Presa cu Piulita

=== cuprins 520597 ===

1. Cuprins

=== memoriu tehnic!! ===

REDUCTOR CONIC

CU DINTI DREPTI

P=3.25kw

n=1000rot/min

u=5.75

1. Memoriu tehnic

1.1. Reductoare – consideratii generale

Reductoarele cu o singurã treaptã de reducere se pot împãrti în urmãtoarele tipuri de bazã, în functie de tipul angrenajului:

– cu roti dintate cilindrice cu dinti drepti sau înclinati;

– cu roti conice;

– angrenaje melc-roatã melcatã.

Componentele principale ale reductoarelor cu o singurã treaptã de reducere sunt urmatoarele:

– carcasa reductorului;

– cei doi arbori (arborele de intrare si cel de iesire);

– rotile dintate;

– lagãrele;

– elementele de etansare;

– dispozitivele de ungere;

– capacele;

– indicatorul de nivel al uleiului;

– aerisitorul;

– elementele pentru ridicarea reductorului;

– dopul de golire, organele de asamblare.

Carcasa reductorului se compune în general din douã parti, corp si capac, asamblate între ele prin stifturi de centrare si prin suruburi de fixare. stifturile de centrare sunt necesare pentru asigurarea unei pozitii precise a capacului în raport cu corpul reductorului. De cele mai multe ori carcasa este realizatã prin turnare având prevãzute nervuri de rigidizare si rãcire. În cazul unor unicate sau serii mici de fabricatie carcasa se poate realiza si prin sudura. La constructiile sudate cresc cheltuielile legate de manopera, dar se reduc cheltuielile legate de pregatirea fabricatiei, comparativ cu varianta de carcasa turnata. Pentru fixarea reductorului pe fundatie sau pe utilajul unde urmeaza sa functioneze, in corp sunt prevazute gauri in care intra suruburile de prindere.

Arborii sunt realizati de obicei cu sectiune variabilã, având capetele cu diametrul si lungimea standardizatã, prevazute cu pene pentru transmiterea momentelor de torsiune. Arborele pe care se introduce miscarea în reductor se poate executa împreuna cu pinionul

cilindric, cu pinionul conic sau cu melcul motive de reducere a gabaritului si cresterii rezistentei pinionului.

Rotile dintate cilindrice, conice si roata melcatã sunt montate pe arbori, prin intermediul unor pene paralele fixate axial cu ajutorul umerilor executati pe arbori, cu bucse, distantiere etc. În cazul când dantura se executã din materiale deficitare se recomandã executarea rotii din douã materiale.

Lagarele, în general, sunt cu rostogolire, folosind rulmenti cu bile sau cu role. Uneori, la turatii mici, reductoarele se pot executa si cu lagare de alunecare. Ungerea rulmentilor se poate realiza cu ajutorul uleiului din reductor sau cu vaselinã destinatã in acest scop. Reglarea jocului din rulment se face prin intermediul capacelor sau piulitelor speciale pentru rulmenti, tinând seama de sistemul de montare în O sau in X.

Elementele de etansare utilizate mai frecvent in cazul reductoarelor sunt mansetele de rotatie cu buza de etansare si inelele de pisla.

Dispozitivele de ungere sunt necesare pentru asigurarea ungerii cu ulei sau unsoare consistentã a rulmentilor, uneori chiar a angrenajelor când nici una din rotile dintate nu ajunge în baia de ulei. Conducerea lubrifiantului la locul de ungere se realizeaza folosind diverse constructii de dispozitive de ungere (canale de ungere, ungãtoare, roti de ungere, inele de ungere, lant de ungere etc.).

Capacele servesc la fixarea si reglarea jocurilor din rulmenti, la asigurarea etansãrii, fiind prinse în peretele reductorului cu ajutorul unor suruburi.

Indicatorul nivelului de ulei din reductor este executat sub forma unei tije pe care sunt marcate nivelul maxim, respectiv minim al uleiului, sau sub forma unor vizoare montate pe corpul reductorului. Exista si indicatoare care functioneaza pe principiul vaselor comunicante, realizate pe baza unui tub transparent care comunicã cu baia de ulei.

Elementele pentru ridicarea reductorului si manipularea lui sunt realizate sub forma unor inele de ridicare cu dimensiuni standardizate si fixate în carcasa prin asamblare filetatã. Uneori, tot în scopul posibilitatii de ridicare si transportare a reductorului, pe carcasã se executã niste umeri de ridicare (inelari sau tip cârlig). La reductoarele de dimensiuni mari întâlnim ambele forme, inele de ridicare în capacul reductorului si umeri de prindere pe corp.

1.2. Reductoare conice

In paginile care urmeaza sunt prezentate 3 constructii de reductoare cu roti dintate conice, cu arborii alezati in plan orizontal si vertical. La aceste tipuri de reductoare se pun doua probleme importante si anume:

– asigurarea posibilitatii de reglare a jocului din rulmentii arborelui pe care este montat pinionul

– asigurarea posibilitatii de reglare a jocului dintre flancurile dintilor.

