Projekt dźwignika

5/12/2018 Projekt d wignika - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/projekt-dzwignika 1/28

PRACA PROJEKTOWA

ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE:

1. Schemat dźwignika:

1 - korpus,

2 - śruba,3 - nakrętka4 - koronka,

5 - pokrętło,l - długość pokrętła

2. Maksymalny udźwig Q [kN]: 23

3. Częstotliwość pracy dźwignika: duża4. Maksymalna wysokość podnoszenia h 1 [mm]: 300

5. Rodzaj stali na śrubę: 45

6. Naprężenia dopuszczalne dla śruby k c [MPa]: 95

7. Rodzaj materiału nakrętki: MA 58

8. Naprężenia dopuszczalne dla nakrętki k r [MPa]: 100

9. Siła ręki pracownika F r [N]: 300

10. Dopuszczalny nacisk przedmiotów podnoszonych p p [MPa]: 10

11. Dopuszczalny nacisk podstawy dźwignika na grunt p g [MPa]: 0.5

12. Konstrukcja korpusu dźwignika: rurowa

ZAKRES ZADANIA:

1. Obliczyć podstawowe wymiary dźwignika.2. Opracować instrukcję obsługi dźwignika.3. Wykonać rysunek złożeniowy dźwignika.4. Wykonać rysunek wykonawczy śruby i nakrętki.

Temat:

ZAPROJEKTOWAĆ DŹWIGNIK ŚRUBOWY Z OBRACAJĄCĄ SNAKRĘTKĄ

Q h 1

l F r

12

5

4

3



PRACA PROJEKTOWA

IĘ



OBLICZENIA DŹWIGNIKA

Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN

Tok obliczeń i szkice Wyniki

1. OBLICZENIA ŚRUBY1.1. Obliczenie średnicy rdzenia śruby

Q [kN] k c [MPa]

23 95 d r [mm]

20.0

20.0 mm

d 3 [mm]

32 1.2. Przyjęcie rodzaju i wymiaru gwintud [mm] Przyjmuję się gwint: trapezowy Tr 40 x 7 d 3 [mm]

40 o średnicy rdzenia d r =d 3 = 32.0 mm 32.0

P [mm] i przekroju rdzenia S r = 804 mm2

7

1.3. Sprawdzenie śruby na wyboczenie, tzn. czy:

h 1 [mm]

300 1.3.1. Smukłość śrubya

2 90

1.3.2. Względna smukłośćR e [MPa]

360 0.938l p

96 1.3.3. Warunek wytrzymałościowy na wyboczeniem w s w = 66.5 <= k c = 95 [MPa]

1.79 Warunek został spełniony - śruba nie ulegnie wyboczeniu

2. SPRAWDZENIE SAMOHAMOWNOŚCI GWINTUDOBRANEJ ŚRUBY (tzn. czy r' >g)

P [mm] 2.1. Kąt wzniosu linii śrubowej7

d 2 [mm] 0.061 g = 3.5 g [o

]

36.5 3.50

a [o] 2.2. Pozorny współczynnik tarcia

30m 0.0621 r' = 3.6 r' [

o ]

0.06 3.6

2.3. Warunek samohamowności

r' [o

]= 3.56 > g [o

]= 3.50

Gwint jest samohamowny

3. OBLICZENIE WYMIARÓW NAKRĘTKI

cj cj

z r

k

Q,,

k

Q,d

100031131131

×××=×³

=×

××a=l

3

1

250

21

d ,

h,

=a

m=r¢=m ¢

2cos

tg

=l

l

p

c

r

w w k S

mQ,£

××=s

31

=×p

=g2d

P tg

³r d

Strona 3




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


3.1. Szkic nakrętki

3.2. Wysokość nakrętkiQ [kN] k c [MPa]

23 100 26.7 [mm]

P [mm]

7 Ze względów konstrukcyjnych przyjmuje sięd [mm] wysokość nakrętki H = 42 [mm]

40

D 1 [mm] 3.3. Sprawdzenie liczby czynnych zwojów nakrętki33 (tzn. czy z= H /P = 6 - 10 zwojów)

z = 6.0 TRUE H [mm]

