OBLICZENIA PODNOŚNIKA ŚRUBOWEGO


PROJEKT PODNOŚNIKA ŚRUBOWEGO

Udźwig 6 kN

Wznos 400 mm

Produkcja seryjna

Dane

Obliczenia

Wyniki

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

1.Schemat projektowanego urządzenia. 0x01 graphic

Rys.1.Schemat podnośnika samochodowego

2.Obliczenia wytrzymałościowe.

2.1.Obliczenia śruby.

2.1.1.Wstępne obliczenie średnicy śruby.

Zakładam materiał na śrubę stal węglową konstrukcyjną wyższej jakości 35T ulepszoną cieplnie. Śruba jest narażona na obciążenie osiowe i skręcanie, może ulegać wyboczeniu.

Obliczam wstępnie średnicę rdzenia śruby.

Zakładam:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję dla konstrukcji: śrubę z gwintem trapezowym symetrycznym Tr 30x6, dla której d=30mm;

D1=24mm; D2=d2=27mm; D4=31mm; d3=23mm; P=6mm; S=415mm2;

-2-

2.1.2.Obliczenia smukłości śruby.

Ze względu na nieznaną wysokość nakrętki i korony podnośnika, zakładam długość swobodną śruby(narażoną na wyboczenie)

0x01 graphic

Liczę promień bezwładności śruby

0x01 graphic

Obliczam smukłość śruby. Przyjmuję, że jeden koniec śruby jest mocowany przegubowo, a drugi swobodny.

0x01 graphic

Dla materiału śruby dobieram Re=370MPa, zatem λp=95 [4].

Obliczam względną smukłość śruby

0x01 graphic

2.1.3.Sprawdzenie śruby na wyboczenie.

Znając wartość0x01 graphic
;dobieram współczynnik wyboczeniowy mw=6,179 i sprawdzam wytrzymałość śruby na wyboczenie [4]

0x01 graphic

0x01 graphic

Warunek wytrzymałościowy na wyboczenie jest spełniony.

2.1.3.1.Obliczenia naprężeń krytycznych.

Przy λ >100 stosuję wzór Eulera i obliczam naprężenia krytyczne [1]

0x01 graphic

0x01 graphic

2.1.3.2.Sprawdzenie współczynnika bezpieczeństwa.

Sprawdzam współczynnik bezpieczeństwa dla wyliczonej śruby

-3-

0x01 graphic

0x01 graphic

Współczynnik bezpieczeństwa dla tej śruby mieści się w normie (4÷6).

Pozostaję przy gwincie Tr 30x6.

2.1.3.3.Sprawdzenie samohamowności gwintu.

Sprawdzam samohamowność gwintu Tr 30x6

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję μ=0,1, stąd pozorny współczynnik tarcia wynosi

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Ponieważ 0x01 graphic
, a więc gwint jest samohamowny.

2.1.3.4.Obliczenia momentu tarcia na gwincie.

0x01 graphic

0x01 graphic

2.1.3.5.Obliczenia momentu tarcia na powierzchni oporowej.

Przyjmując μ1=0,12 oraz zakładając wymiary podnośnika: Dz=40mm; Dw=20mm, wyznaczam średnie ramię sił tarcia na powierzchni oporowej

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

2.1.3.6.Obliczenia całkowitego momentu skręcającego śrubę podnośnika.

0x01 graphic

0x01 graphic

-4-

2.1.3.7.Sprawdzenie wytrzymałości śruby na naprężenia złożone - z uwzględnieniem wyboczenia.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmujemy

0x01 graphic

0x01 graphic

2.1.3.8.Obliczenia naprężeń zastępczych (złożonych)

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Warunek jest spełniony, śruba Tr 30x6 nie ulegnie wyboczeniu.

2.2.Obliczenia nakrętki.

2.2.1.Obliczenia wysokości czynnej nakrętki. Przyjmuję materiał nakrętki: mosiądz MM58, dla którego kcj=70MPa, ko=0,15⋅kcj=0,15⋅70=10,5MPa.

0x01 graphic

0x01 graphic

2.2.2.Obliczenia liczby czynnych zwojów.

0x01 graphic

Ze względu na sztywność i zalecaną długość skręcania liczba czynnych zwojów jest za mała [z(6÷10)]. Przyjmuję z=6 uwzględniając obustronne fazki w otworze pod gwint 4x45o oraz istnienie dwóch zwojów nie pracujących i obliczam:

-5-

0x01 graphic

Ostatecznie przyjmuję H=60mm.

2.2.3.Obliczenie średnicy zewnętrznej nakrętki. Wyznaczam średnicę zewnętrzną nakrętki z warunku wytrzymałościowego na rozciąganie

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję średnicę zewnętrzną nakrętki równą 40mm(stosownie do średnicy otworu rury i sposobu osadzenia nakrętki w rurze).