Pentru asigurarea posibilitatii de reglare a jocului din dantura si pentru a respecta conditia ca punctul de intersectie a generatoarelor conurilor de divizare sa cada pe intersectia axelor arborilor este necesar ca arborii impreuna cu rotile dintate sa se poata deplasa axial, regland suruburile din capacele rulmentilor de la roata condusa si suruburile care fixeaza pozitia arborelui pinionului conic. Jocul din rulmentii arborelui pinionului conic se regleaza cu ajutorul capacului de l

2. Memoriu justificativ

2.1.1. Scopul si definitia proiectului

Sa se proiecteze un reductor conic cu dinti drepti, cu o treapta de reducere, pentru urmatoarele date initiale: puterea motoare electrica P = 3.25 kW, turatia motoare electrica

n =1000 rot/min si raportul de transmitere u = 5.75.

2.1.2. Schema cinematicã transmisiei

2.1.3. Alegerea materialelor pentru roti si angrenaje

Rotile dintate se pot executa dintr-o gama foarte larga de materiale. Alegerea materialelor in mod cit mai rational cere recunoasterea sarcinilor ce urmeaza a fi transmise prin dantura, durata totala de functionare a angrenajului, caracteristicile de rezistenta a materialului, forma semifabricatului (raportul b/d). Principalele materiale utilizate la confectionarea rotilor dintate sunt: otelurile, fontele, alama, bronzul si materialele plastice de tipul textolitului.

Din grupa otelurilor se folosesc: oteluri carbon de calitate STAS 880-80, oteluri aliate de cementare si oteluri aliate superioare STAS 791-90, otel turnat STAS 600-80, iar uneori la roti putin solicitate otel carbon obisnuit STAS 500/2-80.

Grupa fontelor care se utilizeaza in constructia angrenajelor cuprinde: fonta cu grafit nodular STAS 6071-75 si fonta antifrictiune STAS 6073-73, iar pentru solicitari mici, fonta cenusie obisnuita, mai ales pentru rotile dintate utilizate la transmisiile deschise de la masini agricole sau masini de ridicat si transportat.

Pentru rotile dintate putin solicitate se utilizeaza materiale neferoase de tipul alamei si bronzului. Aceste materiale se prelucreaza usor, se comporta bine la uzura si sunt antimagnetice. Materialele metalice de tipul otelurilor si fontelor se supun tratamentelor termice in scopul maririi cifrelor de rezistenta, precum si pentru a imbunatatii comportarea flancurilor dintilor la diversele forme de uzura.

Duritatea flancurilor pinioanelor trebuie sa fie ceva mai mare decit duritatea rotilor conduse pentru a preveni pericolul griparii suprafetelor flancurilor active ale angrenajului si pentru a asigura pinionului o durata de functionare apropiata de cea a rotii

Pentru angrenajul tratat in proiect se foloseste otel de inbunatatire OLC 60 conform STAS 880-80 .

2.2. Transmisii prin curele trapezoidale

2.2.1. Consideratii generale

Curelele trapezoidale se utilizeaza in general pentru transmiterea unor puteri mai mici sau egale cu 1200 kW, la viteze periferice de pina la 40 m/s si rapoarte de transmitere pina la 7 (exceptional 10).

In functie de marimea raportului dintre latimea de calcul masurata pe linia neutra si inaltimea sectiunii curelei, curele trapezoidale se executa in doua variante: clasice si inguste.

Curelele trapezoidale clasice se executa in urmatoarele tipodimensiuni: Y, Z, A, B, C, D, E, putindu-se utiliza la viteze periferice de pina la 30 m/s.

Curele trapezoidale inguste se executa in urmatoarele tipodimensiuni: SPZ, SPA, SPB, SPC, putindu-se utiliza la viteze periferice v de pina la 40 m/s. Ele poseda o capacitate portanta mai mare, ca urmare a repartizarii mai bune a sarcinii pe latime, asigurind astfel posibilitatea reducerii cheltuielilor materiale pentru curea si roata. Datorita acestui fapt la constructiile noi se recomanda utilizarea curelelor trapezoidale inguste, cele clasice fiind utilizate numai la utilaje existente, in cazul unor reparatii sau modificari.

Pentru dimensiunile principale ale rotilor de curea se va consulta STAS 1162-77.

Alegerea distantei axiale intre cele doua limite prescrise se face tinind seama de influenta acesteia asupra durabilitatii curelei, numarul de curele necesar precum si de anumite conditii de gabarit impuse. Daca nu avem limitata distanta axiala prin conditii de gabarit, se recomanda alegerea distantei axiale spre limita maxima pentru a marii durabilitatea curelei prin micsorarea frecventei indoirilor si micsorarea numarului necesar de curele.

2.2.2. Schema cinematica a transmisiei cu curele

2.2.3. Roti pentru curelele trapezoidale

Rotile de curea trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii: sa fie usoare, echilibrate, bine centrate pe arbore, sa aiba o buna aderenta si sa nu uzeze cureaua.

Materialele utilizate in constructia rotilor de curea sunt: fonta turnata (la v < 30 m/s), otel, aluminiu, materiale plastice, lemn, sau carton presat.

Forma si dimensiunile canalelor rotilor pentru curele trapezoidale sunt prezentate in STAS 1162-77, in functie de tipul curelei.

Pentru prescrierea abaterilor de forma si pozitie a sectiunii canalului rotii de curea se va folosi STAS 1162-77.

2.3. Elemente constructive privind carcasa reductorului

Carcasele reductoarelor trebuie sa indeplineasca urmatoarele functiuni: sa asigure preluarea sarcinilor care apar in timpul functionarii, sa asigure inchiderea linilor de forte prin fundatie, sa protejeze angrenajele contra unor factori externi, sa pastreze lubrifiantul necesar pentru ungerea angrenajelor, sa asigure transmiterea caldurii spre exterior.

