Transcript 02 csavarorsos emelo tervezese

CSAVARORSÓS EMELŐ
TERVEZÉSE
A feladat
Tervezze meg az alábbi csavarorsós
emelőt.
Készítse el a szerkezet szilárdsági,
ellenőrző számítását.
Készítse el a konstrukció összeállítási
rajzát ceruzával.
Készítse el a csavarorsó és a menetes
persely műhelyrajzát ceruzával.
Műszaki adatok:
emelési magasság: ……… mm
emelési súly: ……….…….kN
A SZERKEZET
FELÉPÍTÉSE
A SZERKEZET
MŰKÖDÉSE
A CSAVARORSÓS EMELŐ
MÉRETEZÉSE
1. A méretezés előkészítése
1.a. Adott és meghatározandó méretek
Adott
l — emelési magasság [mm]
Q — emelendő súly [kN]
Q
Keresett
d — a csavar névleges
átmérője [mm]
P — a csavar
menetemelkedése [mm]
 — a csavar menetemelkedési
szöge [fok]
z — az anya meneteinek száma
m — az anya magassága [mm]
m,z
d1
Trd×P
lm
l
1.b. A számításokhoz szükséges
jelölések
D
m
M
d1
d
lm
l
1.c. Az orsó igénybevételei
Q=…(pl.:13 kN=13×103 N)
M Fel
d2
 Q tg    
2
P
tg  
d 2
tg   

cos

2
1.d. A méretezés alapösszefüggése
2
 d2  2
4Q
d1 
1  12    tg    
   meg
 d1 
Ismert mennyiségek: Q
Ismeretlen mennyiségek: d1, d2, , ’,meg
Probléma: túl sok az ismeretlen
Megoldás útja: fokozatos közelítés
1.e. Az orsó anyagának megengedett
feszültsége (J.3.2. táblázat)
Figyelembe veendő oszlop: 1
1.f. Anyagválasztás
Legyen az orsó anyagának jele: 4.6
1.g. Az orsó megengedett feszültsége
meg=140 MPa
2. Az orsó méretezése
a csavarónyomaték
elhanyagolásával
2.a. Az orsó minimálisan szükséges
magátmérője
4Q
d1 
   meg
d1,min=10,87 mm
2.b. Szabványos átmérő kiválasztása
Trapézmenetek adatai
Névleges átmérő
d
M agátmérő
d1
Közepes átmérő M enetemelkedés
d2
P
8
10
6,2
7,5
7,25
9
1,5
2
12
8,5
10,5
3
16
11,5
14
4
20
15,5
18
4
24
18,5
21,5
5
28
22,5
25,5
5
32
25
29
6
36
29
33
6
40
32
36,5
7
d1=?, ha d1 ≥ d1,min
Névleges átmérő
d
M agátmérő
d1
8
10
6,2
7,5
7,25
9
1,5
2
12
8,5
10,5
3
16
11,5
14
4
20
15,5
18
4
18,5
21,5
5
28
22,5
25,5
5
32
25
29
6
36
29
33
6
40
32
36,5
7
24
Közepes átmérő M enetemelkedés
d2
P
d1=11,5 mm
2.c. Az előzetesen kiválasztott menet
főbb adatai
Névleges átmérő: d = 16 mm
Magátmérő: d1 = 11,5 mm
Közepes átmérő: d2 = 14 mm
Menetemelkedés: P = 4 mm
2.d. A kiválasztott menet
menetemelkedési szöge

 = 5,196°
2.e. Az éksúrlódási szög meghatározása
  0,1 (acélok esetén)
 = 30° (trapézmenet esetén)
→
’ = 5,91°
3. Az orsó méretezése a
csavarónyomaték
figyelembevételével
3.a. Az orsó minimálisan szükséges
magátmérőjének meghatárzása
2
 d2  2
4Q
d1 
1  12    tg    
   meg
 d1 
Ismert mennyiségek: Q, d2 / d1, , ’,meg
d1,min = 15,5 mm
3.b. Szabványos átmérő kiválasztása
d1=?, ha d1 ≥ d1,min
Névleges átmérő
d
M agátmérő
d1
8
10
6,2
7,5
7,25
9
1,5
2
12
8,5
10,5
3
16
11,5
14
4
20
15,5
18
4
d18,5
1=15,5 mm21,5
5
24
Közepes átmérő M enetemelkedés
d2
P
28
22,5
25,5
5
32
25
29
6
36
29
33
6
40
32
36,5
7
3.c. A teheremelés szempontjából megfelelő
menet főbb adatai
Névleges átmérő: d = 20 mm
Magátmérő: d1 = 15,5 mm
Közepes átmérő: d2 = 18 mm
Menetemelkedés: P = 4 mm
A menet megnevezése:
Tr 18×4
4. Az orsó ellenőrzése
kihajlásveszély szempontjából
4.a. A kihajlási instabilitás összefüggései
nt·ny≤ t
ny: nyomófeszültség az orsóban
t: kihajlási határ- (törő-) feszültség
nt: biztonsági tényező kihajlás esetére
nt= 6 -10
A kihajlási határfeszütség
: Karcsúsági tényező
lo: egyenértékű hossz
d1: az orsó magátmérője
A kihajlási határfeszütség
E
0  
0,8 ReH

