Universitatea din OradeaFacultatea de Inginerie Managerial i TehnologicSpecializarea: TCMDisciplina O.M.

Cric cu dubl aciune

Intocmit: Jejeran Thomas

Anul III, gr.631

I.Memoriu tehnic

Mecanismele cu urub fac parte din cadrul asamblrilor filetate care sunt asamblri demontabile i a cror realizare presupune existena unui element geometric, caracteristic numit filet.

Asamblrile prin uruburi au o larg ntrebuinare n construcia de maini. Aceasta se explic prin faptul c sunt uor montabile i demontabile i sunt sigure n exploatare, elementele componente se execut ntr-o nomenclatur foarte variat, ceea ce permite adaptarea lor cu uurin la orice condiii i au cost sczut, ca urmare a execuiei acestora n producie de mas, datorit folosirii pe scar larg a standardizrii.

Mecanismele urub-piuli sunt utilizate n construcia aparatelor de ridicat, a preselor cu urub, menghinelor i a dispozitivelor de avans de la unele maini-unelte pentru transformarea micrii de rotaie n micare de translaie, i, desigur, pentru transmiterea sarcinilor.

Transmisiile urub-piuli utiliznd ca element intermediar corpuri de rostogolire se aplic, pe scar larg, n industria actual a construciei de avioane, automobile, maini-unelte, maini de ridicat etc.

Mecanismele cu urub sunt folosite de asemenea n cadrul uruburilor de fixare. Asamblrile prin uruburi, solicitate static, se calculeaz n funcie de modul de acionare a sarcinii exterioare n raport cu axa urubului.

Asamblrile prin uruburi solicitate de sarcini variabile se monteaz odat cu prestrngere.

uruburile de fixare au forme constructive foarte variate, determinate de rolul pe care-l au de ndeplinit, precum i de condiiile de montare.

Tot pentru mrirea rezistenei filetului, n cazul unor montri i demontri frecvente, se utilizeaz elementele filetate speciale, ncorporate n piese executate din aliaje uoare sau materiale nemetalice, de tip keenserts sau speedserts.

Piuliele captive, din tabl, cu autoasigurare se utilizeaz pentru fixarea pieselor mai puin solicitate ale diferitelor aparate electrotehnice, a pieselor din materiale plastice. Aciunea de asigurare se obine prin comprimarea ghearelor, interioare sau exterioare, care ndeplinesc rolul de filet i prin reaciunea bazei arcuite a piuliei, ca urmare a elasticitii tablei din oel de arc. Piuliele speciale de tip Bauer-L, cu dantur frontal, care angreneaz cu suprafaa de contact a pieselor, obinndu-se n acest mod asigurarea asamblrii.

La piulia two-lock se obine un moment de frecare superior momentului interior de deurubare, din asamblare. aibele elastice, cu dini sau striate, ndeplinind acelai rol funcional ca i aibele Grower, sunt utilizate din ce n ce mai mult pe plan mondial.

2

uruburile speciale elastice se utilizeaz, n special, n construcia motoarelor cu ardere intern.

n cadrul transmisiilor prin uruburi, cu corpuri de rostogolire se asigur concomitent cu transformarea micrii de rotaie n translaie sau invers i modificarea forei axiale transmise. Corpurile de rostogolire, prin intermediul crora se realizeaz contactul dintre urubul de micare i piulia respectiv, determin caracterul deosebit al acestor cuple, conducnd la o mrire esenial a randamentului acestora.

La cuplele urub-piuli pe lng utilizarea bilelor se mai utilizeaz i alte corpuri de rostogolire, n special pentru a transmite solicitri mari axiale, se folosesc role cilindrice, conice, filetate i cu canale circulare. Astfel de transmisii sunt produse de firma Transrol fiind date dimensiunile i parametrii principali ai transmisiilor.

Aceste variante transmit sarcini mai mari, comparativ cu uruburile cu bile i au o durabilitate mai mare.

Transmisia urub piuli format din role cu canale circulare permite reducerea raportului de transmitere dintre motor i transmisia respectiv, transmind sarcini mari axiale.

Una din caracteristicile principale ale transmisiilor urub-piuli cu bile o constituie circulaia bilelor n canalele elicoidale, executate n urub sau piuli. Pentru ca bilele s nu ias afar din piuli s-au realizat sisteme de recirculare a bilelor.