2.2.4.Obliczenia wysokości kołnierza nakrętki.

Wysokość kołnierza nakrętki wyznaczam z warunku na ścinanie. Dla mosiądzu przyjmuję

ktj=0,65⋅kcj=0,65⋅70=45,5MPa

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję hn=5mm

Przyjmuję D=120mm

2.3.Sprawdzenie sprawności gwintu.

0x01 graphic

2.4.Obliczenia pokrętła.

2.4.1.Obliczenia czynnej długości pokrętła.

Przyjmuję siłę ręki pracownika Fr=200N oraz dopuszczalny nacisk podstawy na grunt p=0,5MPa.

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję l=125mm

2.4.2.Obliczenia średnicy pokrętła.

Przyjmuję materiał pokrętła: stal St 7, dla której kgj=130MPa.

-6-

0x01 graphic

0x01 graphic

2.5.Obliczenia średnicy podstawy podnośnika.

Obliczam średnicę podstawy podnośnika z warunku na nacisk powierzchniowy na grunt, zakładając, że wykonamy ją w kształcie pierścienia o średnicy otworu 40mm(średnica otworu rury).

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję D=120mm.

2.6.Obliczenia wysięgnika.

Chcąc zmniejszyć możliwie maksymalnie działanie momentu zginającego układ korpusu, wykonamy wysięgnik zamocowany przegubowo a punkcie A.

W takim założeniu koniecznym jest prowadzenie wysięgnika w specjalnej tulei samochodu.

0x01 graphic

Rys.2.Sposób mocowania wysięgnika z korpusem

Przyjmuję wymiary: l1=55mm; l2=30mm; l3=110mm.

-7-

Projektuję wysięgnik jako pusty o przekroju kwadratowym.

0x01 graphic

Rys.3.Schemat wysięgnika

Moment zginający wysięgnik będzie działał w przekroju x-x na początku osadzenia wysięgnika tulei samochodu.

W przekroju x-x moment będzie równy:

0x01 graphic

Przyjmuję, że wzmocnimy widełki wysięgnika dodatkowymi dwoma blachami o tej samej grubości g1=2mm, to minimalny wskaźnik przekroju będzie równy:

0x01 graphic

Zakładam na wszystkie blachy materiał: St5, dla którego: kgj=110MPa; pdop.j=64MPa; pdop.r=30MPa; pdop.a=110MPa. Wysokość wysięgnika w miejscu x-x będzie równa:

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję dla konstrukcji a=36mm.

Sprawdzam maksymalne naciski między wysięgnikiem a tuleją:

-8-

0x01 graphic

0x01 graphic

2.7.Obliczenia wspornika.

Zakładam, że wspornik będzie wykonany z blachy St5 z dwóch części w szyjce zgrzewanych lub nitowanych na płasko.

Siła Q z wysięgnika przyłożona w osi, w punkcie A

Przeniesiona zostanie na nakrętkę przez okienko we wsporniku i występ w blasze wspornika na powierzchnię wyfrezowania w nakrętce. Jednocześnie na powierzchniach bocznych wspornika powstaną naciski o rozkładzie w przybliżeniu trójkątnym od momentu:

0x01 graphic

0x01 graphic

Rys.4.Schemat wspornika

2.7.1.Obliczenia wysokości wspornika H1.

Mogę zapisać:

0x01 graphic

gdzie:

0x01 graphic
współczynnik wykorzystania szerokości l5, przyjmuję 0x01 graphic
0,8

0x01 graphic

-9-

0x01 graphic

Przyjmuję dla konstrukcji H1=42mm.

2.7.2.Obliczenia grubości g2 blachy wspornika.

Maksymalny moment gnący, jaki będzie działał na wspornik o przekroju x-x, będzie równy:

0x01 graphic

stąd:

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję dla konstrukcji g2=2,5mm.

2.7.3.Obliczenia styku nakrętki ze wspornikiem.

Znając wymiary poprzeczne wspornika mogę określić maksymalną siłę jaką musi pokonać śruba przy przenoszeniu ciężaru Q. Siła Q /N/ będzie powiększona o siłę tarcia wynikającą z działania

bocznych nacisków.

Mogę napisać:

0x01 graphic

skąd:

0x01 graphic

0x01 graphic

Siły te będą wywoływać siły oporu ruchu jako:

0x01 graphic

Przyjmując dosyć duży współczynnik tarcia stali po stali μ=0,12 otrzymam:

0x01 graphic

wobec czego maksymalna siła jaką należy pokonać przy przesuwaniu ciężaru będzie równa:

0x01 graphic

0x01 graphic

Powierzchnię styku nakrętki ze wspornikiem mogę policzyć z warunku nacisków. Zakładam szerokość okienka a2=30mm.

0x01 graphic

-10-

skąd:

0x01 graphic

0x01 graphic

Przyjmuję dla konstrukcji: a2=30mm; g3=3mm.