Tinind seama de cerintele de mai sus, carcasele reductoarelor trebuie sa satisfaca conditii ca rezistenta si stabilitate corespunzatoare, posibilitatea de prelucrare si asamblare simpla, ungerea buna a angrenajelor si rulmentilor, racire corespunzatoare, posibilitatea de control si supraveghere in functionare, forma estetica moderna.

Formele constructive ale carcaselor de reductoare au evoluat in timp, dar se tine seama de factorii tehnologici si de functionare. La stabilirea formei exterioare, trebuie sa fie utilizate elemente spatiale simple si numar cit mai redus. Grosimea peretilor trebuie sa fie stabilita tinind seama de conditiile de rezistenta, rigiditate si posibilitatile de turnare sau sudare. Pentru marirea suprafetei de racire si pentru rigidizare pe peretii reductoarelor se prevad nervuri.

Prelucrarea carcaselor de reductor incepe cu rabotarea sau frezarea suprafetei de separatie, care va servi ca baza tehnologica pentru operatiile urmatoare. Se prelucreaza apoi talpa corpului de reductor, folosind ca baza tehnologica suprafata de separatie.

In operatia urmatoare se executa gaurile in care se introduc suruburile cu care se fixeaza capacul de corpul reductorului.

Dupa executarea acestor operatii se fixeaza capacul de corp cu ajutorul suruburilor, si incepe prelucrarea alezajelor in care se vor introduce rulmentii, elementele de etansare si capacele de fixare. Se recomanda ca alezajele sa fie de trecere cu cit mai putine trepte pentru o executie cit mai simpla si usoara.

Dimensiunile carcasei reductorului depind de numarul si dimensiunile pieselor din reductor, de dispunerea acestora in spatiu, si de marimea jocurilor dintre ele. Odata cu cresterea dimensiunilor carcasei, creste masa ei, si pretul de cost. Tendinta generala trebuie sa fie obtinerea unor carcase cu dimensiuni minime.

2.4. Arborii

Pentru arbori alegem materialul din care sunt confectionati ca fiind OL60 care are rezistenta de rupere la tractiune (r), la temperatura de 20s Celsius cuprinsa in intervalul (590…710) N/mm2. Având in vedere faptul ca temperatura de functionare este in general mai mare alegem r=550 N/mm2.

Lungimile:

Se aleg in conformitate cu STAS 75-80 (dimensiuni liniare normale de uz general in constructia de masini) si are ca scop stabilirea unor game dimensionale rationale.

2.5.Rulmentii

Lagarele cu rulmenti sunt organe de masini complexe care trebuie sa realizeze:

A. rezemarea arborelui;

B. pozitionarea axiala a acestuia;

C. posibilitatea dilatarii arborelui.

Realizarea acestor functii este conditionata de indeplinirea unor serii de conditii legate de constructia, rezistenta, rigiditatea , precizia de executie, montajul lagarului.

Rulmentul, ca organ principal al lagarului, determina o anumita solutie constructiva a acestuia, impune o anumita categorie de reglaje, influenteaza chiar dimensiunile arborelui, precum si gabaritul constructiei. De asemenea, are o influenta directa asupra functionarii angrenajului.

Rulmentii pot fi separabili si neseparabili.

In cazul angrenajului utilizat vom folosi rulmenti radiali-axiali cu role conice.

Asigurarea posibilitatilor de ungere a rulmentilor

La stabilirea formei constructive a lagarelor cu rulmenti, trebuie sa se tina seama, de la inceput, de modul cum se vor unge rulmentii in constructia din care fac parte. Problema cheie este optiunea pentru tipul de lubrifiant: ulei sau unsoare consistenta.

Pentru reductorul prezentat se va folosi ungerea rulmentilor cu unsoare consistenta. In acest caz ei trebuie etansati spre interior (spre baie) pentru a se evita amestecarea lubrifiantilor, deoarece se pot produce precipitate, iar angrenajul se poate gripa.

Unsoarea va fi introdusa in rulmenti la montaj fara a fi necesara ungatoarea.

Alegerea tipului rulmentilor

Aceasta depinde de un numar mare de factori aflati in interdependenta si care trebuie judecati in functie de caracterul concret al constructiei. Acesti factori sunt directia sarcinii si marimea sarcinii, turatia, durabilitatea impusa, conditii de gabarit, rigiditatea carcasei, abaterile de la coaxialitate ale lagarelor si marimea deformatiilor arborilor, dilatarea arborelui, pizitionarea corecta a rotilor dintate in angrenare.

Dimensiunile rulmentilor

Rulmentul se alege preliminar si se verifica

Arborele se construieste, in general, pornind de la capatul de arbore (ales din standard) si stabilind apoi diametrele tronsoanelor urmatoare din considerente

constructive si functionale, diametre standardizate pentru mansete de etansare (roti de curea, roti dintate, rulmenti). De aceea, diametrul d al fusului rulmentului se cunoaste cu o aproximatie destul de buna.

Se alege rulmentul cu diametrul interior d astfel incit diametrul exterior D sa fie corelat cu aspectele tehnologice privind prelucrarea locasurilor rulmentilor in carcasa,

precum si cu posibilitatea trecerii prin alezajul din carcasa a unor organe montate pe arbore intre rulmenti, sau cu alte aspecte privind gabaritul constructiei.

