PROJEKT NR 2.

Temat:

„ Podnośnik śrubowy”

II DiRMiUO

Wytyczne do projektu:

- obciążenie Q =23kN

- wysokość podnoszenia H=320mm

Zastosowane materiały:

Śruba: 35 , gdzie
,
,

Nakrętka: B10 , gdzie
,
,

Obliczenia.

1. Wyliczenie średnicy rdzenia śruby, obciążoną osiową siłą ściskającą.

gdzie:

• σ_c - naprężenia ściskające,

• Q_z - zastępcza siła ściskająca,

• Q - rzeczywista siła ściskająca,

• d₃ - średnica rdzenia śruby,

• k_cj - dopuszczalne naprężenia przy ściskaniu.

2. Dobór gwintu trapezowego na podstawie PN-83/M.-02017.

- dobieram gwint trapezowy Tr 26× 5 , gdzie d=21 mm

3. Sprawdzenie śruby na wyboczenie.

Ze względu na nieznaną wysokość nakrętki i korony podnośnika zakładam

swobodną długość śruby narażonej na wyboczenie:

gdzie:

• l_wyb - długość swobodna śruby narażona na wyboczenie,

• H - maksymalna wysokość podnoszenia podnośnika.

4. Obliczenie promienia bezwładności śruby.

gdzie:

• i - promień bezwładności śruby,

• J_x - moment bezwładności śruby,

• S - przekrój śruby,

• d₃ - średnica rdzenia śruby.

5. Obliczenie smukłości śruby.

Przyjmujemy, że jeden koniec śruby jest mocowany przegubowo, a drugi jest

swobodny.

gdzie:

• λ - smukłość śruby,

• α - współczynnik,

• l_wyb - długość swobodna śruby narażona na wyboczenie,

• i - promień bezwładności śruby.

6. Obliczam względną smukłość śruby λ / λ_p ., dla λp=95

7. Na podstawie PN-80/M-03200 dobieram współczynnik wyboczeniowy m._w =4.93

i sprawdzam wytrzymałość śruby na wyboczenie.

]

warunek nie został spełniony

gdzie:

• σ_w - naprężenia przy wyboczeniu,

• Q_z - zastępcza siła ściskająca,

• S - przekrój śruby,

• m_w - współczynnik wyboczeniowy,

• k_cj - dopuszczalne naprężenia przy ściskaniu.

7.1. Ponownie dobieram gwint: Tr 40×7, d3=32mm

7.2. Sprawdzenie śruby na wyboczenie.

Ze względu na nieznaną wysokość nakrętki i korony podnośnika zakładam

swobodną długość śruby narażonej na wyboczenie:

gdzie:

• l_wyb - długość swobodna śruby narażona na wyboczenie,

• H - maksymalna wysokość podnoszenia podnośnika.

7.3. Obliczenie promienia bezwładności śruby.

gdzie:

• i - promień bezwładności śruby,

• J_x - moment bezwładności śruby,

• S - przekrój śruby,

• d₃ - średnica rdzenia śruby.

7.4.Obliczenie smukłości śruby.

Przyjmujemy, że jeden koniec śruby jest mocowany przegubowo, a drugi jest

gdzie:

• λ - smukłość śruby,

• α - współczynnik,

• l_wyb - długość swobodna śruby narażona na wyboczenie,

• i - promień bezwładności śruby.

7.5 Obliczam względną smukłość śruby λ / λ_p .

7.6. Na podstawie PN-80/M-03200 dobieram współczynnik wyboczeniowy m._w

i sprawdzam wytrzymałość śruby na wyboczenie.

warunek został spełniony

gdzie:

• σ_w - naprężenia przy wyboczeniu,

• Q_z - zastępcza siła ściskająca,

• S - przekrój śruby,

• m_w - współczynnik wyboczeniowy,

• k_cj - dopuszczalne naprężenia przy ściskaniu.

8. Sprawdzenie samohamowności gwintu.

gwint samohamowny

gdzie:

• P - skok gwintu trapezowego dobranej śruby,

• d₂ - średnica podziałowa gwintu trapezowego,

• μ - pozorny współczynnik tarcia μ = 0,1.

9. Obliczenie całkowitego momentu obrotowego.

Całkowity moment obrotowy podnośnika jest sumą momentów tarcia

w gwincie i na powierzchni oporowej w koronie podnośnika.

gdzie:

• M - całkowity moment obrotowy,

• Q - siła ściskająca,

• d₂ - średnica podziałowa gwintu trapezowego,

• μ₁ - współczynnik tarcia μ₁ = 0,12,

• r_śr - średnie ramię sił tarcia na tej powierzchni r_śr = 15 mm.

