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

Adottl — emelési magasság [mm]Q — emelendő súly [kN]Keresett

d — a csavar névleges átmérője [mm]P — a csavar menetemelkedése [mm] — a csavar menetemelkedési

szöge [fok]z — az anya meneteinek számam — az anya magassága [mm]

Q

lm

m,z

Trd×P

d1

l

1.b. A számításokhoz szükséges jelölések

l m

M

d

d 1

l

D

m

1.c. Az orsó igénybevételei

tg2

2 Qd

M Fel

2

tgd

P

2cos

tg

Q=…(pl.:13 kN=13×103 N)

1.d. A méretezés alapösszefüggése

2

2

1

21 tg121

4

d

dQd

meg

Ismeretlen mennyiségek: d1, d2, , ’,meg

Ismert mennyiségek: Q

Megoldás útja: fokozatos közelítés

Probléma: túl sok az ismeretlen

1.e. Az orsó anyagának megengedett feszültsége (J.3.2. táblázat)

Figyelembe veendő oszlop: 1

1.f. AnyagválasztásLegyen 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

d1,min=10,87 mm

meg

Qd

41

Trapézmenetek adatai

2.b. Szabványos átmérő kiválasztása

Névleges átmérő d

Magátmérő d1

Közepes átmérő d2

Menetemelkedés P

8 6,2 7,25 1,5

10 7,5 9 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

Magátmérő d1

Közepes átmérő d2

Menetemelkedés P

8 6,2 7,25 1,5

10 7,5 9 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=11,5 mm

2.c. Az előzetesen kiválasztott menet főbb adatai

Közepes átmérő: d2 = 14 mm

Menetemelkedés: P = 4 mm

Névleges átmérő: d = 16 mm

Magátmérő: d1 = 11,5 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

2

1

21 tg121

4

d

dQd

meg

Ismert mennyiségek: Q, d2 / d1, , ’,meg

d1,min = 15,5 mm

3.b. Szabványos átmérő kiválasztása

d1=?, ha d1 ≥ d1,min

Névleges átmérő d

Magátmérő d1

Közepes átmérő d2

Menetemelkedés P

8 6,2 7,25 1,5

10 7,5 9 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=15,5 mm

3.c. A teheremelés szempontjából megfelelő menet főbb adatai

Közepes átmérő: d2 = 18 mm

Menetemelkedés: P = 4 mm

Névleges átmérő: d = 20 mm

Magátmérő: d1 = 15,5 mm

A menet megnevezése:

Tr 18×4

4. Az orsó ellenőrzése kihajlásveszély szempontjából

4.a. A kihajlási instabilitás összefüggései

nt·ny≤ t

t: kihajlási határ- (törő-) feszültség

ny: nyomófeszültség az orsóban

nt: biztonsági tényező kihajlás esetére

nt= 6 -10

: Karcsúsági tényező

A kihajlási határfeszütség

lo: egyenértékű hossz

d1: az orsó magátmérője

, ha ,201 020

2

,-ReHt

, ha , 022

E

t

eHR

E

800 ,

A kihajlási határfeszütség

MPa 101,2 5E

MPa 240eHR

l0 meghatározása

Jelen esetben: lo=2l

l0=2l l0=l l0=0,7l l0=0,5l

4.b. Az orsó karcsúsági tényezője

Pl.: l=100 mm

l0=2l=400 mm

=51,62

l0=2l=200 mm

910324080

1012

80

5

0 ,,

,

,

eHR

E

0=103,9

4.c. Az orsó kihajlási határfeszültsége

Mivel < 0

t=228,15 MPa

MPa 152289103

6251201240201 2

2

20

2

,,

,

,-,-ReHt

4.d. Az orsó tényleges nyomófeszültsége

1A

Qny

4

21

1

dA

21

4

d

Qny

MPa 968 515

101342

3

,,

ny

4.e. Ellenőrzés kihajlásra

MPa 5519,688 nytn

Legyen nt = 8

MPa 228,15t

tnytn

Tehát az orsó nem felel meg kihajlásveszéllyel szemben

4.f. Az orsó átmérőjének növelése

Próbálkozás: legyen d = 24 mm

Tr24×5

Közepes átmérő: d2 = 21,5 mm

Menetemelkedés: P = 5 mm

Névleges átmérő: d = 24 mm

Magátmérő: d1 = 18,5 mm

A menet megnevezése:

4.g. Ellenőrzés kihajlási stabilitásra

MPa 36,48 5,18

101342

3

nyMPa 38736,488 nytn

tnytn

Tehát még a Tr24×5 menetű orsó sem felel meg kihajlásveszély szempontjából

MPa 42349103

5350,2-1240 2

2

,,

,

t

Újabb próbálkozás: legyen d = 28 mm

Tr28×5

Közepes átmérő: d2 = 25,5 mm

Menetemelkedés: P = 5 mm

Névleges átmérő: d = 28 mm

Magátmérő: d1 = 22,5 mm

A menet megnevezése:

MPa 7,32 5,22

101342

3

ny MPa 6,2617,328 nytn

tnytn

Tehát még a Tr28×5 menetű orsó sem felelmeg kihajlásveszély szempontjából

MPa 42349103

56350,2-1240 2

2

,,

,

t

Újabb próbálkozás: legyen d = 32 mm

Tr32×6

Közepes átmérő: d2 = 29 mm

Menetemelkedés: P = 6 mm

Névleges átmérő: d = 32 mm

Magátmérő: d1 = 25 mm

A menet megnevezése:

MPa 48,26 25

101342

3

nyMPa 21248,268 nytn

tnytn

Tehát a Tr32×6 menetű orsó már megfelelkihajlásveszély szempontjából

MPa 2359103

320,2-1240 2

2

,t

5. A menetes persely méretezése

5.a. A méretezés alapösszefüggése

)(

421

2 ddz

Qp

p pmeg

24

21

2

megpdd

Qz

)(

A megfelelő működés feltétele

A szükséges menetszám

105 z

A megengedhető felületi terhelés (pmeg)

5.b. Anyagválasztás

pmeg=8 MPa

5.c. A szükséges menetszám meghatározása

d = 32 mm

d1 = 25 mm

Q = 13×103 N

pmeg=8 MPa

817282532

1013422

3

,

)(z

A menetes persely tehát legalább 8 menetet kell tartalmazzon

105 z

A menetek egyenletes terhelésének érdekében:

5.d. A menetes persely magassága

m=zP

z=8

P=6 mm

m=48 mm

6. A mozgatóorsó menetes részének teljes hossza

l m

M

d

d 1

l

D

m

lm=l+m

l=100 mm

m=48 mm

lm=148 mm

TERVRAJZOK ELKÉSZÍTÉSE

FELADATOK

1. Orsó műhelyrajza

2. Menetes persely műhelyrajza

3. Összeállítási rajz

Jó munkát!