub de forta au urmatorul principiu de functionare: -asupra manivelei se actioneaza cu o forta (Fm) care roteste surubul de forta prin intermediul portiunii de calare pe care se imbina surubul cu manivela; -surubul de forta transmite traversei mobile o sarcina cu care actioneaza asupra pieselor de prelucrat; Cupla de rotatie surub-piulita transforma miscarea de rotatie in miscare de translatie, astfel surubul executa o miscare de rototranslatie. O gama larga de utilizare a preserlor in costructia de masini se datoreaza avantajelor pe care le rezinta: -construtie simpla -tehnologie de constructie usor reaalizabila -utilizarea materialelor ieftine -pret de cost redus posibilitatea de transmitere a unor sarcini axiale mari utilizind forte de actionare mici -realizeaza un raport mare de transmitere, care duce la viteze mici -functionare buna fara zgomot -gabarit redus si compactitaea costructiei Pe linga aceste avantaje enumerate mai sus presele au si unele neajunsuri -necunoasterea exacta a fortelor de presare -existenta unei frecari destul de mari intre spirele filetului surubului si a piulitei care canduce la uzura pieselor -randament scazut -lipsa autocentrarii

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 4

1.Justificarea si descrierea solutiei alese Dispozitivul are dimensiuni relativ mici care au rezultat in urma calculului de proiectare, care la randul lui a fost impus de tema de proiectare. Deci dispozitivul va fi utilizat pentru o gama de dimensiuni nu prea mare. Falca dispozivului se misca in plan vertical, surubul principal este dispus in plan orizontal , iar mecanismul de actionare se misca in plan vertical. Batiul dispozitivului a fost proiectat sa aiba o forma cat mai simplu posibil,sa necesite cat mai putin material si fiind destinat prinderii pieselor nu prea mari, sa aiba gabarit cat mai mic. Deasemenea s-a urmarit sa aiba forma ergonomica. Surubul dispozitivului va avea filetul trapezoidal, fiindca acest tip de filet asigura o buna centrare intre surub si piulita, are randament mare si se pot transmite si forte mari.Filetul se executa pe stung, iar partea exterioara se va realiza prin frezare si strunjire. Piulita se executa pe strung, iar gulerul se frezeaza, ca sa nu depaseasca gabaritul dispozitivului. Falca se executa prin forjare

2.Alegerea materialelor La alegerea materialelor in primul rand s-a tinut cont de fiabilitate si durabilitate. Astfel penrtu surubul s-a ales OLC 45CR ( STAS 880-82), material, care poseda calitati mecanice suficient de bune si se poate prelucra usor. Piulita se va executa din CuSn12 (STAS 197/2-76), alegandu-se acest material pentru ca prezinta cele mai favorabile calitati. Deoarece prin alegerea acestui material piulita este destinata sa preia cea mai mare parte din uzura flancurilor

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 5

filetului, in caz de uzura inlocuindu-se doar piulita si nu intregul ansamblu surubpiulita. Batiul se executa din Fc 100 (STAS 568-82),optandu-se pentru acest material penru pretul de cost cazut si pentru usurinta cu care poate fi turnata in forme. Urechile batiului se confectioneaza separat, fiindca astfel forma batiului devine mai usor de turnat si, fiindca este supus la solicitari mult mai mari decat batiul, este nevoie a se folosi un material mai rezistent (FC200). Pentru bacuri sa ales ca material OSC 10 (STAS1700-80) pentru buna rezistenta la uzura si in acord cu recomandarile din literatura de specialitate. Levierul se va executa din OLC 45CR (STAS 880-82), pentru buna rezistenta la incovoiere, ceea ce rezulta dimensiuni mici. Bucsile din levier se vor realiza tot din CuSn12 (STAS 197/2-76), pentru foarte buna rezistenta la uzura. Restul materialelor utilizate au fost alese dupa criteriul rezistentei ,a pretului de cost cat mai scazut si in acord cu standardele in vigoare.

