CRIC CU PIULITA ROTITOARE

TEMA

Sa se proiecteze un mecanism surub-piulita de tipul cric cu piulita rotitoare.

Date de proiectare

• Sarcina maxima: Q=22000N
• Cursa mecanismului: H=180 mm

Proiectul va cuprinde:

A.   MEMORIU DE CALCUL

Calculul surubului principal

Calculul piulitei

Calculul cupei

Calculul corpului mecanismului

Calculul mecanismului de actionare

B.   DESENE

Desenul de ansamblu al mecanismului surub-piulita

Desenul de executie pentru surub

Desenul de executie pentru piulita

1. MECANISME SURUB-PIULITA. MATERIALE

1.SURUBURI DE MISCARE

Caracteristicigeometrice si functionale ale filetului trapezoidal

Profilul de baza (SR ISO 2901) este profilul teoretic corespunzator dimensiunilor de baza si anume: diametrul exterior, diametrul mediu si diametrul interior (fig. A).

Profilele reale ale filetului surubului (exterior) si piulitei (interior), numite in SR ISO 2901 profilele la maximum de material, au dimensiunile prezentate in fig.B - profilele cu joc la fundul filetului (ac) si fara joc pe flancuri - si in fig.C - profilele cu joc la fundul filetului (ac) si cu joc pe flancuri (s/2).

Unghiul profilului filetului este α = 30⁰.

• Elementele geometrice ale filetului, care se calculeaza:

H₁ = 0,5P;

h₃ = H₄ = H₁ + a_c = 0,5P + a_c, unde a_c = 0,25 mm - pentru 2mm ≤ P ≤ 5mm;

a_c = 0,5mm - pentru 6mm ≤ P ≤ 12mm; a_c = 1,0mm - pentru P ≥ 14mm;

z = 0,25P = H₁/2;

R_1max = 0,5a_c;

R_2max = a_c;

s = 0,26795 es, unde es este abaterea superioara pentru filetul exterior.

• Avantaje

- rezistenta si rigiditate a spirei mai mari decat ale filetului patrat

- asigura o centare buna a piukitei pe surub

- prelucrarea prin frezare confera o productivitate marita fata de strunjire

- folosirea piulitelor reglabile radial (sectionate) permite eliminarea jocului axial,

creat in urma uzarii flancurilor.

• Dezavantaje

Randamentul transmisiei surub-piulita cu filet trapezoidal este mai mic dacat al

filetului patrat.

• Recomandari de utilizare

Pentru mecanismele surub-piulita care transmit sarcini mari, in ambele sensuri [ 18,

19, 25, 26 ]

• Combinatiile posibile diametre nominale - pasi

Sunt prezentate in SR ISO 2902 si SR ISO 2904, pentru filetele metrice trapezoidale

ISO, avand profilul de baza definit in SR ISO 2901.

Diametrele nominale sunt plasate pe trei siruri, recomandandu-se folosirea celor din

sirul 1 si daca este necesar din sirul 2. pentru diametrul nominal sunt prezentati doi

sau trei pasi (fin si normal, respectiv fin, normal si mare, pasul normal fiind prezentat

ingrosat), recomandandu-se folosirea pasilor normali.

• Notare

- Filet trapezoidal cu un singur inceput, filet dreapta: Tr dxP (de exemplu, Tr 28x5)

- Filet trapezoidal cu doua inceputuri, filet dreapta Tr dxP_h (PP_profil) (de exemplu,

Tr 28x10 (P5))

- Filetul trapezoidal pe stanga se noteaza adaugand dupa simbolul filetului grupul de

litere LM: Tr dxP LM (de exemplu, Tr 28x5 LM).

Notarea completa a unui filet, conform SR ISO 2903, trebuie sa cuprinda o notare

pentru simbolul filetului si dimensiunile acestuia si o notare pentru toleranta filetului.

Notarea tolerantei cuprinde numai simbolul corespunzator tolerantei la diametrul

Mediu. Nu este necesar sa se noteze tolerantele la diametrele de varf, deoarece pentru

D₁ si d este specificata o singura treapta de precizie, pozitia tolerantei fiind

intotdeauna aceeasi.

Notarea tolerantei trebuie sa cuprinda o cifra, care indica treapta de precizie pentru

diametrul mediu si o litera, care indica pozitia tolerantei la diametrul mediu -

majuscula pentru filetul interior (al piulitei) si obisnuita pentru filetul exterior (al

surubului).