Exist, desigur i uruburi conductoare, cu profil oval, fr sisteme de recirculare a bilelor, cu piuli, cu filet cu dou nceputuri, diametrul bilelor corespunznd profilului filetului piuliei. Aceste sisteme prezint dezavantajul c nu se poate realiza filetul cu pas mic, avnd i o capacitate de ncrcare limitat, ca urmare a diametrului mic al bilelor utilizate.

n cazul cuplelor urub piuli cu bile, utilizate n mecanica fin, n mecanismele de acionare a avansului la mainile-unelte cu comand program, nu este permis existena jocului axial. Din aceast cauz aceste cuple se monteaz cu prestrngere, ceea ce este favorabil i din punctul de vedere al solicitrii ulterioare i al prelurii jocurilor din ansamblu. Natural, este necesar o reglare periodic pentru compensarea jocurilor datorate uzrii. Se cunosc o serie ntreag de metode i mijloace pentru preluarea jocurilor din mecanism i realizarea prestrngerii.

Pe baza cercetrilor experimentale i a analizei asamblrilor distruse se constat c scoaterea din funciune a asamblrilor prin uruburi este determinat, n principal, de ruperea tijei urubului, sau de distrugerea filetului piuliei sau urubului.

n cazul asamblrilor solicitate la sarcini statice, distrugerile elementelor filetate sunt mai rare i datorit efectului mai redus de concentrare a tensiunilor.

3

Distrugeri ale elementelor asamblrilor filetate apar, n special datorit oboselii materialelor, la asamblri solicitate de sarcini variabile, favorizate i de puternicul efect de concentrator al filetului.

Repartizarea forei de exploatare asupra unui numr mai mare de uruburi este recomandabil, pentru c se obine o solicitare mai mic i o siguran mai mare n exploatare, iar uruburile devin mai elastice, fapt care duce la micorarea forei totale.

Dac ntr-o asamblare se utilizeaz mai multe uruburi, este bine ca acestea s se execute din acelai material, s aib aceeai form, acelai diametru i aceeai lungime.Terminologia organelor de asamblare filetate este precizat n STAS 1450/1-74 1450/5-74, iar condiiile generale sunt prezentate n STAS 2700/1 2700/6-80.

Avantajele principale ale asamblrilor filetate sunt: permit construcii foarte variate n forme compacte, au montare i demontare uoar; dezvolt fore axiale mari sub aciunea unor fore tangeniale mici; se prelucreaz uor etc.

Dezavantaje: introduc concentratori de tensiuni mari; necesit asigurarea mpotriva autodesfacerii; au randament sczut; uzura flancurilor introduce jocuri; lipsa autocentrrii.

Aspecte generale privind uruburile de micare

La mecanismele urub-piuli se pot ntlni urmtoarele combinaii de micri: piulia este fix, urubul executnd att micarea de rotaie, ct i cea de translaie, ca de exemplu la cricurile i presele cu urub; urubul este fix, piulia executnd att micarea de rotaie, ct i micarea de translaie, cum sunt cheile speciale de strngere; urubul execut numai micarea de rotaie, piulia executnd numai micarea de translaie, cum se ntlnete la menghine sau mecanismele de avans de la mainile-unelte; piulia execut numai micarea de rotaie, urubul executnd o micare de translaie, caz ntlnit la cricul cu piuli rotitoare.

Profilul filetului se alege n funcie de caracterul sarcinii transmise de mecanism, static sau variabil, de sensul acesteia, de condiiile funcionale i de randament. La sarcini mici se folosete filetul ptrat, iar la sarcini mari cel trapezoidal pe cnd in cazul sarcinilor variabile se poate utiliza filetul rotund sau ferstru.

uruburile de micare se execut din oel carbon, in cazul acionrii manuale i din oel carbon de calitate sau oeluri aliate, n cazul acionrii mecanice. Piuliele se execut dintr-un material antifriciune, ca de exemplu aliaj de bronz sau font, cnd soluia constructiv permite acest lucru, n scopul evitrii uzrii premature a urubului.

La proiectarea unui mecanism urub-piuli trebuie rezolvate probleme privind structura i cinematica mecanismului, calculul de rezisten al pieselor

4

componente, stabilirea formei constructive a ansamblului i a elementelor componente.

uruburile mecanismelor urub-piuli se dimensioneaz la solicitarea de compresiune, traciune, urmnd a fi verificate la solicitri compuse i la stabilitate. Calculul piulielor urmrete, n principal, stabilirea numrului necesar de spire i a lungimii acestora.

uruburile de micare sunt cinemarice i de acionare. Primele se utilizeaz pentru transformarea micrii de rotaie n micare de translaie sau ca uruburi de msurare, reglare i nu transmit fore mari. uruburile de acionare preiau fore axiale importante i se utilizeaz la prese, cricuri.