3.Indici de exploatare, reglaj si intretinere Dispozitivul se va manevra de carte un singur muncitor, nefiind permisa penrtu manipulare folosirea tevilor, barelor, prelungitoarelor sau a sistemelor de pirghii. Deasemenea este indicat ca dispozitivul sa fie montat pe suprafete cat mai plane si orizontale. Dispozitivul se va folosi pentru sarcini si dimensiuni nu mai mari decat cele pentu care a fost priectat. Se vor verifica periodic flancurile filetului, iar in caz ca se constata uzura acestora, piulita respectiv surubul se vor inlocui. Dupa terminarea lucrului dispozitivul se va curata, suprafetele functionale se vor unge cu unsoare consistenta de uz general.

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 6

4.Tolerante, rugozitati si conditii tehnice impuse Piesele componente ale mecanismului nefiind piese de inalta precezie, s-au ales din clase de precizie mari.Pentru ajustajul filetat s-a ales precizia medie 8H/8e ,fiind in acord cu destinatia dispozitivluisi tehnologia de executie.Pentru bucsa din levier s-a ales ajustajul H6/k5 fiind un ajustaj cu strangere mica pentru a se putea monta si demonta usor. Celelalte tolerante la dimensiuni

s-au ales

conform unor clase si precizii medii sau chiar grosolane, deoarece s-a considerat ca nu este necesara impunerea unor precizii mai mari. Tolerantele s-au stabilit pe acelasi criteriu, fiind impuse numai acolo unde ar fi existat pericolul unor disfunctii la montare, demontare si in functionare. Rugozitatile s-au prescris in functie de procedeele tehnologice asupra carora s-a optat penrtu prelucrarea pieselor componente ale dispozitivului. Conditiile tehnice impuse sunt urmatoarele: 

suprafetele fuctionale si ansamblele componente se vor unge cu

unsoare consistenta  suprafetele nefunctionale se vopsesc 

pe suprafetele pieselor turnate nu se admit urme de nisip, de zgura

sau bravuri provenite din turnare  muchiile se vor tesi la 45 grade

1.1Indicatii de protectia muncii

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 7

Se vor respecta regulamentele de protecti muncii in vigoare specifice atelierelor mecanice si se vor lua masuri de asigurarea protectiei cum ar fi:  tesirea muchiilor si eventual rotunjirea colturilor pentru a preveni ranirea accidentala a muncitorilor

5.SOLUTII COSTUCTIVE: 1.Presa cu piulita rotitoare Batiul are o forma deschisa .La partea inferioara are o suprafata plana pe care se aseaza accsesoriile in care se reazama piesa asupra careia se actoineaza. De asemenea talpa este prevazuta cu gauri pentru fixarea piesei pe postament. Se observa ca talpa presei este scobita, pentru a asigura o pozitionare mai precisa a presei. La partea superioara a batiului are o consola in care se monteaza piulita fixa . La acest tip de se recomanda montarea piulitei cu un ajustaj intermediar cu stingere probabil mica. Piulita se asigura impotriva rotirii cu asamblari surub piulita. Surubul de forta este actionat de la roata de mina , care are bratele sudate, iar capetele acestora sint prevazute cu bile. Roata de manevra este calata pe o portiune de sectiune patrata si este fixata cu piulita. Surubul se reazama axial in berbec, la ridicare actionind asupra celor doua placi fixate de berbec, ridicindu-l. La partea inferioara a berbecului se monteaza un poanson schimbabil.

2.Presa cu piulita rotitoare din profil laminat Pentru aceasta presa este caracteristica constructia batiului din profil laminat U indoit si sudat in forma de cadru. Masa presei este prevazuta la partea superioara cu canale in T necesare fixarii unor dispozitive folosite la presare, iar la partea inferioara cu locasuri pentru suruburile de fixare a presei pe postament. Piulita rotitoare este montata in alezajul din partea superioara a batiului .Pe surubul de forta este montata

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 8

manivela de constructie sudata. Ansamblarea surub de forta- manivela se face cu profil patrat in sectiunea tranversala.