In lipsa unor motivatii temeinice tehnico-economice, care ar impune rulmenti din clasa a 2-a de utilizare, rulmentul se va alege din clasa de utilizare 1.

2.6. Capace de fixare a rulmentilor

Cea mai utilizata forma de capac permite reglarea jocului axial in rulmenti in limite mai mari. Nu necesita prelucrarea suplimentara a canalului circular din carcasa reductorului.

2.7. Alegerea si modificarea penelor

Premize teoretice:

Pentru ansamblarea rotii conice pe arborele de iesire se vor folosi pene paralele.

2.8. Saibe pentru asamblarea cu surub a pieselor pe capetele de arbori

Prin STAS8621-84 se stabilesc dimensiunile principale ale saibelor pentru asamblarea pieselor de capete de arbore cilindrice, capete de arbore conform STAS 8724/2-77.

Aceste saibe se executa in doua tipuri. Saibele de tip 1 se utilizeaza pentru fixarea cu un surub a pieselor pe capetele de arbore cilindrice cu d mai mic sau egal cu 28 mm. Saibele de tipul 2 se utilizeaza pentru fixarea cu doua suruburi a pieselor pe capetele de arbore cilindrice cu d mai mare de 28 mm.

2.9. Etansari cu mansete de etansare pentru arbori in rotatie

(mansete de rotatie)

Folosirea mansetelor de rotatie cu buza de etansare se recomanda la urmatoarele conditii de functionare:

– diferenta de presiune intre mediile etansate nu depaseste 0,05 MPa;

– viteza periferica a arborelui fata de manseta de etansare de maximum 10 m/s;

– temperaturi cuprinse intre (-30,250) grade C.

Tipurile, dimensiunile si codificarea mansetelor de rotatie sunt date in STAS 7950/2-87. Conform acestui STAS se disting 6 tipuri constructive:

– tipul 1 (A) cu buza de etansare;

– tipul 2 (B) cu buza de etansare si armatura metalica exterioara;

– tipul 3 (C) cu buza de etansare;

– tipul 4 (AS) cu buza de etansare si buza auxiliara;

– tipul 5 (BS) cu buza de etansare, buza auxiliara si armatura exterioara;

– tipul 6 (CS) cu buza de etansare, buza exterioara, armatura exterioara si capac.

Codul de identificare dimensionala a mansetei prevazut in STAS 7950/2-87 contine 6 cifre, dintre care primele 3 reprezinta diametrul nominal d al arborelui in sutimi de milimetru, iar ultimele trei cifre reprezinta diametrul exterior nominal D al mansetei tot in sutimi de milimetru. Pentru mansetele necontinute in acest STAS codul se completeaza cu alte trei cifre care reprezinta latimea b a mansetei in sutimi de milimetru. Notarea mansetei se face prin indicarea codului, tipului materialului conform STAS 7950/1-88 si a numarului STAS-ului 7950/2-87.

Mansetele de rotatie, care functioneaza la presiuni mai mari de 0,05 Mpa, trebuie sa fie prevazute cu inele de sprijin. Garniturile manseta de rotatie cu dubla etansare se utilizeaza numai in cazurile in care este necesara etansarea intre doua spatii distincte, continind uleiuri diferite care nu trebuie sa se amestece.

La sarcini mici si viteze periferice mici ale arborilor, mansetele de rotatie pot fi eliminate prin folosirea rulmentilor protejati sau etansati. In primul caz rulmentii sunt protejati pe o parte sau pe ambele parti (simbol suplimentar Z sau 2Z) prin discuri de metal profilate, astfel incit functia de etansare sa fie realizata printr-un interstitiu intre acest disc si inelul in misare de rotatie. In medii cu poluare puternica se recomanda rulmentii etansati prin membrane elastice (cauciuc sintetic) dispuse pe o parte sau pe ambele parti (simbol suplimentar RS sau 2RS), in contact cu inelul rotitor.

BIBLIOGRAFIE

Antal, A. & colectiv "Reductoare", Institutul politehnic Cluj-Napoca, 1984.

Antal, A. & colectiv "Indrumator de proiectare pentru reductoare", Institutul politehnic Cluj-Napoca, 1983.

Antal, A. "Curs".

Antal, A. & Tataru O. “Elemente privind proiectarea angrenajelor”, Editura ICPIAF® SA, Cluj – Napoca, 1998.

Jula, A. & colectiv "Proiectarea angrenajelor evolventice", Scrisul Românesc, Craiova, 1989.

Jula,A. & colectiv "Montaje cu rulmenti. Indrumar de proiectare", Lito Universitatea Brasov, 1979.

Radulescu, Gh. & colectiv "Îndrumator de proiectare în constructia de masini", vol.3, Bucuresti, Editura tehnica, 1986.

Hulpe, V & colectiv “Desen tehnic industrial” , Institutul politehnic Cluj-Napoca, 1986.

=== presa cu piulita fixa ===

1. Cuprins

2. Tema de proiect

Să se proiecteze o presă cu piuliță fixă având următoarele date:

F=13200 [N]

h=170 [mm]

3. Memoriu tehnic

3.1 Prezentare generală

Presele cu șurub cu acționare manuală se utilizează în construcția de mașini, în ateliere, mecanice pentru îndoirea și ambutisarea unor piese de dimensiuni reduse. De asemenea presele se mai folosesc la prelucrarea unor ajustaje și la operația tehnologică de matrițare.

Principiul după care funcționează este transformarea mișcării de rotație în mișcare de translație.