Liczba czynnych zwojów mieści w zalecanych 42

3.4. Średnica zewnętrzna nakrętki

43.5 [mm]

Ze względu na średnicę otworu w rurze przyjmuje się D n [mm]

D n = 45 [mm] 45

3.5. Wysokość kołnierza nakrętki

2.5 [mm]

Ze względu na sposób mocowania pokrętła do h [mm]

nakrętki przyjmuje się h = 30 [mm] 30

d

h

H

D n

D k

=××-×p

××=

c k ,Dd

P QH

150

4

2

1

2 )(

=+×p

×³ 24

d k

QD

r

n

=×××p

³r n k ,D

Qh

650

Strona 4




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


3.6. Średnica zewnętrzna kołnierza nakrętki

63.1 [mm]

Zakładając zastosowanie w kołnierzu otworów na D k [mm]pokrętło przyjmuje się D k = 80 [mm] 80.0

4. OBLICZENIE WYMIARÓW KORPUSU4.1. Schemat korpusu i jego podstawowe wymiary

Przyjmuję się konstrukcję rurową z podstawąi wspornikami usztywniającymi, spawaną

D n [mm] g [mm] 4.2. Średnica zewnętrzna rury45 4 53 [mm]

Przyjmuję się z PN: D z = 54 [mm] D z [mm]

54

4.3. Sprawdzenie grubości ścianki ruryQ [kN] k c [MPa] Materiał rury: stal St0S

23 55 Warunek wytrzymałościowy

s = 32.9 <= k c = 55 [MPa]

Warunek wytrzymałościowy został spełniony

4.4. Średnica podstawy dźwignika (obliczania z warunku

=+××p

×=

2

150

4n

c

k Dk ,

QD

D p

D k

D n

h

k

g

D z

H k

g p

=×+= g DD nz 2

c

nz

k )DD(

Q£

-×p

×=s

22

4

Strona 5




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


p g [MPa] wytrzymałościowego na nacisk powierzchniowy)0.5

242.0 mm D p [mm]

243

4.5. Grubość podstawy dźwignikaUwzględniając sposób połączenia podstawy z rurą,ustala się grubość podstawy na podstawie minimalnejgrubości spoiny pachwinowej (tzn. amin = 0,7g p = 3 mm)

g p [mm]

4.3 mm 5

4.6. Średnica pierścienia przyspawanego do górnejczęści ruryŚrednicę pierścienia oblicza się z warunkuwytrzymałościowego na nacisk powierzchniowy,którą następnie przyrównuje się do średnicy zewnętrznejkołnierza nakrętki obliczonej w pkt 3.6.Ostatecznie przyjmuję się tę średnicę, która jestwiększa.

74.7 mm

Po uwzględnieniu obliczeń w pkt 3.6 przyjmuje się: D kPN [mm]

D kPN = 80.0 mm 80.0

4.7. Grubość pierścienia przyspawanego do górnejczęści ruryUstala się minimalną grubość pierścienia jak pkt 4.5

4.3 mm

Ostateczną grubość pierścienia ustala się pouwzględnieniu głębokości rowków smarowniczychna powierzchni styku z kołnierzem nakrętki g k [mm]

g k = 10 mm 10

h 1 [mm]

300 4.8. Wysokość korpusuH [mm]

42 327 mm

h [mm]

30 gdzie: h p - grubość podkładki ograniczającej ruch śruby

g p [mm] oraz luz między tą podkładką a podstawą H k [mm]

5 Przyjmuję się h p = 10 mm 327

=

×p

×³

g

p p

QD

4

=+××p

×= 2

150

4n

c k D

k ,

QD

=-+++= )hH ( hg hH p pk 1

=³70,

ag min

p

=³70,

ag min

k

Strona 6




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


Q [kN] d [mm] 5. CAŁKOWITY MOMENT OBROTOWY (TARCIA)23 40 POTRZEBNY DO PODNIESIENIA CIĘŻARU Q

D n [mm] d 3 [mm]

