Calculul surubului presei

Calculul surubului presei

1.1 Recomandari privind alegerea materialului

Pentru realizarea de mecanisme cu surub si piulita cu randamente cat mai bune , materialele transmisiei surub-piulita trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii de baza :

comportare buna la frecare fara predispozitii la gripaj

o buna rezistenta la uzura

coeficient de frecare cat mai mic

inlocuirea materialelor deficitare

pret de cost redus

Pentru surub se aleg materiale cu duritate ridicata si proprietati bune la prelucrare ,de obicei oteluri carbon , STAS 500/2-80

OL 42 , OL 50 , OL 60 ; oteluri carbon de calitate STAS 880-88: OLC 15,

OLC 20, OLC 25 , OLC 30 , OLC 35 , OLC 4O , OLC 45 .

Aleg : OLC 50 .

Stabilirea variatiei fortei si momentelor pe lungimea tijei

Pentru calculul determinarii sectiunii periculoase este necesara cunoasterea diagramelor fortelor si momentelor care solicita tija surubului . Surubul de miscare este solicitat la compresiune de sarcina F si la torsiune de momentul de frecare dintre surub si traversa. In figura este reprezentata schema de principiu a unei prese cu surub precum si variatia fortei si momentelor de torsiune care solicita surubul .

1 - surubul de miscare

2 - piulita fixa

3 - traversa mobila

4 - cadru

5 - mecanismul de actionare

6 - placa de baza

7 - traversa fixa

8 - coloanele

Predimensionarea tijei surubului

Se calculeaza diametrul interior al filetului surubului d₁ , din solicitarea de compresiune sau tractiune :

d₁ =

unde : k= coeficient ce tine seama de solicitarea de torsiune la

strangerea surubului ; k = 1,35 . 1,50

σ _at(c) = tensiunea admisibila la tractiune ; _{at( c )} = 67 MPa

d₁ = = 42,32 mm

Alegerea profilului filetului si standardizarea acestuia

Alegerea profilului filetului depinde de directia si caracterul fortei , de conditiile de exploatare ( praf,mediu coroziv) si de randamentul impus . Profilul fileturilor suruburilor poate fi patrat , ferastrau, trapezoidal sau rotund . d₁ = 50 mm

In functie de diametrul interior calculat se aleg caracteristicile filetului ( STAS SR ISO 2094 : 1996 ) :

- diametrul nominal d = 60 mm

- pasul p = 9 mm

- inaltimea filetului H = 5,5 mm

- inaltimea de lucru  H₁= 4,5 mm

- diametrul mediu  d₂ = 55,5 mm

Verificarea conditiei de autofranare

Conditia de autofranare : <

unde : unghiul de inclinare al elicei filetului

= unghiul de frecare

arctg = arctg = 0,051

arctg = arctg = 0,103

p = pasul filetului

d₂ = diametrul mediu al filetului

coeficient de frecare  ; μ =

β = unghiul de inclinare a flancului filetului

Verificarea surubului la solicitarea compusa

Se verifica surubul in zona cea mai solicitata,portiunea in care forta F si momentul de frecare M_f au valoarea maxima .

Se calculeaza tensiunea de compresiune cu relatia :

σ _c = = = 15,28 N/mm²

unde : F = forta axiala din surub

d₁ = diametrul interior mediu al filetului standardizat

Se determina tensiunea de torsiune cu relatia :

_t = = 0,091 N/mm

unde : M_f = momentul de frecare dintre spirele filetului piulitei si

al surubului calculat cu relatia :

M_f = F ^. d₂/2 ^.tg( 30000 ^. 55,5/2 ^. tg ( 0,051+0,103)

M_f = 2237 N ^. mm

Tensiunea echivalenta se determina cu relatia :

σ_ec= σ_a = = 15,28 N/mm²

unde : σ_a rezistenta admisibila la compresiune

σ_a = 20 . 45 N/mm²

Verificarea surubului la flambaj

Pentru calculul lungimii de flambaj , se considera cazul barei incastrate la un capat si liber la celalalt . Aceasta lungime de flambaj se noteaza l_f si se calculeaza astfel :

l_f = 2l = 2 ^. 300 = 600 mm

unde : l = lugimea surubului

Se determina coeficientul de sveltete :

λ = l_f

unde : A = aria sectiunii transversale prin surub

I_min = momentul de inertie minim

A = = 2418 mm²

I_min = =343437,5 mm⁴

d = diametrul nominal al filetului

d₁= diametrul interior al filetului

Calculul lungimii filetului surubului

Pentru presa cu piulita fixa , calculul lungimii surubului se determina cu relatia :

L_f = h + m + 3p

unde : h = lungimea de lucru a filetului , mm

m = inaltimea filetului piulitei , mm

p = pasul filetului , mm

L_f = 300 + 110 + 3 ^. 9 = 437 mm

1.8 Proiectarea formei surubului

Surubul este prevazut la extremitatea superioara cu elemente de actionare manuala . Dimensionarea extremitatii inferioare depinde de modul de rezemare .