Podnośnik śrubowy

1. Założenia projektowe

Q=15kN

h= 300mm

Materiał śruby i nakrętki – stal 35T

Gwint trapezowy symetryczny

1. Założenia konstrukcyjne

Korpus podnośnika będzie wykonany z rury wzmocnionej wspornikami

Nakrętka osadzona na stałe w korpusie

3.

materiał stal - 35T

k_r = 180MPa

k_c = k_r

k_g = 215MPa

k_s = 115MPa

k_rj = 95MPa

k_cj = k_rj

Q₂ = 1,3Q

Q = 15kN

d₃ ≈ 11,8mm

4. Przyjmujemy wstępnie gwint T_r 24 x 5 ( d₃ = 18,5mm )

5. Sprawdzanie śruby na wyboczenie

l = 1,2 h = 1,2 • 300mm = 360mm ( długość swobodna śruby )

i = 0,25 d₃ = 0,25 • 18,5 = 4,625mm

l_r = 2l ( utwierdzone jednym końcem )

Obliczamy smukłość śruby

Przy λ > 100 stosujemy wzór Eulera

Obliczamy naprężenia krytyczne, przyjmując moduł Younga E =2,1• 10⁵Mpa

Sprawdzamy współczynnik bezpieczeństwa dla obliczonej śruby

x ≈ 1,53

3,5 > 1,53 > 1,5

x = 1,5 ÷ 3,5 ( 1,53 – Gwint spełnia zakres )

4. Przyjmujemy gwint T_r 24 x 5 , uznając współczynnik za wystarczający dla

założonej częstotliwości pracy podnośnika.

Obliczamy moment tarcia na gwincie, zakładając µ = 0,1mm

d₂ – średnica podziałowa śruby d₂ = 21,5mm

γ = 4° 20′

ϕ ′ = 5° 54′

M_T1 = 0,5 • Q • d₂ • tg ( γ • ϕ ′ ) ≈ 2,9 kN • cm

Zakładamy wymiary powierzchni oporowej między końcówką śruby a

koroną podnośnika

D_z = 42mm

D_w = 18mm

Obliczamy moment tarcia na powierzchni oporowej, przyjmując µ ₁ = 0,15

M_T2 = Q • µ ₁ • r_śr = 15 • 0,15 • 1,5cm = 3,375kN• cm

Całkowity moment skręcający śrubę podnośnika wynosi

M_s = M_T1 + M_T2 = 2,9 + 3,375 = 6,275kN• cm

 

10. Sprawdzamy naprężenie złożone ( zastępcze )

δ _z = 95,6 MPa < k_c =180 MPa

Gwint śruby został dobrany prawidłowo

Warunki wytrzymałości są spełnione

γ ≤ ϕ ′

4° 20′ ≤ 5° 54′

Gwint jest samohamowny

 

4. Obliczamy wysokość czynną nakrętki

k_o = 0,15k_c – 27Mpa d₂ = 21,5 Mpa

H ≥ 1,65cm ( ϕ = 1,2 ÷ 2,5 )

Przyjmujemy H = 40mm

z = 8

8. Obliczamy średnice zewnętrzną nakrętki D_n

D_n ≥ 2,6578cm

D_n ≈ 26,6mm

D_n = 28mm Przyjmujemy 28mm

9. Obliczanie wysokości kołnierza nakrętki

h_n ≥ 1,48mm

h_n = 3mm

10. Obliczanie średnicy kołnierza nakrętki

D_k ≈ 30mm

D_k = 32mm Przyjmujemy 32mm

 

 

 

 

10. Korpus

Korpus z rury wzmocnionej wspornikami

St5

D_n = 28mm

D_z =26mm

D_w = 40mm

g = 6mm

l_w = 200

i = 11,925mm

λ ≈ 16,8 < τ _gr =90

Naprężenia wybaczające

R_w = R_o – R₁ • τ ≈ 324,6Mpa

Wartość współczynnika bezpieczeństwa na wyboczenie x_w = 3,5 ÷ 7

x_w = 5

x_obl = 15,6 > x_w

x_obl ≥ x_w

15,6 ≥ 5

Obliczanie średnicy zewnętrznej podstawy D_pz ( z dop. nacisków między

Podłożem a podstawą podnośnika )

Q = 15kN

D_pw = 70mm

D_pz = 120mm

10. Mechanizm zapadkowy

Wpust 6 x h ( 6 x 6 ) ze stali St5

p_dop = 0,8

k_cj = 0,8 • 80 MPa = 64 MPa

Materiał koła zapadkowego St5

k_rj = 80MPa

d = 24mm

g_z = 40 mm

Obliczanie długości wpustu łączącego koło zapadkowe ze śrubą

l_w ≈ 28mm

d_w = 3,7cm Przyjmujemy d_w = 44mm

Obliczanie średnicy zewnętrznej d_z koła zapadkowego oraz wysokości zęba l_z

p_dop = 0,6

k_cj = 0,6 • 80 MPa = 48 MPa l_p – wysokość czynna popychacza 10mm

d_p – średnica popychacza 15mm

l_p ≤ d_p ≤ l_z

d_z ≈ 5,46cm Przyjmujemy d_z = 56mm

Ze względów konstrukcyjnych przyjęto l_z = 24 ( l_p ≤ d_p ≤ l_z )

 

10. Drąg

F_r = 250N

St5

k_gj = 110MPa

d_o = 30mm

g = 6mm

l_r = 120mm

δ _g ≤ k_gj

109MPa < 110MPa