Utilizarea mecanismelor cu șuruburi de mișcare în construcția de mașini se datorează avantajelor pe care le prezintă și anume:

– construcție simplă și tehnologie de execuție ușor realizabilă

– posibilitate de transmitere a unor sarcini axiale mari utilizând forțe de acționare mici

– raport mare de transmitere care duce la viteze mici

– compactitatea construcției și gabarit mic

– funcționare lină și fără zgomot

– permite utilizarea de materiale ieftine

– preț de cost scăzut

Între neajunsurile mecanismelor cu șuruburi de mișcare se menționează:

– existența unei frecări mari între spirele filetului șurubului și piuliței care conduce la uzura pieselor și la un randament scăzut

– prezenta unor puternici concentratori de tensiune în zona filetată care afectează rezistența la oboseală a șurubului

– lipsa autocentrării

– necunoașterea exactă a forțelor de strângere

3.2 Variante constructive

3.2.1 Presa cu piuliță fixă cu batiu în consolă

În cazul acestei variante batiul are o forma deschisă. La partea inferioară are o suprafață plană pe care se așează accesoriile în care se reazemă piesa asupra căreia se acționează. De asemenea talpa este prevăzută cu găuri pentru fixarea piesei pe postament. Se observă că talpa presei este scobită, pentru a asigura o poziționare mai precisă a presei. La partea superioară a batiului are o consolă în care se montează piulița fixă. La acest tip de presă se recomandă montarea piuliței cu un ajustaj intermediar cu strângere mică. Piulița se asigură împotriva rotirii cu șuruburi. Șurubul de forță este acționat de la roata de mână, care are brațele sudate, iar capetele acestora sunt prevăzute cu bile. Roata de manevră este calată pe o porțiune de secțiune pătrată și este fixată cu piulița. Șurubul se reazemă axial în berbec, la ridicare acționând asupra celor două plăci fixate de berbec, ridicându-l.

3.2.2 Presa cu piuliță fixă din profil laminat

Pentru această presă este caracteristică construcția batiului din profil laminat U îndoit și sudat în formă de cadru. Masa presei este prevăzută în partea superioară cu canale T necesare fixării unor dispozitive folosite la presare, iar în partea inferioara cu locașuri pentru șuruburile de fixare a presei pe postament. Piulița fixă este montată în alezajul din partea superioară a batiului. Pe șurubul de forță este montată manivela. Asamblarea șurub de forță – manivelă se face cu profil pătrat în secțiunea transversală.

3.2.3 Presa cu piuliță fixă, varianta cu coloane

Aceasta este caracterizată prin prezența coloanelor în construcția batiului presei, care au un rol de ghidare a traversei mobile și de susținere a traversei fixe. Piulița este prinsă de traversa fixă cu ajutorul șuruburilor de fixare. Acționarea se face asupra manivelei care prin intermediul porțiunii de calare acționează asupra șurubului de forța. Frecarea dintre șurubul de forță și traversa mobilă se reduce cu ajutorul rulmentului axial. Masa presei are o formă circulară fiind prevăzută cu canale T în partea superioară, cu locașuri pentru șuruburile de fixare pe fundație și clemă, alezaje filetate în care se înșurubează coloanele.

3.3 Norme de protecția muncii

Pentru a evita accidentele, proiectantul va lua următoarele măsuri :

verificarea șurubului la solicitări compuse;

asigurarea asamblărilor;

utilizarea materialelor corespunzătoare;

verificarea înaintea livrării.

Măsuri impuse beneficiarului :

personalul de lucru trebuie să fie instruit corespunzător;

dispozitivul de strângere nu se va supune la șocuri și lovituri directe;

asamblarea șurub-piuliță se va unge periodic cu unsoare consistentă.

3.4 Justificarea claselor de precizie a ajustajelor și rugozităților

În alegerea acestora trebuie să se țină seama că aceste mecanisme nu lucrează la viteze mari și nu se impune o precizie ridicată.

Rugozitățile se aleg în funcție de rolul funcțional al pieselor, astfel pentru flancurile filetelor se alege o rugozitate de 0,4 pentru reducerea frecărilor și mărirea randamentului, iar pentru restul pieselor se va alege o rugozitate de 3,2.

Pentru asamblarea piuliței fixe, corpul presei se va prelucra astfel încât între piuliță și corp să fie un ajustaj cu strângere mică.

Găurile din cupă pentru fixarea acesteia de capătul șurubului se vor prelucra astfel încât între știft și cupă să existe strângere pentru a asigura fixarea corespunzătoare a acesteia.

Suprafețele de reazem, mecanismul de acționare și corpul presei se vor vopsi pentru a fi protejate contra coroziunii.

4. Memoriu justificativ de calcul

4.1 Alegerea filetului

Se alege între filetul trapezoidal și filetul ferăstrău ( STAS 2234/1-75 ).Vom alege pentru șurubul de forță filetul trapezoidal (STAS 2114/1-75) din următoarele considerente:

– are profilul de forma unui trapez rezultat din teșirea unui triunghi isoscel cu unghiul la vârf de 30 grade și baza egală cu pasul

– flancul filetului are o înclinare de 15 grade

– jocurile la diametrul interior și exterior sunt egale

– fundul filetului este rotunjit cu r=0,25mm pentru P=8-12mm și respectiv r=0,5mm pentru P>12

are o rezistență și o rigiditate mai mare decât filetul pătrat

asigură o bună centrare între șurub și piuliță

se poate executa prin procedeul de frezare

Filetul trapezoidal are dimensiunile standardizate conform STAS/ 2114-75 putând fi executat cu pas normal, fin sau mare :

D=d –diametrul nominal al filetului

pentru 1.5

pentru 2<p<5

pentru 6<p<12

pentru p=14

Filetul trapezoidal se recomandă în cazul mecanismelor cu șurub și piuliță care transmit sarcini mari în ambele sensuri.

