Z A V R Š N I I S P I T – Mentor: Boris Kulišić

Tema: K O N S T R U I R A N J E R U Č N E N A V O J N E D I Z A L I C E

Poz. 1 – postolje Poz. 2 – navojno vreteno Poz. 3 - naglavak

Poz. 4 - matica

Dizalica prema slici se sastoji od postolja 1, vretena 2 , koje se okreće pomoću ručice u obliku okrugle šipke, provučene kroz otvor u gornjem dijelu vretena. Vreteno je izrađeno iz normalnog trapeznog navoja ( tab. u udžb. ES, I. dio, Hercigonja, Šk. knjiga , zg).

Na gornjem dijelu vretenamontiran je naglavak 3 za oslanjanje tereta . U gornjem dijelu postolja uprešana je

1

matica 4 koja služi za dizanje i spuštanje vretena.

Zadatak: Konstruirati ručnu dizalicu sa navojnim vretenom za dizanje tereta ako su poznati slijedeći podaci:- maksimalni teret dizanja : G = 50 kN - maksimalna visina dizanja: h = 300 mm- materijal naglavka, vretena i šipke: čelik Č. 0645- materijal matice: kositrena bronca PcuSN10- materijal postolja: sivi ljev SL 22 - izrada navoja vretena i matice: normalna strojna- potreban koeficijent sigurnosti: ν = 5- vrsta opterećenja: dinamičko jednosmjerno II.

Proračun:1. vreteno1.1 za zadani materijal i potreban koeficijent sigurnosti odrediti dopuštena naprezanja na tlak i uvijanje 1.2 odrediti dopušteno naprezanje na tlak uzimajući u obzir zahtijevanu izradu navoja1.3 iz naprezanja odrediti površinu presjeka jezgre vretena1.4 iz tablice za normalni trapezni navoj za izračunatu površinu presjekla jezgre očitati dimenzije trapeznog navoja- oznaku- srednji promjer- nazivni promjer- promjer jezgre- promjer provrta za maticu- korak1.4 stvarno naprezanje na tlak vretena1.5 stvarno naprezanje pri uvijanju ako je koeficijent trenja na vretenu μ = 0,11.6 imaginarno složeno naprezanje1.7 kontrola koeficijenta sigurnosti

2. Proračun vretena na izvijanje

2

Maksimalna visina dizanja je zadana h = 300 mm i ako se usvoji visina glave vretena h1 = 60 mm onda je ukupna dužina vretena izložena izvijanju l = h + h1 = 300 + 60 = 360 mm.U ovom slučaju smatra se da je vreteno donjim dijelom ukliješteno u maticu, a gornji kraj mu je zglobno vezan za naglavak. Za navedene uvjete potrebno je:2.1 odrediti slobodnu dužinu izvijanja lo

2.2 izračunati vitkost vretena λ- za izračunavanje minimalnog momenta inercije Imin uzeti promerjezgre navoja d1

- površina A je površina presjeka jezgre vretena2.3 izračunati graničnu vitkost( vitkost na granici plastičnosti ) λo

2.4 ako je zadovoljen uvjet λp ≤ λ izvijanje vretena je u elastičnom području i ono zadovoljava napretanje2.5 ako nije zadovoljen uvjet vitkosti treba je vršiti po Tetmayerovim jednadžbama ( vidi Nauka o čvrstoći, Kulišić, Element)2.6 proračun tada završava provjerom koeficijenta sigurnosti

,

gdje je σk kritično naprezanje po Tetmayeru a σt stvarno naprezanje na tlak izračunato ranije.

3. Glava vretena i naglavak za oslanjanje tereta

Glava vretena predstavlja zadebljanje na gornjem kraju vretena s provrtom za ručicu kojom će se vreteno zakretati. Na gornjoj plohi zadebljanja vretena montira se naglavak za oslanjanje tereta. Oblik zadebljanja vretena i naglavka dat je na donjoj slici . Bitno je da je naglavak u labavoj vezi s vretenom da semože slobodno okretati oko svoje osi i podešavati naslonjenoj površini tereta. Naglavak je osiguran od ispadanja uvrtnim vijkom čiji vrh ulazi u žljeb glave vretena.Dimenzije na slici se uzimaju prema obrascima:d3 = (1,7 do 1,9 ) d /mm/

d4 = (0,6 do 0,7)d /mm/

b = (1,4 do 1,6) d /mm/

d5 = 82,4 do 2,5) d /mm/

3

Ostale dimenzije na slici se određuju konstruktivo srazmjerno izračunatim dimenzijama. Na donjem dijelu vretena postavlja se podložna pločica koja se učvrsti vijkom M 20 kao što je vidljivo na slici dizalice. Ova pločica služi da kao graničnik kada se dosegne maksimalna visina dizanja.

