Politechnika Lubelska

Wydział Podstaw Techniki

Podstawy Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn.

Jarosław Sienicki ETI 4.2

Projekt podnośnika śrubowego

Prowadzący:

dr G. Szymaniak

Zadanie: Zaprojektować projekt podnośnika śrubowego jednośrubowego zwykłego z napędem śrubowym. Obliczenie podnośnika Q = 22 kN, wysokość podnoszenia H_s = 400mm. Napęd realizowany przy pomocy drąga.

Dobór materiałów:

Śruba - stal C35

R_e = 315 MPa

k_cj = 88 MPa

k_sj = 75 MPa

S_kr = 90 MPa

Nakrętka - brąz kuty CuAl110Fe3Mn2

R_m = 600 MPa

k_cj = 64 MPa

k_sj = 45 MPa

p_dop = 12 MPa

Obliczenia wymiarów śruby.

Swobodna długość wyboczeniowa l_s = 2*l

l = H_s + h` h` = (60 ÷ 65)mm h` - orientacyjna wysokość korony i łba śruby.

Przyjmuję h` = 60mm

l = 400 + 60 = 460mm

l_s = 2*l = 2*460 =920mm

Zakładam że zachodzić będzie wyboczenie sprężyste, wobec tego z przekształcenia wzoru Eulera mamy:

J_x =

d₃ =

X_w = (4 ÷6), przyjmuję X_w = 4

E = 2,1 * 10⁵ MPa

d₃ =

d₃ = 29,26mm

Przyjmuje gwint trapezowy:

Tr 36x6 o średnicy rdzenia d₃ = 30mm

d = 36

P = 6

d₂ = D₂ = 33mm

d₃ = 30mm

D₄ = 38mm

D₁ = 32mm

Sprawdzenie słuszności zastosowania wzoru Eulera

S =

S =

S > S_kr S_kr = 90 MPa

122,66 > 90

Warunek jest spełniony. Wzór Eulera zastosowano właściwie, mamy do czynienia z wymoczeniem sprężystym.

Doraźna wytrzymałość na wyboczenie.

R_w =

R_w =

Sprawdzenie współczynnika bezpieczeństwa na wyboczenie.

X_w =

X_w =

Obliczam moment oporowy gwintu

M_s = 0,5Q*ds.*tg(γ+р`)

ds = 0,5(d + D₁) d = 36mm; D₁ = 32mm

ds = 0,5(36 + 32) = 34mm

tgγ =

tgγ =

γ = 3 32`

μ`=tgр`=

μ` =

р` = 5 55`

γ = 3 32` ‹ р` = 5 55`

Warunek samohamowności jest spełniony, gwint jest samohamowny.

M_s = 0,5*22000*34*tg(3 32` + 5 55`)

M_s = 62250,66824Nmm

M_s = 62,3Nm

Sprawdzanie naprężeń zastępczych w rdzeniu śruby.

σ =

σ =

σ = 31,14 MPa

τ_s =

τ_s =

τ_s = 11.76MPa

σ_z =

σ_z =

σ_z = 37,21MPa

σ_z ‹ k_cj

37,21MPa ‹ 88MPa

Obliczenia nakrętki

Wysokość nakrętki liczymy z warunków nacisku pow. Na zwojach gwintu.

p =

H

H =

Z warunku dobrego prowadzenia śruby w nakrętce (H ≈ 1,5d_s) przyjmuje H = 77mm

Obliczenia średnicy zewnętrznej D” nakrętki.

E_s = 2,1*10⁵ MPa

E_n = 1*10⁵ MPa

F_n =

F_n =
mm²

F_n =
D = 38mm - średnica wewnętrzna nakrętki

D” =

D” =
= 57,74mm

Przyjmuje D” = 58mm

Obliczenia sprawdzające korpus.

Na korpus dobieram rurę ze stali C35 o wymiarach D_z = 63,5 mm; g = 5,87mm

σ_c =
D_w = 51,76mm - średnica wewnętrzna korpusu

σ_c =

σ_c ≤ k_cj

20,71 ≤ 88MPa

Obliczenia draga napędowego

Na materiał drąga przyjmuje stal C45 o k_gj = 144MPa

M_c = P_r*L

M_c = M_s + M_t

M_t =
*Q*d_o*μ μ = 0,2

d_o = 2,8

d_o = 2,8
= 4,86mm

M_t =
= 7,128Nm

M_c = 62,3 + 7,128 = 69,428Nm

P_r =

Wstępnie przyjmuje L = 250 mm

P_r =

g_σ =

Wstępnie przyjmuje L_x = 200

M_g = P_r*L_x

M_g = 277,712*200=55,54Nm

W_x =

σ_g =

d_dr

d_dr
=15.78mm

przyjmuję średnice drąga napędowego d_dr = 16mm

obliczenia średnicy zewnętrznej D_z podstawy.

Wstępnie przyjmuje nacisk dopuszczalny na grunt p_dop = 1 MPa oraz średnice wydrążenia w podstawie D_o = 80mm

p =

D_z

D_z

D_z ≥ 185,5mm

Przyjmuje D_z = 190mm

Obliczenia kołka walcowego.

p =

p =

p =

d_k

d_k

d_k ≥ 4,09mm

przyjmuje średnice kołka walcowego d_k = 5mm

obliczenia średnicy czopa d_cz

M_c = P_rl = 2/3P_zd_z

P_z = 1/4d_czp_maxd_dr

P_rl = 1/6d²_czP_maxd_dr

P_max =

d_cz

d_cz

d_cz ≥ 16,11mm

przyjmuje średnice czopa d_cz = 45mm

---