4.2Alegerea materialului șurubului și piuliței

Alegerea materialului pentru șurub și piuliță ca elemente ale mecanismelor cu șurub depinde de mai mulți factori:

caracteristicile mecanice ale materialului

asigurarea condițiilor funcționale, tehnologice și economice în modul cel mai favorabil

fiabilitatea optimă în contextul unor cheltuieli de producție minimă

Caracteristicile importante mecanice ale materialului pentru șurubul și piulița din construcția mecanismelor cu șurub sunt:

(Rp0.2) – limita de curgere

(Rm) – limita de rupere

– alungirea

– modulul de elasticitate

Pentru șuruburi de mișcare supuse la solicitări mici și mijlocii cu acționare manuală (viteza relativă la filet între șurub și piuliță este mică nu impune durificarea flancurilor) se va opta pentru un oțel laminat.

Alegem pentru șurubul de mișcare materialul OL50 (STAS 500/2-80) care are caracteristici mecanice de rezistență acoperitoare, proprietăți de prelucrare bune și nu necesită tratament termic.

Caracteristicile lui OL50:

rezistenta la tracțiune

rezistenta la încovoiere

rezistenta la răsucire

rezistenta la forfecare

Solicitări

tracțiune

încovoiere

răsucire

forfecare

Caracteristicile mecanice

rezistenta la tracțiune

limita de curgere

alungirea la rupere

Piulița ca element component al cuplei de frecare șurub-piuliță din mecanismul cu șurub, este indicat a fi astfel construită încât uzura să fie concentrată asupra ei.

Se recomandă ca materialul ales pentru piuliță să aibă modulul de elasticitate mai mic decât cel al materialului șurubului, ceea ce are ca efect uniformitatea repartizării sarcinii pe spire, îmbunătățirea comportării la oboseală.

Materialul pentru piuliță se va alege în așa fel încât să se limiteze presiunea de contact dintre spirele piuliței și ale șurubului la valori reduse evitându-se astfel uzura prematură.

Deoarece nu este indicat să se utilizeze același material pentru piuliță și șurubul de forță vom utiliza cuple de materiale care au o comportare bună din punct de vedere al rezistenței la uzură:

oțel pe fontă;

oțel pe bronz moale;

oțel pe fontă antifricțiune.

Materialele pentru șurubul de forță și piuliță se aleg diferit și din cauza uzurii în timp a materialelor. Astfel se preferă alegerea unui material mai moale pentru piuliță deoarece înlocuirea acesteia este mult mai simplă și construcția ei nu necesită multe procedee tehnologice în comparație cu șurubul de forță.

Materialul ales pentru construcția piuliței este fontă Fgn400-12 care are următoarele caracteristici:

1) Solicitări cu concentratori de tensiune:

– tracțiune

2) Solicitări fără concentratori de tensiune:

– tracțiune

3) Caracteristicile mecanice pentru Fgn400-12 conform STAS 6071-85:

– rezistența minimă la tracțiune

– limita de curgere

– duritate HB

alungirea la rupere

4.3 Calculul și determinarea dimensiunilor pentru șurubul de forță

Valoarea forței cu care va acționa presa este de F=13200 [N] iar șurubul de forță are o cursă maximă de hmax = 170 [mm]. Presiunea admisibilă de contact dintre cele două materiale alese pentru cuplul șurub-piuliță (OL50 și Fgn400-12) este qa = 5 [N/mm2].

Determinarea diametrului mediu al șurubului de forță se face cu relația:

unde: d2 – diametrul mediu al șurubului

– factor dimensional (pentru filet trapezoidal h=0.5)

– factorul de lungime al piuliței

Din calcule se obține valoarea diametrului mediu

d2 = 28.99 [mm]

iar cea mai apropiată valoare standardizată este

d2 = 29 [mm]

valoare care ne conduce la alegerea șurubului de forță cu următoarele caracteristici:

diametrul nominal d = 34 [mm]

pasul filetului, P = 6 [mm]

diametrul mediu d2 = D2 = 31 [mm]

diametrul interior d3 = 27 [mm]

diametrul interior D1= 28 [mm]

numărul de începuturi n = 2

notație: Tr 34×6

Se determină:

4.4 Determinarea numărului de începuturi pentru filetul șurubului de forță

În cazul preselor se preferă alegerea filetelor cu mai multe începuturi deoarece acestea asigură o miscare de translație mai rapidă a șurubului la același număr de rotații iar suprafața (spirele) care preia sarcinile se dublează sau triplează în funcție de numărul de începuturi. La presele manuale nu se impune realizarea autofrânării deci, numărul de începuturi ales în cazul de față este

n = 2.

4.5 Calculul numărului de spire în contact

Determinarea numărului de spire în contact se face cu ajutorul formulei:

Valoarea lui z obținută din calcule este z =10.33 . Numărul de spire în contact se recomandă a fi între 6 ≤ z ≤ 11. Vom alege astfel o valoare de z = 10.33 spire în contact.