2 
 t  ReH 1-0 ,2 2 ,
0 

t  
2
E

2
,
E  2,110 MPa
5
ReH  240 MPa
ha   0 ,
ha   0 ,
4.b. Az orsó karcsúsági tényezője
l0 meghatározása
l0=2l
l0=l
l0=0,7l
Jelen esetben: lo=2l
l0=0,5l
Pl.: l=100 mm
l0=2l=200
=2l=400 mm
mm
=51,62
E
2,1  105
0  

 103,9
0,8 ReH
0,8  240
0=103,9
4.c. Az orsó kihajlási határfeszültsége
Mivel < 0


2 
51,622 
  228,15 MPa
 t  ReH 1-0 ,2 2   240  1-0 ,2
2 
0 
103,9 


t=228,15 MPa
4.d. Az orsó tényleges nyomófeszültsége
 ny
 ny
 ny
d12
A1 
4
Q

A1
4Q
 2
d1 
4  13  10

 68,9 MPa
2
  15,5
3
4.e. Ellenőrzés kihajlásra
Legyen nt = 8
nt   ny  8  68,9  551 MPa
 t  228,15 MPa
nt   ny   t
Tehát az orsó nem felel meg
kihajlásveszéllyel szemben
4.f. Az orsó átmérőjének növelése
Próbálkozás: legyen d = 24 mm
Névleges átmérő: d = 24 mm
Magátmérő: d1 = 18,5 mm
Közepes átmérő: d2 = 21,5 mm
Menetemelkedés: P = 5 mm
A menet megnevezése:
Tr24×5
4.g. Ellenőrzés kihajlási stabilitásra
 ny
4 13 103

 48,36 MPa
2
18,5 
nt   ny  8  48,36  387 MPa

35,52 
  234,4 MPa
 t  240  1 - 0,2
2 
103,9 

nt   ny   t
Tehát még a Tr24×5 menetű orsó sem felel meg
kihajlásveszély szempontjából
Újabb próbálkozás: legyen d = 28 mm
Névleges átmérő: d = 28 mm
Magátmérő: d1 = 22,5 mm
Közepes átmérő: d2 = 25,5 mm
Menetemelkedés: P = 5 mm
A menet megnevezése:
Tr28×5
 ny
4 13 10

 32,7 MPa nt   ny  8  32,7  261,6 MPa
2
22,5 
3

35,562 
  234,4 MPa
 t  240  1 - 0,2
2 
103,9 

nt   ny   t
Tehát még a Tr28×5 menetű orsó sem felel
meg kihajlásveszély szempontjából
Újabb próbálkozás: legyen d = 32 mm
Névleges átmérő: d = 32 mm
Magátmérő: d1 = 25 mm
Közepes átmérő: d2 = 29 mm
Menetemelkedés: P = 6 mm
A menet megnevezése:
Tr32×6
4 13 103
n



8

26
,
48

212
MPa
 ny 

26
,
48
MPa
t
ny
252 

322 
  235 MPa
 t  240  1 - 0,2
2 
103,9 

nt   ny   t
Tehát a Tr32×6 menetű orsó már megfelel
kihajlásveszély szempontjából
5. A menetes persely méretezése
5.a. A méretezés alapösszefüggése
A megfelelő működés feltétele
p  pmeg
4Q
p
2
2
z (d  d1 )
A szükséges menetszám
4Q
z
2
2
2
 (d  d1 )  pmeg
5  z  10
A megengedhető felületi terhelés (pmeg)
5.b. Anyagválasztás
pmeg=8 MPa
5.c. A szükséges menetszám meghatározása
d = 32 mm
Q = 13×103 N
d1 = 25 mm
pmeg=8 MPa
4  13  10
z
 2  7,1  8
2
2
 (32  25 )  8
3
A menetek egyenletes terhelésének érdekében:
5  z  10
A menetes persely tehát legalább 8 menetet
kell tartalmazzon
5.d. A menetes persely magassága
m=zP
z=8
P=6 mm
m=48 mm
6. A mozgatóorsó menetes részének
teljes hossza
D
lm=l+m
l=100 mm
m=48 mm
m
M
d1
d
lm
l
lm=148 mm
TERVRAJZOK
ELKÉSZÍTÉSE
FELADATOK
1. Orsó műhelyrajza
2. Menetes persely műhelyrajza
3. Összeállítási rajz
Jó munkát!