AKADEMIA TECHNICZNO ROLNICZA W BYDGOSZCZY
im Jana i Jędrzeja Śniadeckich
Temat: Prasa śrubowa
Wykonał: grupa: C studium: mgr sem: V 1999/2000 Ocena: |
|---|
Bydgoszcz 1999
Istota działania
Istotą działania prasy śrubowej jest wywieranie nacisku na dany przedmiot za pomocą stempla napędzanego ręcznie przy pomocy mechanizmu śrubowego, który zamienia ruch obrotowy na postępowo-zwrotny (przy zmianie kierunku obrotów).
Dane wejściowe
Maksymalny nacisk P.=30kN
Dane sytuacyjne i geometryczne.
Prasa będzie użytkowana w hali o małym zapyleniu i małej wilgotności w temperaturze ok.180 C. Siła nacisku działa prostopadle do podstawy, duża sztywność oraz łatwość wykonania urządzenia i duża trwałość.
Warunki pracy średnie ,brak znaczących źródeł korozyjnych, wymagany łatwy dostęp
do powierzchni roboczej i elementów sterujących. Powyższe dane precyzują cechy sytuacyjne i zakładam zaprojektowanie prasy o następujących parametrach.
Prasa jednokolumnowa
-siła ręki 200 N
-skok suportu H =250 mm
-warunki wytwarzania: produkcja jednostkowa
-przestrzeń robocza 300x180
Koncepcje.
V. Ocena koncepcji.
| Nr koncepcji | Prostota budowy | Trwałość | Koszt | Masa | Obsługa | Stabilność | Suma punktów |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 20 | 15 | 20 | 10 | 8 | 16 | 89 |
| 2 | 25 | 12 | 12 | 8 | 8 | 16 | 81 |
| 3 | 15 | 9 | 12 | 8 | 8 | 20 | 72 |
VI. Obliczenia.
| Dane: | Obliczenia: | Wynik: |
|---|---|---|
stal St 45 współ. swobodnej długości pręta µw= współ. bezp. xw=3 |
Długość śruby przyjmuje 0 50 mm dłuższą od H L=H+50=300mm Średnica rdzenia śruby: d3≥ d3=14,2mm |
d3=14,2mm |
Przyjmuje średnicę rdzenia d3=22,644 mm. Przyjmuje gwint trapezowy niesymetryczny S 40x10 P=10mm, αr=3°, d2=32,5mm, D1=25mm, d=40mm |
||
L=300mm d3=22,644mm |
Smukłość pręta śruby: =37,57 |
λ=37,57 |
| λ=37,57 | Wytrzymałość na wyboczenie: Rw=335-0,62λ=311,8 MPa |
Rw=311,8 MPa |
Q=30KN d3=22,644mm |
Naprężenia ściskające w przekroju rdzenia śruby: =74,5 MPa |
|
Rw=311,8 Mpa =74,5 Mpa |
Rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa: Xw= |
Xw=4,2 |
P=10mm d2=32,5mm |
Kąt pochylenia linii śrubowej: | γ=50 36’ |
µ=0,16 αr=3° |
Pozorny kąt tarcia przy założeniu współczynnika tarcia dla skojarzonych materiałów śruby i nakrętki µ=0,16, wynosi: | ρ`=90 06’ |
Q=30 KN d2=32,5 mm γ=5036’ ρ`=9006’ |
Moment tarcia śruby w nakrętce jest równy: Ms=0,5*Q*d2*tg(γ+ρ`) = 127825,4Nmm |
Ms=127825,4Nmm |