45 32.0

D k [mm] g [ o ] Przyjmuje się: m= 0.06

80.0 3.50 M = 94.44 Nm

r' [o

] M [Nm]

3.6 94.44

6. SPRAWDZENIE WYTRZYMAŁOŚCI ŚRUBY NANAPRĘŻENIA ZŁOŻONE (ze względu na połączoneściskanie i skręcanie)

M [Nm] S r [mm2]

94.44 804.248

k c [MPa]

95k s [MPa]

80 sz = 33.3 <= k c = 95 MPa

Śruba przeniesie ściskanie połączone ze skręcaniem

7. WYMIARY POKRĘTŁA7.1. Teoretyczna długość pokrętła

M [kN]

94.44

F r [N] l pt [mm]

300 314.8 mm 314.8

7.2. Rzeczywista długość pokrętłaSzerokość dłoni pracownika b d [mm]: 110 mm

Promień gniazda na pokrętło r n [mm]: 18 mm

Liczba pokręteł i : 1l p [mm]

360 mm 360g g [mm]

7.3. Głębokość gniazda w nakrętce g g = 22 mm 22

7.4. Średnica pokrętła

)]()()[( nk DD' tg d d Q,M +×m+r+g×+××=3

250

c sc z k )( £t×a+s=s22

c

s

c

r

z k d ,

M

k

k

S

Q

£÷÷ ø

ö

ççè

æ

××+÷÷ ø

öççè

æ =s

2

3

3

2

20

g g

l pt

d p

l p r n

=³r

pt F

M l

=-+= nd pt

p r b

i

l l

2

Strona 7




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


k g [MPa] Materiał na pokrętło: St7

130

19.4 mm

d pPN [mm]

d pPN = 20 mm 20

8. WYMIARY KORONKI

8.1. Szkic koronki

Zakłada się, że koronka jest wykonana razem ze śrubą

8.2. Średnica zewnętrzna koronkiZakłada się, że 50 % powierzchni koronki

przenosi obciążenie (rowki na powierzchni koronki)Q [kN] k c [MPa]

23 10 85.6 mm

D rPN [mm]

D rPN = 90 mm 90

8.3. Wysokość koronkiPrzyjmuje się wysokość koronki 0,5 Dk

h k = 45 mm h k [mm]

h kPN = 45 mm 45

g [o

] 9. SPRAWNOŚĆ GWINTU I DŹWIGNIKA3.50 9.1. Sprawność gwintu

r' [o

] hg [%]

3.6 0.494 hg[%] = 49.4 % 49.4

Q [kN] 9.2. Sprawność dźwignika23 h p [%]

P [mm] 0.2713 h p [%] = 27.1 % 27.1

7

M [Nm]

94.44

10. OBLICZENIA DODATKOWE

=×

³ 3

10 g

pk ,

M d

D r

d k = d

h k

=××p×

×=

c

r k ,,

QD

8030

4

=r¢+g

g=h

)( tg

tg g

=×p×

×=h

M

P Q p

2

Strona 8




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


(wg uznania i potrzeby)

11. ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNE ELEMENTÓWDODATKOWYCH DŹWIGNIKA

(smarowniczki i ich rozmieszczenie,rowki smarownicze i ich kształt,płytki mocowanej do dolnego końca śruby, aby niedoszło do jej całkowitego wykręcenia,uchwytu dźwignika,gniazda lub uchwytu do przechowywania pokrętła itp.)

12. INSTRUKCJA OBSŁUGI DŹWIGNIKA(W instrukcji podać:

jak i czym czyścić dźwignik,częstotliwość smarowania i czym,środki ostrożności przy podnoszeniu,i inne wg uznania.)

