Presa cu Doua Coloane

U.T.C-NPROIECT DE SEMESTRU PAG. 2 1102

CUPRINS:

1. Memoriu tehnicpag. 3

2. Memoriu justificativ de calcul..pag.

2.1 Stabilirea naturii solicitrii tijei

2.2 Alegerea profilului filetului

2.3 Alegerea materialului urubului i piuliei

2.4 Calcularea diamertrului mediu al filetului

2.5 Alegerea numrului de nceputuri

2.6 Calculul numrului de spire aflate n contact

2.7 Calculul lungimii filetului piuliei

2.8 Calculul lungimii filetului urubului

2.9 Calculul diametrului interior al filetului exterior

2.10 Verificarea tijei la solicitri compuse

2.11 Verificarea spirelor urubului

2.11.1 Verificarea la strivire

2.11.2 Verificarea la ncovoiere

2.11.3 Verificarea la forfecare

2.11.4 Verificarea la flambaj

2.12 Coeficientul de zveltee

2.13 Filetul pentru piulia de fixare a roii de manevr

2.14 Diametrul poriunii de calare a roii de manevr

2.15 Diametrul exterior al corpului piuliei

2.16 Diametrul poriunii de montare al rulmentului

2.17 Diametrul gulerului piuliei

2.18 Grosimea gulerului

2.19 Lungimea poriunii filetate

2.20 Verificarea piuliei

2.21 Alegerea i verificarea dimensiunilor tiftului care solidarizeaz traversa mobil cu urubul principal

2.22 Calculul mecanismului de acionare

2.22.1 Lungimea manivelei

2.22.2 Determinarea diametrului manivelei

2.23Corp asamblat

3. Anexe..pag.

1. Memoriu tehnic1.1 Consideraii generale ale mecanismului urub i piuli

Mecanismul cu urub i piuli se utilizeaz pentru transformarea micrii de rotaie n micare de tranzlaie sau invers n condiii de transmitere a unor sarcini (ca transmisii de for) sau avnd numai rol cinematic. Obiectul acestui proiect l constituie mecanismele urub-piuli cu acionare manual.

Utilizarea mecanismelor cu uruburi de micare n construcia de maini se datoresc avantajelor pe care le prezint i anume:

construcia simpl i tehnologia de execuie uor realizabil;

posibilitatea de transmitere a unor sarcini axiale mari utiliznd fore de acionare mici;

raport mare de transmitere (i = ) care duce la viteze mici;

compactitatea construciei i gabarit redus;

funcionare lin i fr zgomot;

posibilitatea de a asigura n mod simplu autofrnarea;

permite utilizarea materialelor ieftine;

pre de cost sczut.

ntre neajunsurile mecanismelor cu urub de micare se menioneaz:

existena unei frecri ntre spirele filetului urubului i piuliei care conduce la uzura pieselor i la un randament sczut;

prezena unor puternici concentratori de tensiune n zona filetat afecteaz rezistena la oboseal a urubului;

lipsa autocentrrii;

necunoaterea exact a forelor de strngere.

1.2 Prezentarea presei:

n figura din anexa 1 este prezentat presa cu piuli rotitoare cu dou coloane. Masa (1) se execut prin turnare din font. Cele dou coloane (2) care susin traversa fix (6) au seciunea circular plin i se execut din oel carbon de construcie. urubul de micare (3) este fixat n potriva rotirii n coloana mobil (15) cu ajutorul unui tift (16) care se monteaz cu ajustaj intermediar n captul urubului i cu joc n alezaj n traversa mobil (15). Traversa fix (6) executat prin turnarea din font sau oel se monteaz pe capetele celor dou coloane cu ajustaj intermediar (strngere mic) i se fixeaz cu ajutorul piulielor (8).

