KATEDRA PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
AKADEMII TECHNICZNO ROLNICZEJ W BYDGOSZCZY
im Jana i Jędrzeja Śniadeckich
Temat: Prasa śrubowa
Wykonał: grupa: B studium: mgr sem: V 1997/98 |
|---|
Istota działania
Zadaniem prasy jest uzyskanie danego nacisku oraz utrzymanie go przez dowolny okres czasu
Dane wejściowe
Maksymalny nacisk P.=5kN
Dane sytuacyjne i geometryczne.
Prasa przeznaczona jest do wyciskania napisów, drobnych znaków graficznych
na galanterii i grubych tekturowych teczkach powlekanych materiałami skórzanymi,
oraz do podstawowych prac introligatorskich.
Warunki pracy średnie ,brak znaczących źródeł korozyjnych, wymagany łatwy dostęp
do powierzchni roboczej i elementów sterujących.
Powyższe dane precyzują cechy geometryczne i zakładam zaprojektowanie prasy o
następujących parametrach:
prasa jednokolumnowa
szerokość stołu 150 mm
długość stołu 150 mm
max prześwit 150 mm
UWAGA!
Zabrania się używania jako elementy podkładkowe, przy ruchu roboczym prasy, rąk oraz innych części ciała.(nie wkładać łap tam gdzie nie trzeba )
Koncepcje.
V. Ocena koncepcji.
| Nr koncepcji | Obsługa [1] |
Sprawność [0,8] |
Wymiary [0,8] |
Opór pracy [0,8] |
Szybkość pracy [0,8] |
Stabilność [0,6] | Suma punktów |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 9 | 8 | 9 | 7 | 6 | 9 | 41,1 |
| 2 | 9 | 7 | 9 | 8 | 6 | 9 | 41,1 |
| 3 | 7 | 7 | 8 | 7 | 5 | 8 | 32,6 |
| 4 | 9 | 7 | 4 | 4 | 8 | 4 | 27 |
| 5 | 8 | 7 | 8 | 3 | 9 | 8 | 35,8 |
| 6 | 6 | 5 | 5 | 7 | 6 | 5 | 26,5 |
| 7 | 8 | 8 | 6 | 4 | 8 | 7 | 32,3 |
VI. Obliczenia.
| Dane: | Obliczenia: | Wynik: |
|---|---|---|
stal St 5 kr = 165 MPa |
Średnica rdzenia śruby: < kr |
d3=6,21mm Do dalszych obliczeń przyjmuję średnicę d3 = 6,3 |
Przyjmuje średnicę rdzenia d3=11,5 mm. Przyjmuje gwint trapezowy Tr 16x4 P=4, α=30°, d2=14, d3=11,5, D1=12, d=16 |
||
P.=4 d2=14 |
Kąt pochylenia linii śrubowej: | γ=5,11° |
µ=0,16 α=30° |
Pozorny kąt tarcia przy założeniu współczynnika tarcia dla skojarzonych materiałów śruby i nakrętki µ=0,16, wynosi: Śruba jest samohamowna, bo γ<ρ. |
ρ`=9,4° |
Q=5 KN d2=14 mm γ=5,89° ρ`=9,4° |
Moment tarcia śruby w nakrętce jest równy: Ms=0,5*Q*d2*tg(γ+ρ`) = =0,5*5000*14*tg(5,89+9,4)= =9,1Nm |
Ms=9,1Nm |
| d3=11,5mm | Wskaźnik wytrzymałości przekroju rdzenia śruby na skręcanie: W0=0,2d3=0,2(11,5)3=304,175 mm3 |
W0=304,175 mm3 |
Ms=9,1Nm W0=304,2 mm3 |
Naprężenia styczne w śrubie: | τs=30,48MPa |
dla St5 kr=165 MPa ks=90 MPa σr=48,08 MPa |
Naprężenia zastępcze dla śruby ze stali St5 wynoszą: kr > σz |
σr=48,08 MPa σz = 73,7 MPa |
pdop dla BA 1032 12 MPa Q=5000N P.=4 d=16mm D1=12mm |
Wysokość nakrętki: Przyjmuję wysokość nakrętki N=37mm |
N=37mm |
| Dk=35mm | Średnia średnica tarcia kołnierza o tuleje z BA1032: | dt=21,33 |
| 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 |
||