Ms=127825,4 Nmm |
Naprężenia styczne w śrubie: | τs=59,7 MPa |
dla St 45 kr=195 MPa ks=128MPa σc=74,5 MPa |
Naprężenia zastępcze dla śruby ze stali St 45 wynoszą: kr > σz |
σz = 117,6 MPa |
pdop =12MPa dla BA 1032 Q=30 KN d=40mm D1=25mm |
Wysokość nakrętki: Przyjmuję wysokość nakrętki N=35mm |
N=35mm |
| N=35mm | Wysokość kołnierza nakrętki: Nk=(0,250,3)N=10,5mm |
Nk=10,5mm |
| µ=0,12 | Moment tarcia między kołnierzem śruby a tuleją: Mt=0,5Qµdt Mt=0,5*5000*0,12*26=7,8Nm |
Mt=7,8Nm |
Mt=7,8Nm Ms=9,1 Nm |
Całkowity moment tarcia, jaki należy przyłożyć do śruby, aby pokonać opory jej ruchu wynosi: Mc= Mt + Ms = 7,8+9,1=16,9Nm |
Mc=16,9Nm |
Q=5000N P.=4 Mc=16,9Nm |
Sprawność prasy | η=0,19 |
dla stali st3 kg=135 MPa |
Średnica drążka Przyjmuję średnicę drążka d=12mm |
d=12mm |
Ms=16,9Nmm dla stali st5 pdop=50 MPa c=11mm b=15mm |
Obliczam połączenie kształtowe | F=1625 N p.=13,9Mpa |
Q=5000N l=190mm dla st5 kg=190MPa |
Słup (obliczany na zginanie wg schematu ) w celu uproszczeń, do obliczeń , przyjmuje max moment jaki może wystąpić w tym układzie Mg=Q*190-Q*40 Przyjmuję średnicę słupa d=20mm |
d=20mm |
Wcisk w połączeniu tuleja (nakrętka) łapa Ms=16,9Nm, k=1,7, średnica nakrętki Dn=26mm, wysokość N=37mm, materiał nakrętki BA1032 ramienia L450 |
||
Ms=16,9 Nm Dn=26mm N=37mm µ=0,12 |
Naciski dopuszczalne: | pmin=4,54MPa |
Dn=26mm d=16mm Dr=45mm |
Wskaźniki średnicowe na nakrętce i łapie dociskowej | δ1=2,22 δ2=2 |
δ1=2,22 Re=200MPa |
Naciski max jakim można obciążyć nakrętkę: | pmax=71,72MPa |
| Re=380MPa | Naciski max jakim można obciążyć ramię: | pmax=143,6MPa |
dla nakrętki: ν1=0,37 E1=85*103 MPa dla łapy ν2=0,3 E2=2,1*105MPa a=0,6 Rz1=6,3 Rz2=6,3 |
Ze względu na to, że słabszym elementem jest nakrętka przyjmuję do dalszych obliczeń wartość pmax nakrętki. Wskaźnik wcisku wynosi: γ=2a(Rz1+ Rz2) γ=2*0,6(6,3+6,3)=15,12µm. |
δ0=3,13*10-5MPa γ=15,12µm |
δ0=3,13*10-5 MPa Dn=26mm Pmin=4,54Mpapmax=71,7MPa |
Wcisk minimalny: Δdmin=δ0Dnpmin+γ=3,13*10-5 *26*4,54+15,12*10-3= 18,81*10-3 Δdmin=δ0Dnpmax1+γ=3,13*10-5 *26*71,72+15,12*10-3=73,5*10-3 |
Δdmin=18,81*10-3 Δdmin=73,5*10-3 |
Dobór pasowania: Nmin≥Δdmin=18,81µm. Nmax≤Δdmax=73,5µm. Dla średnicy Dn=26 przyjmuję pasowanie H7/ t7 Nmin=20µm.> Δdmin 18,81 Nmax=54µm. <Δdmax73,5 |
||
Dobór pasowania: Nmin≥Δdmin=18,81µm. Nmax≤Δdmax=73,5µm. Dla średnicy Dn=26 przyjmuję pasowanie H7/ t7 Nmin=20µm.> Δdmin 18,81 Nmax=54µm. <Δdmax73,5 |