Piulia rotitoare (13) executat din font sau bronz este acionat de manetele (10) care prin intermediul butucului i a penei paralele (12) imprim piuliei micarea de rotaie. Piulia este fixat n sens radiar n coloana fix (6) (frecare de alunecare), iar n sens axial se sprijin pe rulmentul axial cu bile (14) (frecare de rostogolire).

Considernd construcia simetric fa de axa de rotaie a urubului de micare cele dou coloane (2) sunt egal ncrcate (fiecare cu jumtate din fora ce acioneaz n urub). n cazul acestei construcii seciunea urubului nu este slbit prin practicarea canalului de pan, ncrcarea este mai uniform, execuia mai simpl. Dezavantajul const n faptul c piesele care se preseaz sau se decupeaz prin tanare trebuie s intre ntre cele dou coloane.

1.3 Tipuri de filete utilizate la uruburile de micare

Pentru uruburile de micare se utilizeaz n exclusivitate filetul cilindric cu profil ptrat, trapezoidal, fiersrtru i rotund executate cu pas normal, fin sau mare.

Pasul fiind i normal asigur condiia de autofrnare. Pasul fin micoreaz deplasrile axiale la o rotaie complet, reduce adncimea filetului msurnd diametrul interior i implicit rezistena urubului. Deosebirea dintre filetul cu pas normal, mare i fin la acelai diametru nominal const n modificarea diametrului inferior i a unghiurilor de nclinare. Pasul filetului cu mai multe nceputuri Ph se definete n funcie de pasul filetului cu un singur nceput i de numrul de nceputuri (n), Pn = nP.

Filetele cu pas fin au un randament mai sczut. Randamentul uruburilor de micare crete la cele care se execut cu pas mare sau cu mai multe nceputuri, creterea fiind determinat i de alegerea corect a cuplului de materiale, de precizia de execuie i de calitatea suprafeelor n contact.

1.4 Filetul trapezoidal

Are profilul de forma unui trapez rezultat din teirea unui triunghi isoscel cu unghiul la vrf de 30o i baza egal cu pasul. Flancul filetului are o nclinare de 15o. Jocurile la diametrul inferior i exterior sunt egale iar fundul filetului este rotunjit cu r = 0.25 mm pentru P = 8..12 mm i respectiv r = 0.5 mm la P > 12 mm. Inlime de contact H1 = 0.5P. filetul trapezoidal este standardizat (STAS 2114/1-75) i se execut cu pas fin, normal i mare.

Filetul trapezoidal are o rezisten i o rigiditate mai mare ca filetul ptrat. Folosirea piuliei reglabile radial permite eliminarea jocului axial creat n urma uzurii flancurilor, avantaj care impune filetul trapezoidal ca principal soluie pentru mecanismele urub-piuli.

Filetul trapezoidal asigur o bun centrare ntre urub i piuli i se poate executa prin procedeul de frezare (care este foarte productiv).

n cazul mecanismelor cu urub i piuli care transmit sarcini mari n ambele sensuri, direcia forei fiind variabil, se recomand utilizare filetelor trapezoidale.

1.5 Materiale utilizate la execuia uruburilor de for i a piulielor

Cupla de frecare urub-piuli din mecanismele cu urub lucreaz n condiii specifice i anume: ncrcare cu fore constante sau variabile ca mrime, existena unei viteze relative sub sarcin, funcionarea n condiii de frecare la limit sau frecare mixt, funcinarea cu ocuri.

Principalul dezavantaj n mecanismul urub-piuli const n existena unei frecri mari ntre spirele urubului i a piuliei, ceea ce are ca rezultat uzura flancurilor i randamentul sczut.

Uzura urubului de micare mai este influenat i de variaia solicitrii axiale n timpul funcionrii, de existena unor puternici concentratori de tensiune i de repartizarea neuniform a sarcinii pe spire. Specific uruburilor de micare din mecanismele cu urub i piuli ca urmare a condiiilor de lucru este uzura prin aderen cu consecinele.