Strona 9




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


Strona 10




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


Strona 11




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


Strona 12




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


Strona 13




Dane

wejścio-we

Dane z

tablic i

PN


Strona 14




Strona 15




Strona 16




Strona 17




Strona 18




Strona 19




Strona 20




Strona 21




Strona 22




Strona 23




Strona 24




Strona 25




Strona 26



PRACA PROJEKTOWA NR 2 – „DŹWIGNIK ŚRUBOWY”

Założenia projektowe dla poszczególnych uczniów kl. IIIa

Nr w

dz.

Q

[kN]

h 1

[mm]

Stal

naśrubę

F r

[N]

Nr w

dz.

Q

[kN]

h 1

[mm]

Stal

naśrubę

F r

[N]

1 10 300 35 250 21 22 300 35 250

2 12 350 45 300 22 24 350 45 300

3 15 400 35 250 23 26 400 35 2504 17 450 35 300 24 28 450 35 3005 20 300 45 250 25 30 300 45 2506 22 350 45 300 26 32 350 45 3007 24 400 35 250 27 34 400 35 2508 26 450 45 300 28 36 450 45 3009 28 300 35 250 29 38 300 35 250

10 30 350 35 300 30 40 350 35 300

11 32 400 45 250 31 10 400 45 250

12 34 450 45 300 32 12 450 45 30013 36 300 35 250 33 15 300 35 25014 38 350 45 300 34 17 350 45 300

15 40 400 35 250 35 20 400 35 250

16 10 450 35 300 36 22 450 35 300

17 12 300 45 250 37 24 300 45 250

18 15 350 45 300 38 26 350 45 30019 17 400 35 250 39 28 400 35 25020 20 450 45 300 40 30 450 45 300

Kryteria oceniania:1. Jakość merytoryczna obliczeń +2 pkt. 2. Jakość merytoryczna rysunków +2 pkt.3. Oryginalność konstrukcji +2 pkt. 4. Obliczenia wykraczające poza zakres pracy +2 pkt. 5. Pismo techniczne +2 pkt.6. Kultura techniczna i estetyka pracy projektowej +2 pkt.

Maksymalna ilość punktów: 12

Niedotrzymanie terminu oddania pracy: – 2 pkt.

PRACA PROJEKTOWA NR 2 – „DŹWIGNIK ŚRUBOWY”

Założenia projektowe dla poszczególnych uczniów kl. IIIb

Nr wdz.

Q

[kN]h 1

[mm]Stalna

śrubę

F r

[N]Nr wdz.

Q

[kN]h 1

[mm]Stalna

śrubę

F r

[N]

1 12 300 35 300 21 12 300 35 3002 15 350 45 250 22 15 350 45 2503 17 400 35 300 23 17 400 35 3004 20 450 35 250 24 20 450 35 250

5 22 300 45 300 25 22 300 45 300

6 24 350 45 250 26 24 350 45 2507 26 400 35 300 27 26 400 35 300



28 450 45 250 28 450 45 2509 30 300 35 300 29 30 300 35 300

10 32 350 35 250 30 32 350 35 250

11 34 400 45 300 31 34 400 45 300

12 36 450 45 250 32 36 450 45 250

13 38 300 35 300 33 38 300 35 30014 40 350 45 250 34 40 350 45 250

15 42 400 35 300 35 42 400 35 300

16 12 450 35 250 36 12 450 35 250

17 15 300 45 300 37 15 300 45 300

18 17 350 45 250 38 17 350 45 25019 20 400 35 300 39 20 400 35 300

20 22 450 45 250 40 22 450 45 250

Kryteria oceniania:1. Jakość merytoryczna obliczeń +2 pkt. 2. Jakość merytoryczna rysunków +2 pkt.3. Oryginalność konstrukcji +2 pkt. 4. Obliczenia wykraczające poza zakres pracy +2 pkt. 5. Pismo techniczne +2 pkt.

6. Kultura techniczna i estetyka pracy projektowej +2 pkt.

Maksymalna ilość punktów: 12

Niedotrzymanie terminu oddania pracy: – 2 pkt.

Documents

Projekt dźwignika