Valoarea lui z se va folosi în calculul lungimii piuliței cu ajutorul formulei :

Pentru aflarea lungimii filetului șurubului de forță este necesar să cunoaștem următorii parametrii:

h – cursa șurubului de forță

m – înălțimea piuliței

P – pasul filetului șurubului de forță

Din formula de calcul a lungimii filetului

4.6 Verificarea șurubului de forță

Deoarece șurubul de forță este supus unor solicitări este necesară verificarea rezistenței acestuia la răsucire și compresiune. Pentru calculul de verificare la aceste solicitări avem nevoie de

momentul de torsiune care se calculează cu formula:

.

Pentru determinarea efortului unitar la compresiune vom folosi formula:

Efortul unitar de răsucire este:

Deoarece șurubul este supus la solicitări compuse va trebui să determinăm efortul unitar echivalent cu ajutorul relației:

care, comparată cu rezistența la tracțiune, , va arăta că șurubul rezistă.

4.7 Verificarea spirelor șurubului

O mare parte a eforturilor sunt preluate de către spirele șurubului fapt pentru care este necesară o verificare a acestora la solicitările de strivire, încovoiere și forfecare, știind că H1 este înălțimea utilă și pentru filetul trapezoidal are valoarea:

Solicitare la strivire:

Solicitare la încovoiere:

Solicitare la forfecare:

Valorile obținute prin calcul se compară cu valorile maxime admisibile ale materialului folosit pentru șurub din paragraful 4.2 și se observă că spirele rezistă.

4.8 Verificarea șurubului la flambaj

Prin definiție flambajul este pierderea stabilității elastice a unui corp solicitat la compresiune, fenomen care apare la acțiunea unei forțe critice (valoare a forței la care apare fenomenul de flambaj). Pentru a verifica șurubul la flambaj, trebuie să determinăm mai întâi coeficientul de zveltețe al acestuia. Pentru aceasta considerăm . Vom determina apoi aria secțiunii șurubului:

Momentul de inerție se determină cu formula:

Coeficientul de zveltețe rezultă din formula:

Deoarece valoarea coeficientului de zveltețe este mai mic decât 60,verificarea la flambaj nu este necesară. Trebuie totuși să respectăm condiția:

Verificare:

Condiția de mai sus este îndeplinită.

4.9 Dimensionarea piuliței

Cu ajutorul notațiilor din figura 4.3[1] vom calcula dimensiunile piuliței fixe. Astfel diametrul exterior al piuliței De se calculează cu formula:

Vom alege constructiv: De=46 (mm)

Grosimea peretelui piuliței se calculează cu formula:

Pentru calculul diametrului gulerului piuliței fixe se folosește formula:

însă, deoarece piulița este fixată de corpul presei cu ajutorul unor șuruburi, a fost nevoie de o supradimensionare a gulerului.

Valoarea aleasă este:

Înălțimea gulerului este:

Șuruburile de fixare a piuliței se aleg conform STAS 3336-81, în cazul de față M6.

4.10 Verificarea corpului piuliței

Piulița fixă este supusă la solicitări compuse fapt pentru care necesită o verificare la solicitările de tracțiune și răsucire la corp și încovoiere și forfecare la guler.

Astfel verificările se fac la:

1) corp:

– tracțiune: , σt = 18.862 [N/mm2], iar pentru fontă Fgn400-12 σat = 49 [N/mm2].

– răsucire , τt = 3.381 [N/mm2], iar pentru fontă Fgn400-12 τt = σat = 49 [N/mm2].

De aici avem și rezultă o valoare σech = 20.039 [N/mm2] < σat

2) guler:

– încovoiere , σi = 40.675[N/mm2] (se consideră sarcina concentrată la capatul gulerului)

– forfecare , τf = 5.708 [N/mm2]

-strivire:

Comparând rezultatele obținute din calcule cu valorile admisibile la solicitările verificate mai sus pentru fontă Fgn400-12 se observă că piulița rezistă la solicitările mai sus menționate.

4.11 Calculul mecanismului de acționare

Pentru acționarea preselor cu piuliță fixă se utilizează o manivelă montată pe partea superioară a șurubului de forță. Lungimea manivelei se determină în funcție de momentul de torsiune total care să fie realizat de către muncitor pentru acționarea presei.

Se calculează:

– unde Fm = 300 [N] de unde rezultă L = 152.77 [mm] la care se mai adaugă o lungime l0 = 50 [mm]. Lungimea finală a manivelei va fi deci L = 202.77 [mm]. Vom alege constructiv o lungime de L = 200 [mm].

Figura 4.2 Diagrama de eforturi și momente pentru presa cu piuliță fixă

4.12 Calculul corpului presei

Pentru realizarea corpului presei am ales o variantă care se realizează prin turnare. Materialul utilizat pentru realizarea corpului presei este oțel laminatla cald : U10 STAS 564-86/OL37 STAS 500-8e care are următoarele caracteristici:

Solicitarea la:

tracțiune: σat = 90-150 [N/mm2]

încovoiere: σai = 90-150 [N/mm2]

răsucire: τ at = 60-120 [N/mm2]

forfecare: τ af = 72-120 [N/mm2]

Alegerea materialului pentru construcția corpului presei s-a făcut în așa fel încât să nu se ajungă la un gabarit mare.

Forma și dimensiunile profilului sunt reprezentate în figura de mai jos.