Dat fiind condiiile specifice de lucru i pentru realizarea de mecanisme cu urub i piuli cu randamente ct mai bune, materialele cuplei de frecare urub-piuli trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii de baz: comportare bun la frecare fr predispoziii la gripaj, o bun rezisten la uzare, coeficient de frecare ct mai mic, nlocuirea materialelor deficitare, pre de cost redus.

Alegerea materialului pentru urub i piuli ca elemente componente ale mecanismelor cu urub depinde de mai muli factori cu pondere diferit: caracteristicile mecanice ale materialului, asigurarea condiiilor funcionale, tehnologice i economice n modul cel mai favorabil, fiabilitatea optim n contextul unor cheltuieli de producie minime.

Caracteristicile mecanice importante ale materialului pentru urubul i piulia din construcia mecanismelor cu urub, sunt limita de curgere (Rpo,2), limita de rupere (Rm), alungirea (A), modulul de elasticitate (E).

Limita de curgere a materialelor se poate mri prin aplicarea de tratamente termice (clire i revenire).

Duritatea suprafeelor n contact este foarte important, ea contribuind la : creterea rezistenei la oboseal, meninerea filmului de lubrifiant i micorarea n acest fel a tendinei spre gripaj.

mbuntirea prelucrrii suprafeelor n contact, respectiv rectificarea lor contribuie la micorarea presiunilor de contact locale i la reducerea perioadei de rodaj.

Pentru uruburi de for care fac parte integrat dintr-un mecanism, la care este imprtant reducerea greutii ansamblului, se vor utiliza materialele cu caracteristici de rezisten ridicate, din grupa oelurilor aliate i nalt aliate (cu titan i beriliu). urubul secundar din componena cricului telescopic simplu sau cu dubl aciune are o configuraie complex, comparativ cu urubul principal, execuia lui prin procedee de achiere dintr-un semifabricat laminat fiind costisitoare (consum mare de material i manoper). n scopul evitrii creterii preului de cost, la aceste mecanisme cu urub se recomand pentru urubul secundar alegerea unei fonte cu grafit nodular: Fgn 370-17, Fgn 420-12, Fgn 450-15, fgn 500-7 (STAS 6071-75) care are caracteristici macanice comparabile cu ale oelurilor i rezisten la uzur sporit (pentru piese cu cconcentratori de tensiuni), n contextul unui pre inferior.

Piulila ca element component al cuplei de frecare urub-piuli din macanismele cu urub, este indicat a fi astfel construit nct uzura s fie concentrat asupra ei. Aceasta, deoarece prin dimensiunile i configuraia sa, piulia este o pies mai puin costisitoare, care poate fi nlocuit uor. n acest sens se recomand ca materialul ales pentru piuli s aib modulul de elasticitate mai mic dect cel al materialului urubului, ceea ce are ca efect uniformizarea repartizrii sarcinii pe spire, mbuntirea comportrii la oboseal i ca urmare creterea duratei de funcionare.

Alegerea materilalului pentru piuli ca element al cuplei de frecare urub-piuli, se va face n aa fel nct s se limiteze presiunea de contact dintre spirele piuliei i ale urubului la valori reduse evitndu-se astfel uzura prematur. Se va mai ine cont i de recomandrile bazate pe experiene, care indic utilizarea unor cupluri de materiale care au o comportare bun din punct de vedere al rezistenei la uzare, ca de exemplu: oel de font; oel pe bronz moale; oel de font antifriciune. Nu este indicat s se utilizeze acelai material pentru piuli ca i urubul de for.

2. Calculul i proiectarea urubului i piuliei2.1 Stabilirea naturii solicitrilor tijei:

Pe baza schiei constructive i a modului de funcionare se poate stabilii care sunt solicitrile tijei urubului n diferite seciuni. Se reprezint grafic variaia forei axiale i a momentelor de torsiune pe lungimea urubului.