3.Presa cu piulita rotitoare Presele cu piuliţă rotitoare prezentate în figura este alcătuită din corpul presei executat prin turnare din fontăcenuşie sau oţel, şurubul principal acţionand în consolă. Din acest motiv coloana trebuie să fie bine dimensionată , ea fiind solicitată la încovoiere şi tracţiune . Aşa cunm rezulă din schiţă ,în secţiune transversală coloana are un profil ” T ”. Surubul de mişcare execută numai mişcare de translaţie fiind împiedicat săse rostogolească datorită fixării cu pana pararelă.Pana pararelă este fixată în şurubul de mişcare cu şuruburile ea deplasandu-se în canalul din capacul fix care este montat pe corpul presei cu ajutorul suruburilor. Piuluţa 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 pirderilr prin frecare sunt mult mai reduse . Piuliţa este acţionată în mişcarea sa de rotaţie de către butucul cu manetele, fixarea împotriva rotirii piuliţei faţă de butuc realizandu-se prin pana paralelă) Pentru ca butucul să nu iasă de pe piuliţa rotitoare , este fixată cu caneluri Pentru a reduce frecările dintre spirele filetului şi ale piuliţei , dintre piuliţă şi corpul presei şi dintre elementele ce alcătuiesc rulmentul axial , aceste zone se ung cu unsori consistente corespunzătoare

6.Norme de protectie a muncii si justificarea alezajelor La proictarea presei se tine cont de nomele de protectie a muncii, facindu-se in acelasi timp si unele recomandari supra folosirii presei pentru evitarea accidentelor. Astfel avem: - presa se vopseste in diferite culori pentru a crea un avertisment penrtu partile active ale ei si pentru evitarea ruginirii - se face fixarea masei in suruburile de fundatie pentru evitarea miscarii acesteia in timpul functionarii

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 9

- se are grija ca toate ajstajele percise sa fie luate conform standardelor in vigoare Penrtu stabilirea clasei de precizie a arborelui si a alezajului pe care este montat rulmentul se recomanda STAS 6671-77.La suprafata de calare de forma patrata vom prescrie un ajustaj cu clasa de prcizie scazut, care nu necesita prelucrari riguroase. Pentru o montare si demontare usoara a manivelei pe portiunea de calare vom lasa un mic joc, care sa nu ingreuize totusi functionarea. Vom alege ajustajul H8/e8 din sirul preferential

2. Memoriul justificativ de calcul 2.1 Schema cinematică. Diagrama de eforturi

Surubul presei Mm

Piulitã

Corpul - batiu

Fm

Q

Mî ns

l/ 2

Q

Q

Mf

2.2 Predimensionarea surubului 2.2.1 Alegerea profilului filetului

l

h

Mî ns

Mî ns Q Q/ 2 Q/ 2

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 10

Se alege un filet trapezoidal STAS 2114/1-75. Acest tip de filet asigură o bună centrare între mecanismul surub-piulită,are o rezistentă si o rigiditate mare putând transmite sarcini mari în ambele sensuri. Datorită acestor considerente tehnice dar si considerentelor economice este cel mai întîlnit tip de filet în mecanismele surubpiulită. 2.2.2 Alegerea materialului pentru surub si piulită Având în vedere că presele manuale nu lucrează la viteze deosebite nu se impune executarea unor tratamente termice pentru surubul presei.Astfel se alege pentru surub materialul: OL50, STAS 500-80 cu următoarele caracteristici mecanice: -clasa de calitate: 1 -rezistenta la tractiune: Rm=610 [N/mm2] -limita de curgere: Rp02=280 [N/mm2] -alungirea la rupere: A=21 [%] Materialul ales pentru piulită este bronz: CuSn12, STAS 179/2-79, având următoarele caracteristici mecanice: -rezistenta la tractiune: Rm=250[N/mm2] -alungirea la rupere: A=5[%] -duritatea: 90 [HB] 2.2.3 Calculul diametrului mediu al filetului d2 

F 25725   d 2  29 mm  * h * m * q a  * 0,5 *1,75 *12

 h  factor dim ensional Pentru filete trapezoidale  h  0,5 m  m   factorul lungimii filetului piulitei d2  m  1,2...2,5   m  1,75 q a  rezistenta admisibila la stivire q a  12 N mm 2