Prin forma sa, urubul este un organ de main cu concentratori de tensiune foarte pronunai n poriunea filetat, n partea de trecere de la filet la poriunea nefiletat i n partea de trecere de la corp la capul urubului.

n partea filetat, efortul de traciune d natere unui sistem triaxial de tensiuni. Concentrarea vrfurilor tensiunilor la fundul filetului constituie cauza principal a ruperii la oboseal a uruburilor. Constructiv, diminuarea concentratorului de tensiune se face prin rotunjirea adecvat a fundului filetului.

Forma elastic a urubului, realizat printr-o lungime mare i seciune redus pe partea nefiletat, prin subiere sau prin gurire, mbuntete sensibil comportarea la oboseal. Calitatea suprafeelor are o importan deosebit: rularea, nitrurarea, cianurarea i altele mbuntesc considerabil comportarea la oboseal a uruburilor. Rezult c pentru mrirea rezistenei la oboseal a uruburilor are o importan mai mic utilizarea materialelor superioare, atenia trebuind s fie ndreptat spre form, suprafa i tratamentul termic al urubului.

uruburile de micare sunt solicitate n principal la uzur, fapt pentru care presiunea de contact dintre spirele piuliei i ale urubului trebuie s fie ct mai mic, pentru a se evita eliminarea uleiului dintre suprafeele de contact. La uruburile de for este necesar autofrnarea, deci unghiul de nclinaie a spirelor trebuie s fie mai mic dect unghiul de frecare. La uruburile mecanismelor de transmitere a energiei, intereseaz n primul rnd randamentul, de aceea se alege un unghi de nclinaie a spirelor ct mai mare.

Prin alegerea unei forme adecvate, dac dimensionarea a fost bine fcut, se pot elimina cazurile de rupere a uruburilor. Aceste soluii duc la un pre de cost mai ridicat, de aceea se vor aplica numai n cazuri bine justificate.

Diversele soluii constructive pentru piulie, caut s uniformizeze repartiia sarcinii pe spire. n acelai scop se mai utilizeaz teirea conic a vrfurilor ultimelor spire, sau scobirea piuliei n partea inferioar, ceea ce permite deformarea ei att n direcie radial ct i axial.

Ruperile la trecerea ntre corpul i capul urubului se pot evita printr-o rotunjire cu o raz corespunztoare. Micorarea pericolului ruperii urubului la finele filetului se poate evita prin utilizarea unei tije redus sau subiat. Ruperea n dreptul primei spire de contact, care de altfel este cea mai solicitat, se mai poate

5

evita i prin filetarea urubului pe o lungime mai mic dect piulia. Pentru uruburile greu ncrcate, solicitate la oboseal, se folosete i rotunjirea fundului filetului cu o raz de curbur superioar celei normale.

Cercetrile din ultimii ani au dus la realizarea unor noi elemente n asamblrile filetate. Bobinele filetate se folosesc pentru mbuntirea rezistenei asamblrilor filetate. Bobinele se execut din diferite materiale avnd dup caz o rezisten ridicat la uzur, coroziune, gripare sau temperaturi nalte.

mbuntirea profilului filetului este una din cile principale pentru ridicarea capacitii de rezisten a asamblrilor filetate.

Variante constructive de mecanisme cu urub

Ca i soluii constructive de mecanisme cu urub-piuli utilizate n diversele domenii ale construciei de maini sunt prezentate: extractor reglabil cu urub pentru extras inele de rulmeni, cric cu piuli rotitoare, cric telescopic cu dou uruburi.

Cricul telescopic este alctuit din dou uruburi dintre care unul este tubular, iar cellalt este urub normal fiind n acest caz urubul principal. urubul principal se afl tot timpul n interiorul urubului tubular, iar datorit prezenei a dou uruburi active la acest tip de cric, sarcina preluat de cric se mparte n dou, pe spirele celor dou uruburi. Cursa acestui cric va fi i ea mprit n dou trepte, deoarece ambele uruburi se ridic simultan la punerea sub sarcin a acestuia. Piulia se dimensioneaz pentru urubul tubular la acest tip de cric. Pentru aceast variant s-a realizat tot o seciune longitudinal i se pot observa prile componente i modul de funcionare a acestuia. Prile principale ale acestui cric sunt: urub principal, urub tubular, piulia, roata de clichet, clichetul, pana, bolul, opritorul, arcul, mnerul de acionare i prelungitorul sau prghia de acionare.