2.7.4.Obliczenia sworznia łączącego wysięgnik ze wspornikiem.

Maksymalny moment gnący będzie działał w obszarze środka, między blachami wspornika i będzie równy:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Rys.5.Schemat sworznia

Zakładam materiał na sworzeń: stal 45, dla której

kgj=135MPa.

Średnica sworznia będzie wynosiła:

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
Przyjmuję dla konstrukcji: dK1=10mm [6]. 2.8.Obliczenia korpusu.

Na korpus będzie działać siła ściskająca Q /N/ oraz moment gnący przyłożony na wysokości H2, wypadkowe naprężenia są równe:

-11-

0x01 graphic

Ponieważ obliczenia grubości blachy jest mocno skomplikowane, w naszych obliczeniach założymy grubość blachy korpusu jako g3=2,5mm. I przeprowadzimy rachunek sprawdzający.

Nie popełnimy znacznego błędu rachunkowego, jeżeli przyjmiemy przekrój jako prostokątny, bez zaokrąglonych naroży i przeprowadzimy uproszczenia rachunkowe.

Wskaźnik przekroju możemy zapisać:

0x01 graphic

0x01 graphic

oraz:

0x01 graphic

wobec tego:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

stąd:

0x01 graphic

0x01 graphic

Rys.6.Przekrój korpusu

Sprawdzenie smukłości korpusu i dopuszczalnych naprężeń wyboczających przy założonym współczynniku bezpieczeństwa nw=2,5

-12-

0x01 graphic

gdzie:

0x01 graphic

0x01 graphic

gdzie:

0x01 graphic
(I przypadek wyboczenia)

0x01 graphic

0x01 graphic

oraz:

0x01 graphic

ponieważ stal St5, to:

0x01 graphic

0x01 graphic

2.9.Dobór łożyska oporowego.

Obciążenie łożyska jest prawie statyczne. Obliczenie łożyska muszę zatem prowadzić w stosunku do dopuszczalnego obciążenia statycznego. Przyjmując współczynnik bezpieczeństwa na ewentualne obciążenie uderzeniowe nd=2; przyjmuję łożysko kulkowe oporowe serii 512 Nr 51204 o wymiarach:

Φ 20 /22/ x Φ 40 x 14mm, dla którego obciążenie statyczne katalogowe wynosi Co=25000N [2]. Otrzymam więc znaczny zapas bezpieczeństwa, gdyż maksymalne obliczeniowe obciążenie wynosi:

0x01 graphic

2.10.Sprawdzenie sprawności podnośnika.

Sprawdzam sprawność podnośnika czyli stosunek pracy użytecznej do pracy włożonej w czasie jednego obrotu śruby(2Π radianów)

0x01 graphic

-13-

0x01 graphic

3.Literatura:

[1] PKM. Przykłady obliczeń T1. Praca zbiorowa pod red. E. Mazanka, Politechnika Częstochowska, 1997

[2] Łożyska toczne FAG, Katalog 4100 PLA; Wydanie 1974

[3] Kułakowski J. Rysunek techniczny. Warszawa WSiP, 1976

[4] Osiński Z., Bajon W., Szucki T. Podstawy konstrukcji maszyn. Warszawa PWN, 1975

[5] Podstawy konstrukcji maszyn. Praca zbiorowa pod red. W. Korewy.

T. 1. Warszawa PWN, 1976

[6] Rutkowski A., Części maszyn. WSiP, 1994

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

POLITECHNIKA RADOMSKA IM. KAZIMIERZA PUŁASKIEGO W RADOMIU

PROJEKT NR 01.

TEMAT: PODNOŚNIK ŚRUBOWY.

Wykonał:

FEDOROWICZ ŁUKASZ

Wydział: Mechaniczny

Studia: Magisterskie

Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn

Rok studiów: III. Semestr: V.

Radom 1999



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
PKM-II(obliczeniania) - podnośnik śrubowy, POLITECHNIKA W-W, PKM
algorytm obliczen podnosnika srubowego 2013 04 07
algorytm obliczen podnosnika srubowego 2013 04 07
algorytm obliczen podnosnika srubowego 2013 03 11
algorytm obliczen podnosnika srubowego 2013 03 11(1)
Podnośnik śrubowy obliczenia
Podnosnik srubowy obliczenia id 399352
Podnośnik śrubowy obliczenia
Podnosnik srubowy obliczenia
KOMPLET, Obliczenia, PROJEKT PODNOŚNIKA ŚRUBOWEGO
Podnośnik śrubowy obliczenia
Podnosnik srubowy obliczenia
obliczenia do podnośnika śrubowego2
Podnośnik śrubowy rysunek złożeniowy
Projekt podnośnika śrubowego PKM
Podnośnik śrubowy
Projekt podnośnika śrubowego

więcej podobnych podstron