_

Din STAS 2114/1-75 se indentifica dimensiunile filetului:

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 11

-diametru mediu: D2=d2=29[mm] -diametru nominal: d=32 [mm] -pasul: P=6 [mm] -diametrul exterior: D4=33 [mm] -diametrul interior: d3=25 [mm] -diametrul interior: D1=26 [mm] Notarea filetului: Tr 36 x 12 (P6) 2.2.4 Alegerea numărului de începuturi La presele manuale nu se impune conditia de autofrânare, iar actionarea lor fregventa din motive de randamemt impune folosirea a 2-3 începuturi.Sealege un număr de începuturi n=3. 2.2.5 Determinarea numărului de spire în contact  m * d 2 1,75 * 29   z  8.45 P 6 6  z  11  conditia se indeplineste z

2.2.6 Determinarea lungimii filetului piulitei m  z  P  m  60 mm

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

2.2.7 Determinarea lungimii filetului surubului L f  h  m  3 * P  225  60  3 * 6  303[mm]

unde

h – cursa maximă în mm m – lungimea filetului piuliței în mm P – pasul filetului în mm

2.3 Verificarea Surubului

2.3.1 Verificarea surubului la solicitări compuse Determinarea momentului de torsiune 

P  6     arctan   3,31[]   * 29    * d2   unghiul de inlinare a elicei pe cilidrul de diametrul d 2

 m  arctan

m   0,1...0,18    0,14   coeficient de frecare  1  15   1  unghiul de inclinare a flancurilor filetului  '  unghi de frecare  0,14  '  arctan  arctan  8,25[] cos  1 cos 15 1 1 M tl  * d 2 * F * tan   m   '   * 29 tan(3,31  8,25)  115 .123 N  m 2000 2000

Efortul la compresiune: c 

4* F 4 * 25725   32,002 N  m 2  * d1  * 32 2

PAG. 12

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

Efortul unitar la rasucire:



16 *10 3 * M tl 16 *10 3 * 115,123 t     t  57,526 N mm 2  * d13  * 32 3

 ech   c  4 * t  49,51  4 * 57,526 \ 2  11,774 M σ ech  σ ac



 mm     51N mm 

Efortul unitar echivalent:

Conditia

PAG. 13

2

2

ac

este îndeplinită deci şurubul va rezista.

2.3.2 Verificarea spirelor surubului Solicitarea la strivire: H l  inaltimea utila

Pentru filettrapezoidal :

H l  0,5 P  H l  3 mm q







F 25725   10,25 N  q a  11 N mm 2 mm 2 z *  * d 2 * H 1 9,62 *  * 29 * 3



Solicitarea la încovoiere:

h  grosimea spirei la baza Pentru filet trapezoidal : h  0,634 * P  h  3,8 mm a c  jocul la fund

Pentru filet trapezoidal cu P  6 mm  a c  0,5  Hl   3   ac  6 * 27527 *   0,5  2 2       51,92 N   ai  56 N mm 2 mm 2  * z * d1 * h 2  * 9,62 * 32 * 3,8 2

6* F *

i 

Solicitarea forfecare: f 











F 25725   8,1 N   af  41 N mm 2 mm 2 z *  * d 3 * h 9,62 *  * 25 * 3,8





Condițiile sunt îndeplinite, deci spirele şurubul vor rezista.

2.3.3 Verificarea surubului la flambaj



U.T.C.N   lf *

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI A I min

 235 *

706,8 43339

PAG. 14

 30

unde I min este momentul de inerție minim al unei secțiuni cuprinse în porțiunea în care se flambează, A este aria acestei secțiuni iar l f lungimea de flambaj; I min 

A

 * d14 d  * 32 4 46 * (0,4  0,6 * )  * (0,4  0,6 * )  46339[ mm 2 ] 64 d1 64 40

 * d12  * 30 2   706,8[mm 2 ] 4 4

l f  0,5 * l  235[mm]