10. Sprawdzenie wytrzymałości śruby na naprężenia złożone z uwzględnieniem

wyboczenia.

Naprężenia ściskające:

Naprężenia skręcające:

gdzie:

• σ_c - naprężenia przy ściskaniu,

• Q - siła ściskająca,

• S - przekrój śruby,

• τ_s - naprężenia przy skręcaniu,

• M - moment obrotowy,

• d₃ - średnica rdzenia śruby.

Naprężenia zastępcze z uwzględnieniem wyboczenia:

gdzie:

• σ_z - naprężenia zastępcze,

• m_w - współczynnik wyboczeniowy,

• α₁ - współczynnik α₁ = k_cj / k_sj ,

• k_c - dopuszczalne naprężenia przy ściskaniu.

11. Wyliczenie wysokości nakrętki.

ze wzgl. Konstrukcyjnych 60

gdzie:

• H - wysokość nakrętki,

• Q - siła ściskająca,

• P - skok gwintu trapezowego,

• d - średnica zewnętrzna gwintu śruby,

• D₁ - średnica wewnętrzna gwintu nakrętki,

• k_o - dopuszczalne naprężenia k_o = 0,8k_c .

12. Obliczenie czynnej liczby zwojów.

gdzie:

• z - liczba zwojów,

• H - wysokość nakrętki,

• P - skok gwintu trapezowego.

13. Obliczenie zewnętrznej średnicy nakrętki.

przyjmuję Dz=50mm

gdzie:

• Q - siła ściskająca,

• D_z - średnica zewnętrzna nakrętki,

• D₄ - średnica wewnętrzna gwintu nakrętki,

• k_r - dopuszczalne naprężenia przy rozciąganiu..

14. Obliczenie wysokości kołnierza nakrętki.

przyjmuję h = 10mm

gdzie:

• h_n - wysokość kołnierza nakrętki,

• Q - siła ściskająca,

• D_z - średnica zewnętrzna nakrętki,

• k_t - dopuszczalne naprężenia przy ścinaniu.

15. Obliczenie czynnej długości pokrętła.

Zakładając siłę ręki człowieka F_r = 300 N.

przyjmuję l = 345mm

gdzie:

• l - długość pokrętła,

• M - moment obrotowy,

• F_r - siła ręki człowieka.

16. Sprawdzenie sprawności gwintu.

17. Obliczenie mechanizmu zapadkowego.

Dla obliczonej średnicy zewnętrznej nakrętki wynoszącej 50mm na podstawie PN -70/M-85005

dobieram wymiary wpustu pryzmatycznego ( b × h ). (14×9)

Obliczam długość wpustu:

gdzie:

• l_w - długość wpustu,

• M - moment obrotowy,

• h - wysokość wpustu,

• D_z - średnica zewnętrzna nakrętki,

• p_dop - dopuszczalne naprężenia na naciski powierzchniowe

p_dop = 0,6k_cj ,

Przyjmuje długość wpustu równą : 18mm

Obliczam średnicę wewnętrzną koła zapadkowego: gz=25

gdzie:

• l_w - długość wpustu,

• M - moment obrotowy,

• h - wysokość wpustu,

• D_z - średnica zewnętrzna nakrętki,

• d_w - średnica wewnętrzna koła zapadkowego,

• g_z - wysokość koła zapadkowego,

• k_rj - dopuszczalne naprężenia na rozciąganie.

Obliczam średnicę zewnętrzną koła zapadkowego:

przyjmuję dz=78mm

gdzie:

• M - moment obrotowy,

• d_z - średnica zewnętrzna koła zapadkowego,

• d_w - średnica wewnętrzna koła zapadkowego,

• g_z - wysokość koła zapadkowego,

• p_dop - dopuszczalne naprężenia na naciski powierzchniowe.

18. Obliczenie średnicy podstawy podnośnika.

Podstawa wykonana będzie w postaci pierścienia.

gdzie:

• Q - maksymalne obciążenie podnośnika,

• D_pp - średnica zewnętrzna podstawy podnośnika,

• D_z - średnica zewnętrzna nakrętki,

• p - nacisk powierzchniowy na grunt p = 0,5 MPa.