4

4. MaticaMatica je izrađena od bronce i utisnuta je u odgovarajući, za tu svrhu, obrađeni dio postolja.Osigurana je od odvrtanja s dva vijka ( vidi sastavni crtež).

Potrebno je odrediti:4.1 visinu matice – vidi ES, I. dio4.2 dimenzije matice prema oznakama kota prema slici – uzeti kontruktivno4.3 nakon usvajanja d/ i d// izračunati naprezanje u najopterećenijem dijelu matice, i to:- u horizontalnom dijelu ispod oboda gdje je matica opterećena na vlačno naprezanje

- na dodirnoj površini između oboda i postolja, gdje je matica izložena površinskom tlaku

5

- u cilindričnom presjeku promjera d/ gdje je matica izložena složenom naprezanju savijanja i odreza:

Za materijal matice PCuSn10 je σdop = 220 MPa, pdop = 0,9 σdop, , τo

dop = 0,8 σdop.

4.4 potrebni stupnjevi sigurnosti:

- u presjeku ispod oboda:

- na dodirnoj površini između oboda i postolja:

- u cilindričnom presjeku promjera d/:

5. Ručica za okretanje vretena

Ručica za okretanje vretena je okrugla šipka provučena kroz provrt na glavi vretena. Ručica se okreće djelovanjem ručne sile Fr te se na taj način stvara moment M = Fr l /N mm/.Taj moment mora savladati moment otpora trenja između naglavka i glave vretena:M1 = 0,5 μ F dm i moment otpora u navoju pri podizanju tereta:M2 = 0,5 F dm tg (φ + ρ ) Nmm, gdje je:

F /N/ - sila koja opterećuje vreteno ( F = G )Koeficijent trenja čelik- kaljena bronca dobro podmazana μ = 0,1

Srednji promjer prstenaste dodirne površine između naglavka i glave vretena:

6

Iz naprezanja pri savijanju ručice izračuna se njen promjer dr.Dopušteno naprezanje ručice usvojiti ra Č. 0645 za din. jednosmjerno opterećenje. Promjer ručice standardizirati na standardnu veličinu šipkastih materijala.

Dužina ručice izračuna se iz momenta: M = Fr l, gdje se za siluu ruci uzima 150 do 250 N.

Ručica na jednom kraju ima naglavak da se ne može izvući z svoga ležišta, a s druge strane je slobodna da se može izvlačiti pri spremanju dizalice.

6. Postolje

7

Površina stopala postolja pri podizanju tereta izložena je površinskom tlaku. Taj tlak prenosi se na podlogu ( obično drvenu ), koja može izdržati znatno manji površinski tlak od stope postolja.Potrebno je pretpostaviti promjer stope d8 i izračunati:6.1 promjer stope d9:Iz sile na površinu stope . F = A pdop /N/, gdje je: - A /mm2 / - površina oslonca stope – kružni vjenac- pdop = 2 MPa za drvo,

izračuna se površina stope A koja se oslanja o drvenu podlogu. Iz površine kružnog vijenca izračuna se promjer d9.

6.2 debljina stjenke postolja

Debljina stjenke se računa prema izrazu: δ = 0,25 d /mm/ , gdjeje d nazivni promjer vretena.

6.3 usvojiti promjer postolja na dijelu montaže matice d7.

C R T E Ž I

Na osnovu izračunatih i usvojenih dimenzija vrši se konstrukcija dizalice i njenih dijelova, uz usvajanje ostalih dimenzija kao radijusa zaobljenja, vrste obrade i tolerancija dosjednih dijelova koji se označavaju na crtežima.Na donjoj slici je prikazana dizalica u sastavnom crtežu, potrebno je prema tom crtežu nacrtati sastavni crtež proračunate dizalice i radioničke crteže:

Crtež: br. 10.6.2 Postoljebr. 10.6.3 Vretenobr. 10. 6. 4 Naglavakbr. 10. 6. 5 Maticabr. 10. 6. 6 Ručica

8

9

10

11

12

13

14

15