2.4 Dimensionarea Piulitei a)

De 

4  F  D '2     at

4  25725  1.3  34 2  48,778 mm   32

in formula anterioara

  1 .3 D g  1.3...1.5 D e  1.3...1.5  50,778 mm 

se alege constructiv

coeficient de rasucire

D g  80[mm]

b) h g   0.2...0.25  m  14,345 mm  grosimea gurerului Se urmareste urmatorul algoritm de calcul: c) calculam diamertul gurelului gp 

De  D ' 48,778  34   7,389 mm 2 2

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

2.5. Calculul manivelei: Lungimea manivelei N

Fm  250

forta medie a unui muncitor

2

mm

3

10 Mt1 Lc  Fm l0  50

Lc  611.652

3

dmn 

2

mm

mm

L  Lc  l0  ai 

N

110

L  661.652

L  320

mm

N 2

mm 32 FmL   ai

dmn  19.494

alegem diametrul manivelei 20 mm

mm

diametrul manivelei

PAG. 15

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

2.6 Dimensionarea corpului piulitei

PAG. 16

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

Dimensionarea piulitei filetul pentru piulita de fixare a rotii de manevra se alege constructiv deoarece singura solicitare este greutatea manivelei in cazul in care se rastoarna presa. dx  50

M50x1.5

mm

t  3 D0  d  2( t  2)

De 

4  mF   at

De  58

se alege

2

 D0

D0  44

mm

mm

De  62.625

mm

mm

Alegerea rulmentului axial conform STAS 3921-86 Rulment 51112 d  60

g3 

D1  85

d2min  60.2

De  D0 2

g3  7

T  17

C0  93

mm

Diametrul gulerului piulitei dm  Dg  Dr

alegem

Dg  80

mm

Grosimea gulerului hg  1.6 g3

hg  11.2 mm

grosimea gulerului

PAG. 17

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

Verificarea corpului piulitei Solicitare compusa: efort unitar normal

t

4 F

 

t

 dx  D4 

lx  34

2

2

 29.075

d1f  34

Mtx  96.278

Nm

mm 3



 ech

16 10 Mtxd1f 4 4 P  d1f  D4 



2

mm

mm

lx Mtx  Mt1  m

t

N

2

t

2

 4  t

t

 53.133

 ech

N 2

mm

 110.173

PAG. 18

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI 2.7 Verificarea piulitei

PAG. 19

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

dm  60  i 

df  50



3 F  dm  df 



i

2

df hg

F  f   df hg  ech



2

t

f

2

 4  t

 44.328

 16.549

 ech

 27.026

h  0.634 P

h  3.804 ac  0.5 la strivire:

 H1

6 F  

f

N 2

mm



 ac 2 



 i 

2

zD4 h



F z D4 h

N 2

mm

N 2

mm

H1  4

q  11.072

2

mm

Verificarea spirelor piulitei

F q  z d2 H1

N

N 2

mm

PAG. 20

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

guler i

 24.398

f

PAG. 21

N 2

mm

 7.734

3.Bibliografie 1. Dorina Matieşan, Adalbert Antal, Dumitru Pop, Iacob Olteanu, Felicia Sucală, Aurica Căzilă, Ioan Turcu, Ovidiu Belcin, Ştefan Bojan, Ovidiu Tătaru Elemente de proiectare pentru mecanismele cu şurub şi piuliţă, Lito IPCN, 1985 2. Jula Aurel şi colectivul – Mecanism cu şurub şi piuliţă rotitoare. Îndrumător de proiectare. Braşov, Editura Lux Libris, 2000. 3. Gh. Hulpe, M. Bulubasa, L. Noveanu – Desen tehnic industrial. IPCN, 1980

U.T.C.N

PROIECT DE SEMESTRU ORGANE DE MASINI

PAG. 22

4. Traian Itu, Mihai Tripa – Toleranţe şi ajustaje. U.T.PRES, Cluj-Napoca, 2005 5. Colecţia STAS de Organe de maşini şi extrase din standarde pentru proiectarea elementelor componente ale masinilor. Vol I şi II. 6. Curs Organe de maşini