6

II.Memoriu justificativ de calcul

2.1.Calculul urubului principalCalculul elementelor cricului se face n funcie de fora maxim care

acioneaz asupra sa i cursa ale cror valori sunt:Fmax=1800daN = 18000N;

C=315mm.

n cadrul cricurilor profilul filetelor uruburilor de micare poate fi ptrat, trapezoidal, ferstru, rotund.

Alegerea profilului filetului depinde de direcia i caracterul forei, de condiiile de exploatare i de randamentul impus.

Se alege tipul filetului urubului ca fiind trapezoidal.

2.1.1.Sarcina de calcul: maxFFc = ;

3,1...25,1=-alegem 25,1= ; coeficientde rigiditate.

NFc 225001800025,1 == .2.1.2.Diametrul interior al filetului determinat din condiia de compresiune (traciune):

)(1 /4 taccFd pi= ; 2)( /600...400 cmdaNtac =

-lum ./6000 2)( mmNtac =mmd 8.2160/2250041 == pi .

Se alege filetul standardizat, cu valoarea diametrului interior cea mai apropiat de valoarea calculat, imediat superioar acesteia din standardul de stas pentru filete trapezoidale STAS 2114/3-75.Alegnd din STAS valoarea imadiat superioar celei calculate vom putea gasi elementele filetului.

-deci pentru d1=21.8mm din STAS rezult:

d=28 mm;

d1=22 mm;

d2=25.5 mm;

p=5 mm;

7

h=3 mm;

2a=1;

r=0,25.

Rezult c avem un filet trapezoidal cu pas normal Tr 28 x 5.

l=l1+l2

l1= pn 1

n1=24

l1= mm120524 =

-lum l1=120mm.

2.1.3.Verificarea condiiei de autofrnare:'

2.1.5.Verificarea la strivire a peliculei de lubrifiant dintre urub i piuli:

( ) aef PddF

P

= 20

24

max4pi

;

( ) 6.525,0...2,0; 0404 == ddddd2/400...250 cmdaNPa =

22 /2500/250 mmNcmdaNPa ==

( ) 222 /46,305.628180004 mmNPef =

=

pi

-rezult Pef

m = 30AIi /minmin = ;

( ) 64//1 141min dddI += pi ;4/21dA = pi ;890 = pentru OL50

5...3=afc .

2526 /102/102

69034522345

mmNcmdaNE

mmllmml

f

==

===

=

22 94.3794/22 mmA == pi( ) 44min 87.2612064/22/28122 mmI =+= pi

mmi 29.894.379

8.26120min ==

pt,8922.8329.8/690 0 === OL 50.-datorit faptului c 2.83= , nu mai are rost calculul verificii la flambaj,dar vom calcula Fcf.

NFcf 11630269087.26120102

2

52

=

=

pi .

2.2.Calculul urubului-piuli

D=29 mm ; D1=23 mm ; D2=d2=25.5 mm.

2.2.1.Numrul necesar de spire din condiia de rezisten la strivire a peliculei

de lubrifiant:

( ) aPDdFz 2

12

max4

=

pi

Pa=100 daN/cm2

( ) 2.1810235.25180004

22 =

=

piz

-lum z=182.2.2.Lungimea piuliei

pzl p ='

mml p 90518'

==

-lum mml p 90' = .

10

2.2.3.Determinarea diametrului exterior al piuliei din condiia de rezisten la

traciune (compresiune)2

max /4 DFD ate += pi ; ( ) mmDDe 52/ 2/800...600 cmdaNat = -pt. oel

./6000/600 22 mmNcmdaNat ==

-nlocuim D cu D4D=D4=29 mm.

mmDe 06.29296000/1800042

=+= pi .-lum De=44mm.

2.2.4.Verificarea la solicitri compuse:atttech +=

22 4

( )22 max4

DDF

et

=

pi ;

( ) 222 /94.202944180004 mmNt =

=

pi

( )4416

DDDM

e

einst

=

pi ;

( ) 244 /24.32944441644064 mmNt =

=

pi

222 /92.2124.3494.20 mmNech =+=

-rezult .atech