2. PIULITELE

Se executa, in general, din materiale antifrictiune, pentru a se diminua frecarea si uzura in timpul functionarii. Pentru piulitele fixe se folosesc cu precadere aliajele de tip Cu-Sn sau fonte cenusii. Deoarece caracteristicile mecanice ale acestor materiale sunt mai scazute decat ale otelului din care este executat surubul, uzarea se produce la nivelul filetului piulitei, fiind protejat astfel surubul, mai dificil de executat si cu dimensiuni mult mai mari.

In situatia in care piulitele au forme speciale - prezinta bolturi, la cricul cu piulita rotitoare - materialele folosite se recomanda a fi oteluri de uz general pentru constructii sau oteluri carbon de calitate.

3. CORPURILE

Se executa in constructie turnata, materialele recomandate fiind otelurile turnate sau fontele cenusii, respectiv in constructie sudata, elementele componente ce urmeaza a fi sudate fiind executate din oteluri de uz general pentru constructii. Alegerea variantei constructive - turnata sau sudata - se justifica in functie de seria de fabricatie.

4. CUPA

Ca element de sustinere a sarcinii, se executa in constructie turnata, materialele fiind otel turnat, respectiv fonta cenusie, sau se obtin in urma prelucrarilor mecan8ice, din otel de uz general pentru constructii.

CLICHETUL

In constructie orizontal sau vertical, se executa din tabla, prin prelucrari mecanice

6. MANIVELA

Se executa in constructie turnata, cu prelucrari mecanice ulterioare, din otel turnat sau fonta cenusie, sau din otel de uz general pentru constructii, prin prelucrari mecanice.

In calculele de rezistenta sunt necesare caracteristicile mecanice principale ale acestor materiale - rezistenta la rupere la tractiune (R_m), limita de curgere (R_e, respectiv R_p02) si eventualele duritati la livrare.

2. CALCULUL MECANISMELOR SURUB-PIULITA

Proiectarea transmisiilor mecanice de tipul mecanismelor surub-piulita impune rezolvarea problemelor legate de stabilirea structurii mecanismului, de calcul de rezistenta al elementelor componente, de stabilirea formei constructive a acestora, care sa raspunda unei functionari corecte, pentru ca in final sa fie definitivata forma constructiva a ansamblului mecanismului.

Cricul cu piulita rotitoare

Schema structurala si sarcinile care incarca elementele cricului cu surub si piulita rotitoare sun prezentate in figura de mai jos. Principalele elemente ale acestui cric sunt: cupa 1, surubul de miscare 2, piulita rotitoare 3, corpul 4 si mecanismul de actionare 5, prin care se intervine asupra piulitei rotitoare.

Modul de functionare al cricului cu piulita rotitoare se poate urmari pe schema structurala. Prin rotirea piulitei 2, prin intermediul mecanismului de actionare 5, surubul 2 va executa doar miscarea de translatie, in sensul ridicarii (coborarii) sarcinii, rotirea acestuia fiind impiedicata de cupla de translatie realizata intre surub si corpul 4.

Datorita imposibilitatii rotirii surubului la cele doua capete (in zona cupei si cea a corpului), acesta poate fi considerat, in timpul functionarii, ca o grinda incastrata la ambele capete, solicitata la torsiune. Daca se cunoaste momentul de insurubare M_ins, din cupla elicoidala surub-piulita, din achilibrul surubului, rezulta incarcarea la torsiune in sens invers a portiunilor de surub dintre piulita si cupa, respectiv dintre piulita si corp. Fiecare din aceste portiuni vor fi incarcate cu momente de torsiune egale cu 0,5M_ins, trecerea da la un sens la celalalt de incarcare a tijei surubului realizandu-se in zona centala a piulitei.

Cealalta solicitare a elementelor cricului este compresiunea, sarcina care incarca aceste elemente fiind sarcina de ridicat Q. Prin mecanismul de actionare, montat pe piulita, trebuie sa se realizeze un moment motor M_m care sa echilibreze atat momentul de insurubare M_ins cat si momentul de frecare M_f ce apare in cupla de frecare (de regula un rulment axial) dintre piulita si corp, deci M_m = M_ins + M_f.

3. METODOLOGIA DE PROIECTARE A CRICULUI CU PIULITA ROTITOARE

. STABILIREA SARCINILOR CARE INCARCA ELEMENTELE CRICULUI