5. Bibliografie

1.D. Matiesan,etc. Elemente de proiectare pentru mecanismul cu surub si piulita. Institutul Politehnic Cluj-Napoca. 1985

2. A. Jula,etc. Mecanism surub-piulita indrumar de proiectare, Brasov,Editura Lux Libris. 2000

3***** Colectie STAS

=== presa cu piulita rot ===

) MEMORIU TEHNIC

1)Introducere

Prezentul proiect are ca scop proiectarea unei prese cu piulita rotitoare.

Aceasta presa este utilizata pentru prinderea unor piese de dimensiuni

mici, in scopul prelucrarii acestora.

Presa cu piulita de forta urmatorul principiu de functionate:

-asupra mecanismului de actionare se actioneaza ci o forta (Fm) care roteste piulita de forta;

-piulita de forta transmite ghearei mobile o sarcina cu care actioneaza asupra piesei de prelucrat.

Cupla de rotatie surub-piulita transforma miscarea de rotatie in miscare de translatie, astfel surubul executa o miscare de rototranslatie.

Proiectarea masinilor si organelor de masini trebuie sa satisfaca urmatoarele cerinte principale:

-functionabilitate superioara;

-fiabilitate ridicata;

-executie si exploatare cat mai eficienta din punct de vedere economic ;

-siguranta in exploatare.

In prezentul proiect s-a tinut cont de normele de proiectare a organelor de masini, pornind de la conditiile impuse prin tema deproiectarecat si de urmatoarele criterii de proiectare;

-functional;

-tehnologic;

-de material;

-constructiv.

2)Scopul si destinatia dispozitivului

Dispozitivul va fi utilizat pentru prinderea si fixarea unor semifabricate cu sectiune circulara, in scopul prelucrarii acestora. Acest dispozitiv este destinat utilizarii atelierelor mecanice.

3)Caracteristici functionale impuse

Dispozitivul trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii functionale:

-manuire usoara;

-gabarit cat mai redus;

-curse utile cat mai mici;

-siguranta in functionare;

-posibilitatea manuirii fara a ncesita scule sau dispozitive special construite;

-posibilitati de producere a accidentelor cat mai reduse.

4)Descrierea dispozitivului si rolul

functional

Dispozitivul de fixare cu falca a piesei este un dispozitiv relativ simplu, dar care trebuie calculat cu atentie pentru a asigura o rezistenta si o buna functionare a dispozitivului.

Dispozitivul cuprinde un mecanism simplu surub-piulita si are urmatoarele componente:

-batiu;

-falca mobila;

-surub;

-piulita de forta;

-clichet;

-bacuri;

-saibe;

-suruburi de prindere.

Miscarea de rototranslatie a piulitei pe surub este obtinuta prin rotirea piulitei pe surub cu ajutorul clichetului. De aici, miscarea se transmite falcii mobile care strange piesa.

5)Functionare

La actionarea clichetului ( ), miscarea se transmite prin piulita falciimobile( ), falca mobila care la randul ei actioneaza asupra piesei blocand-o, piesa astfel blocata putand fi prelucrata.

6)Justificarea alegerii materialelor

Materialele din care se confectioneaza elementele trebuie sa nu aibe defecte de structura.

Materialul din care se executa surubul trebuie sa fie rezistent la: uzura care apare datorita variatiei sarcinii axiale, repartitia neuniforma a sarcinii pe spire.

In cazul de fata avem un surub supus la soliciari mari, actionarea fiind frecventa. S-a ales materialul OL 34 STAS 2700/3; 2700/7; 2700/9-84

Cu urmatoarele caracteristici mecanice:

-cu concentratori de tensiune:

-at =ac=36 [N/mm2];

-ai=40…43 [N/mm2];

-at=22…23 [N/mm2];

-af=29 [N/mm2];

Surubul este filetat la ambele capete, un filet fiind trapezoidal, conform STAS 2114/1-75, iar celalalt fiind metric, connform

STAS 6564-67.

Piulita s-a proiectat astfel incat uzura sa fie concentrata asupra ei deoarece este o piesa mai putin costisitoare de realizat decat surubul. Materialul folosit este Fc100 STAS 568-82, care are urmatoarele caractristici mecanice:

-rezistenta la tractiune Rm=100…160 [N/mm2];

-duritatea Brinell-100…150 [HB].

-Falca mobila a presei este confectionata din material OL 34 STAS 2700/3-84.

Bacurile schimbabile sunt din material OLC 45 CR 45-50 HR conform STAS 880-80.

7)Intretinerea dispozitivului

Exploatarea si intretinerea acestui dispozitiv impune o serie de masuri care trebuie luate pentru a evita deteriorarea elementelor componente.

Astfel, dupa terminarea lucrului se vor curata cu o perie spirele surubului si se vor unge cu ulei sau unsori consistente.

Partile active ale disopzitivului se vor unge periodic cu ulei sau unsori consistente, iarcele inactive se vor vopsi in vederea protejarii lor impotriva coroziunii.

Ungerea elementelor active se va face odata pe saptamana sau odata la trei zile, daca dispozitivul este utilizat des. Unsorile utilizate vor fi

-uleiuri indusriale de uz general STAS 373-70 si anume:

-70 –pentru surub si piulita;

-unsori consistente :

-U 75 CA sau U 80 CaO, STAS 71.

La aparitia unor defecte se va retrage dispozitivul din lucru si se va inlocui piesa defecta.