2.2 Alegerea profilului filetului:

Se alege filetul trapezoidal (STAS 2114/1-75).

2.3 Alegerea materialului urubului i piuliei:

innd seama de faptul c la presele manuale viteza relativ dintre flancul urubului i cel al piulie este redus nu se impune durificarea superficial a flancurilor filetului urubului. Se poate opta pentru oeluri carbon OL 50 i OL 60. Pentru piuli se pot alege materiale care s nlocuiasc bronzurile (care sunt scumpe), de exemplu fonta de grafit nodular(STAS 6071-75) sau fonte antifriciune (STAS 6707).

2.4 Calculul diametrului mediu al filetului:

Diametrul mediu se determin cu relaia urmtoare obinut din condiia de rezisten a filetului la strivire:

[mm]

n care: - fora axial F = 19000 N;

factorul dimensional (h = 0.5;

factorul lungimii filetului piuliei (m = 1.22.5 (m = 2;

rezistena admisibil la strivire qa= 67 qa =6.5 [N/m].

Valoarea obinut din calcul se rotunjete la valoarea standardizat imediat superioar i se identific dimensiunile filetului.

d2= [mm]; d2 = D2 = 31[mm]

2.5 Alegerea numrului de nceputuri:

La presele manuale nu se pune condiia autofrnrii, dimprotiv acionarea lor fiind frecvent se impune necesitatea unui numr de nceputuri egal cu doi sau trei pentru creterea randamentului i a productivitii.

Vom alege numrul n = 2.

2.6 Calculul numrului de spire aflate n contact:

Din expresia factorului de lungime al filetului se deduce numrul de spire z:

z = [mm]

unde: - pasul p = 6 (tabel 2.2).

Se impune ca : 6 z 11, darz = =10.31 6 10.31 11.

2.7 Calculul lungimii filetului piuliei:

Lungimea filetului se determin cu relaia: m = zp n care z este numrul de spire, iar p este pasul filetului. Din relaia de mai sus rezult m = 61.98 rotunjit m = 62 [mm] .

2.8 Calculul lungimii filetului urubului:

La acest ansamblu exist dou posibiliti calcul:

a) filet de lungime minim necesar

Lf = h + m +3p [mm] , unde h reprezint cursa maxim

b) filet de lungime mare

L = Lf + (3060) [mm]

Lf = 130 + 62 + 18 = 210 [mm]

L = 210 + 40 = 250 [mm].

2.9 Calculul diametrului interior al filetului exterior:

d1s = d1s = 47.08 [mm]

n care : =1.3 coeficientul care ia n considerare solicitarea de rsucire;

ac este rezistena la compresiune ; unitatea de msur N/mm2.

Din tabelul 2.2 pag 16 lum valorile D = 34 i d = 35, iar ac se ia n funcie de material. Pentru materiale cu OL 50 ac = 51 N/mm2; pentru urub folosim OL 50, iar pentru piuli Fgn 400.

Dd = D + (46) Dd = 34+6 = 40 [mm];

d1s = d1s = 47.08 [mm]

q = =43.54 q = 43.54

2.10 Verificarea tijei la solicitri compuse:

ech = =acc = , unde c este efortul unitar de compresiune.

= arctg , unde este unghi de nclinare al elicei pe cilindru de diametrul d2 = arctg , unde - unghi de frecare,

- coeficientul de frecare = (0.10.18);

- 1 = 15o

c = c = 33.20

n = arctg n = arctg 0.06 n = 3.43

= arctg = arctg 0.15 = 8.53

ech = 46.31

2.11 Verificarea spirelor urubului:

2.11.1 Verificarea la strivire:

q = = = 6.29

n care:-nlimea util la filetul trapezoidal este H1=0.5p

2.11.2 Verificarea la ncovoiere:

i=

n care : -jocul la fund ac se calculeaz din tabelul 4.2 pag 63;

-d1 = d3 = 27 din tabelul 2.2 pag 19;

