VIJČANA PREŠA

Potrebno je proračunati i konstrukcijski oblikovati ručnu vijčanu prešu s normalnim trapeznim dvovojnim navojem.

Osnovni dijelovi preše su: vreteno, vodilica vretena (matica), glava, kolo i postolje. Materijal vretena je čelik, matice bronca P.CuSn12, glave čelik Č 0645, kola čelični lijev ČL 0300, a postolja sivi lijev SL25.

S

F

L

D

m

l +

m/2

Tr dxP (P)

m/2

L

l

kolo

matica

vreteno

glava

postoljeA

h

Tlačna sila F [N]

19 000

Visina l [mm] 320

Materijal vretena

Č 0545

OpterećenjeIstosmjerno promjenljivo

Ručna sila [N]

LIST 1

1. Dimenzioniranje vretena s normalnim dvovojnim trapeznim navojem (HRN M.B0.060 do 064)

Potreban promjer jezgre vretena proračunava se prethodno prema Euler-u za elastično područje izvijanja:

l

F

Za ovaj slučaj opterećenja:

Prema iz Bojan Kraut: Strojarski priručnik (Tehnička knjiga Zagreb, 1988., str. 521), odabire se najbliži normalni dvovojni trapezni navoj (obično prva veća dimenzija):

Tr d x (P) [N] – sila izvijanja

F [N] – tlačna sila na vretenoS – sigurnost protiv izvijanja (8-10) – odabrana sigurnost S = 9E [N/ ] – modul elastičnosti (za čelik, E = 210 000 N/

, iz Bojan Kraut: Strojarski priručnik, Tehnička knjiga

LIST 2

[ ] – najmanji aksijalni moment tromosti [mm] – slobodna duljina izvijanja [mm] – promjer jezgre vretena

d [mm] – nazivni promjer vretena [mm] – srednji promjer vretena [mm] – uspon navoja vretena

P [mm] – korak navoja vretena

Odabran je trapezni navoj:

OznakaP

[mm]

d[mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [ ]

Tr 36x12(6)

6 36 33 29 30 37 661ac

H1ac

H

h3 H4

matica

D, d

D2, d2

D1 d

1

d3

D4

30°

vijak

P/2

P

Mjere profila trapeznog navoja [mm]:P6 3 0.5 3.5

Odabran trapezni navoj:Tr 36x12(6)

LIST 3

1.1. Kontrola naprezanja

Vreteno preše složeno je opterećeno na tlak i torziju pa se računa reducirano naprezanje koje mora biti manje od dopuštenog naprezanja.

Tlačno naprezanje:

[N/ ]

σ [N/ ] – tlačno naprezanje vretenaF [N] – tlačna sila

[ ] – presjek jezgre vretena

Torzijsko naprezanje:

[N/ ]

ϕ ') [Nmm]

ϕ ϕ

tanρ'= ρ'

- ϕ < ρ' navoj je samokočan- ϕ > ρ' navoj nije samokočan

[ ]

σ = 28.74 N/

LIST 4

[N/ ] – torzijsko naprezanje vretenaT [Nmm] – torzijski moment navoja vretena

[ ] – polarni moment otporaϕ [ °] – kut usponaρ' [ °] – korigirani kut trenjaμ = 0.1 – faktor trenja za čelik-broncuβ = 15° – polovina vršnog kuta navoja (vidi sliku dolje)

15°

d3

d2

d

ϕ = ϕ = °

tanρ' = ρ' =

ϕ > ρ' 6.6° > 5.9° navoj NIJE samokočan!

ϕ+ρ')

Reducirano naprezanje:

≤ [N/ ]

ϕ = 6.6°

ρ' = 5.9°

Samokočnost:navoj NIJE samokočan!

T = 69 558.7 Nmm

N/

LIST 5

[N/ ]

- reducirano naprezanje - istosmjerno promjenljiva trajna čvrstoća – za

Č 0545 (prema Bojan Kraut: Strojarski priručnik. Tehnička knjiga Zagreb, 1988., str. 533.)

, odabrano: - potrebna sigurnost

≤ 122.5 N/

1.2. Sigurnost u odnosu prema naprezanju na izvijanje

Faktor vitkosti vretena:

[mm]

[ ]

λ – faktor vitkosti [mm] – slobodna duljina izvijanja

i [mm] – polumjer tromosti = 34 718.6 – najmanji aksijalni moment

tromosti vretena = 661 – površina presjeka jezgre vretena = 29 mm – promjer jezgre vretena

N/

i = 7.25 mm

λ = 88.27

LIST 6

- za Č 0545 (Bojan Kraut: Strojarski priručnik, Tehnička knjiga Zagreb, 1988., str. 121)

λ < (88.27 < 89) postoji neelastično izvijanje pa se proračun provodi prema Tetmajer-u:

[N/ ]

Sigurnost protiv izvijanja:

2. Kontrola dodirnog pritiska u matici

Radi dobrog vođenja vretena u matici za konzolne vijčane preše, visina matice treba iznositi:

m = 2.5d

≤ [N/ ]

p [N/ ] – pritisak bokova navojaF [N] – tlačna silaP [mm] – korak navojam [mm] – nosiva visina matice

[mm] – srednji promjer navoja vretena [mm] – nosiva dubina navoja (vidi LIST 3)

- po iskustvu za lijevane željezne matice: N/ - dopušteni dodirni pritisak (Karl-Heinz

Decker: Elementi strojeva, Golden marketing-Tehnička knjiga Zagreb, 2006., str. 139)

≤ 7 N/

S = 7.5

m = 90 mm

p = 4.1 N/

LIST 7

3. Promjer kola D prema zadanoj ručnoj sili

FR=250 N

TD

Ravnoteža na kolu:

D

[mm]

[N] – ručna sila (ergonomski standard)D [mm] – promjer kola (potrebno zaokružiti na prvi veći normirani iznos prema HRN M.C7.310)T [Nmm] – torzijski moment navoja vretena

mm odabrano: D = 650 mm(D = 556.5 mm)

HRN M.C7.310:D = 650 mm

LIST 8

4. Kontrola naprezanja u stupu postolja (presjek A-A)

t

b/2

x

tb

SS2S1

a

ee

x

b + t/2

b + t

1

1

2

S

F

S

AA

t

t

x

L = l - m/2

S

Odabrane dimenzije:a = 140 mmb = 150 mmt = 25 mm_____________________

, [mm]

[mm]_______________________

LIST 9

Položaj težišta:

∑

[mm]

Naprezanja u stupu:

- savijanje: , [N/ ]

[Nmm]

, [ ]

[ 4mm]

[N/ ] – savojno naprezanjeM [Nmm] – moment savijanja

[ ] – aksijalni moment otpora [ ] – aksijalni moment tromosti

- vlak: [N/ ]

A = t(a + b) [ ]

[N/ ] – vlačno naprezanjeF [N] – sila u vretenu (po iznosu jednaka tlačnoj sili)A [ ] – presjek stupa postolja

Ukupno naprezanje:

≤ [N/ ]

≤ [N/ ]

LIST 10

≤ ≤ 122.5 N/

≤ ≤ 122.5 N/

N/

N/

N/

N/

LIST 11

Grafički prikaz naprezanja:

S

b = 150 t = 25

a =

140

t =

25

-

-

+

+

= 2.

62 N

/mm

uk2 =

16.

94 N

/mm

uk1 =

31.6

9 N/

mm s

1 = 2

9.07

N/m

m

s2

= 14

.32

N/mm

Savijanje

Vlak

Ukupnonaprezanje

LIST 12