-grosimea spirei la baz h = 0.634p;

= = 17.98

2.11.3 Verificarea la forfecare:

f =

EMBED Equation.3 = = 5.70

2.11.4 Verificarea la flambaj:

Verificarea la flambaj nu este necesar pentru valori ale coeficientului de zveltee 60 ceea ce conduce la condiia .

lf = 0.7l lf = 0.7 130 = 91

n care : - l este lungimea urubului cuprins ntre cele dou reazeme

2.12 Coeficientul de zveltee:

=

n care : - Imeste momentul minim al unei seciuni cuprinse n poriunea care se flambeaz.

A =

95 < 405

2.13 Filetul pentru piulia de fixare a roii de manevr:

n care: = 1.3 iar = 51

D == d + 2ac = 34 + 0.5

2.14 Diametrul poriunii de calare Dc al roii de manevr:

Dc = d + (1014)

Dc = 43 + 12 = 55 [mm]

Se alege dimensiunile pentru pan din STAS 100481 astfel: b = 8; h = 7; l = 18; t= 4; t= 3.3.

2.15 Diametrul exterior De al corpului piuliei:

Iniial se determin diametrul D0 al poriunii degajate. Dac pana care mpiedic rotirea urubului este montat pe urub atunci D0 = d + 2(t + jn) unde : - d este diametrul exterior ;

t este nlimea penei n exteriorul urubului;

este distana dintre pan i piuli.

Conform calculelor D0 = 34 + 2(3.65 + 2) = 45.3 45[mm].

Dac pana nu se monteaz pe urub, atunci D0 se poate lua mult mai mic, n consecin cu soluia constructiv. Diametrul exteior se calculeaz la solicitare compus (ntindere i rsucire).

[mm]

nlocuim n formula de mai sus:

EMBED Equation.3 mm.

2.16 Diametrul poriunii de montare a rulmentului:

Se va alege un rulment axial care s ndeplineasc condiiile:

capacitatea lui static C0 > F

diametrul alezajului df > De DrDin STAS rezult rulment 51112 STAS 3921-80 Dr i dm

c = 32.5

[kN]

H = 17

[mm]

Co = 93.0

[kN]

D = 85

[mm]

df = 60.2

[mm]

dm = 72.6

[mm]

Dr = 85

[mm]

2.17 Diametrul gulerului piuliei:

dm < Dg < Dr 72.6 < 80 < 85.

2.18 Grosimea gulerului :

hg = 14.11

2.19 Lungimea poriunii filetate:

m = zp m = 62 [mm]

2.20 Verificarea piuliei:

unde: t efortul unitar tangenial [N/mm]

t - efortul unitar normal [N/mm]

ech se calculeaz pentru mai multe zone. Astfel pentru zona 1:

n care Mtx = Mt1 ; lx = = 31;

Mtx = 62.38 = 31.19

ech = 39.41

Zona 2:

=Mt2 + Mty

Mt2 = Mt2 =

Mty = Mt1 Mtx ; Mty = 62.38 31.19 = 31.19

= 5.71 +31.19 = 36.9

t = 12.50

pentru zona a doua: ech = 12.76.

Efortul unitar normal pentru guler este i:

i =

Efortul unitar tangenial pentru guler este i:

f = 5.58

2.21 Alegerea i verificarea dimensiunilor tiftului care solidarizeaz traversa mobil cu urubul principal:

Se recomand alegerea unui tift conic conform STAS 3436-80 sau a unui tift cilindric conform STAS 1599-80.

d = (0.150.25)Dcs d = 6

;

Mt1 =62.38; f = 26.48

f = 26.48 ; af = 40 f < af2.22 Calculul mecanismului de acionare (a manivelei):

2.22.1 Lungimea manivelei:

Lungimea manivelei se determin n funcie de momentul de torsiune total care trebuie s fie realizat de ctre un muncitor la acionarea presei.

;

L = Lc + l;

Unde: Lc lungimea de calcul a manivelei

L lungimea efectiv a manivelei

l lungimea necesar prinderii manivelei l = 50 [mm]

K coeficientul de nesimultaneitate K = 1

ni numr de muncitori care acineaz presa ni = 1

Fm fora cu care acioneaza un muncitor Fm =300 [N]

Mtot = Mt1 + Mt2

Mtot = 62.38 +5.71 = 68.09;

Lc = 226.96 [mm];

L = Lc + l

L = 226.96 + 50 = 276.96 [mm];

2.22.2 Determinarea diametrului manivelei:

d5 =

Lm = (0.251)Lc + l;

Lm = 163.48;

ai = 110120 pentru oeluri carbon obinuite i oeluri carbon de calitate ai 110 [N/mm2]

= 12.08 [mm] Manivela se fixeaz de butuc printr-un carbon de sudur, ea se prelucreaz conic, iar n capt se monteaz un corp sferic standardizat.

2.23 Corp asamblat:

Elementele constructive sunt:

D4 D3;

D4 Dg;

d1 = ;

Fc = ; = 1.151.25 = 1.2

Fc = 11400;

d1 = = 16.87

Coloane OL 50 at = ac = 51 [N/mm2]

d se alege din standardele corespunztoare unui diametru interior a filetului mai mare sau egal cu d1.

d3 = d + (16)

d = 18; d3 = 20;

d4 = d3 + (612); d4 = 30;

d d;

l1 = 25; l1 = 5 [mm]

l2 se alege cu 25 mm mai mult dect lungimea gurii filetate din piuli

l3 d3l3 = 25

l4 se alege conform STAS 9025-81

l4 = 40

H1 = m + hg + (04)

H1 = 45 [mm]

H2 = l3 + (24)

H2 = 28 [mm]

H3 = l4 + (510)

H3 = 45 [mm]

_1040238919.unknown

_1041004407.unknown

_1041008023.unknown

_1041014067.unknown

_1041021618.unknown

_1069227560.unknown

_1041014661.unknown

_1041014771.unknown

_1041019316.unknown

_1041014087.unknown

_1041010220.unknown

_1041011337.unknown

_1041011927.unknown

_1041013318.unknown

_1041014017.unknown

_1041012760.unknown

_1041011861.unknown

_1041010883.unknown

_1041009788.unknown

_1041010146.unknown

_1041008831.unknown

_1041005515.unknown

_1041007156.unknown

_1041007369.unknown

_1041007044.unknown

_1041004836.unknown

_1041005012.unknown

_1041004617.unknown

_1041004729.unknown

_1040240379.unknown

_1040888387.unknown

_1041003824.unknown

_1041004055.unknown

_1040888527.unknown

_1041003751.unknown

_1040888434.unknown

_1040831027.unknown

_1040887848.unknown

_1040240710.unknown

_1040288829.unknown

_1040240566.unknown

_1040239388.unknown

_1040239463.unknown

_1040239741.unknown

_1040239753.unknown

_1040239855.unknown

_1040239746.unknown

_1040239717.unknown

_1040239424.unknown

_1040239081.unknown

_1040239190.unknown

_1040239300.unknown

_1040239120.unknown

_1040238941.unknown

_1040230404.unknown

_1040231572.unknown

_1040233847.unknown

_1040235201.unknown

_1040236070.unknown

_1040238717.unknown

_1040234172.unknown

_1040234202.unknown

_1040233873.unknown

_1040231887.unknown

_1040233369.unknown

_1040231635.unknown

_1040231194.unknown

_1040231251.unknown

_1040230546.unknown

_1040230682.unknown

_1040141139.unknown

_1040229947.unknown

_1040230151.unknown

_1040210700.unknown

_1040211297.unknown

_1040135607.unknown

_1040136417.unknown

_1040135569.unknown