Progettazione di un Cric a rombo per auto

Buongiorno a tutti, sono uno studente di ingegneria meccanica, è la prima volta che uso il Forum, quindi perdonatemi per eventuali inesattezze ed errori concettuali.
Per l'esame di costruzioni di macchine devo progettare un cric per auto.
Una volta analizzata cinematica e statica del Cric e creato un primo modello di bozza su SolidWorks2024 sono partito con i dimensionamenti.
Nel dimensionamento della vite di manovra ho trovato degli "intoppi". Ho innanzitutto dimensionato la vite a trazione e torsione e dopo aver verificato la "resistenza" della barra filettata sono passato al dimensionamento sulla base della pressione specifica sull'elica del filetto.
La formula presente nelle mie sbobine però mi dà una pressione ammissibile su dei range che stanno dai 5-10Mpa e io su internet sono arrivato (per accoppiamenti vite-madrevite acciaio-bronzo) al massimo a 17-24 Mpa considerando basse velocità.
Su internet ho trovato inoltre formule diverse da quella presente nelle mie sbobine, il dubbio che mi viene è che non stia utilizzando correttamente la formula e il testo che lascio in allegato, poichè lavorando con un carico di progetto di circa 1000Kg (considerando un alpha minimo di 20gradi) sulla vite arriva un forza che si aggira attorno ai 30KN è quindi impossibile rientrare nei range trovati sulle varie dispense.
Come primo tentativo ho utilizzato una TR16X4
Sono bloccato. Vi mando in allegato anche i procedimenti svolti fin ora.
Grazie in anticipo per la disponibilità.

PS: Nella foto c'è P/3 perché supponiamo che il primo filetto porti 1/3 del carico totale

Ciao.
Per prima cosa ti posso consigliare di cercare nel forum perché abbiamo diverse discussioni sia sulle viti sia sul sollevatore a rombo.
Esempio qui e qui e qui.
Ho guardato quanto allegato.
Un futuro buon ingegnere pone come prima cosa la rappresentazione di uno schema anche semplificato e questo manca.
Buono l'ordine e il metodo di dettagliare le cose.

Per quanto riguarda la tenuta dei filetti ti posso dire che a livello scolastico e accademico vedrai tante cose che non sono proprio così vere sempre.

Ti posso riportare questa immagine presa dal Niemann che mostra come la rigidezza e anche la precisione possa portare ad ottenere risultati molto diversi.

Chiaramente se devo costruire un martinetto sarà più sensibile la questione rispetto ad un sollevatore per auto.

Ti confermo la geometria della Tr 16x4 e il suo angolo elica.
Per l'irreversibilità statica occorre che l'angolo del coefficiente di attrito sia maggiore dell'angolo geometrico.



Il Niemann, libro storico di progettazione in tre volumi anche se datato fornisce le seguenti indicazioni:


Quindi con queste considerazioni puoi avere un punto di partenza ed eventualmente salire con le sollecitazioni poiché il crick lo usi una volta all'anno ad andare bene quindi è un uso davvero molto occasionale.

Perché dici che in sollevamento lavora un solo fianco? Anche in discesa lavora un solo fianco dell'elica.
Scrivi che la lunghezza dado solitamente è minore di tre volte il diametro....16*3=48 mm e se il passo è 4mm abbiamo ben 12 filetti in presa. Due li togliamo per lo smusso e imperfezioni. Ne restano 10.

30kN di cui 35% sul primo filetto fa 10,5kN.
Area di un filetto tra "d" e "d3" senza considerare giochi vale circa 97mm².
Pressione circa 108MPa ma se lo spalmiamo almeno su 5 filetti siamo a 20MPa. Stessa cosa se usiamo il 10% del carico totale e applicarlo ad un filetto avremo un 30MPa.

Per fare questo occorre lavorare sulla rigidezza della chiocciola e sulla lavorazione del filetto.

Sinceramente non sono pressioni specifiche basse.

Se vai nel bagagliaio dell'auto vedrai che la vite del crick è ben piccola, solitamente non trapezoidale. La vettura pesa anche 1-2ton ma ne sollevano non oltre la metà.

Valuta bene le scelte che stai facendo soprattutto con il vantaggio della comparazione che puoi fare del prodotto esistente.

Sei sicuro dei 30kN?

Altra cosa un uomo 25kg di forza a mano ma 15 per una donna che deve poter cambiare la gomma da sola.

Buonasera, leggo ora le risposte, cerco di rispondere in ordine.

Innanzitutto grazie.

Per lo schema semplificato nulla da dire, ha ragione, ovviamente l'ho fatto, ma non l'ho inviato nei file in allegato, dallo schema trovo che la vite lavora a trazione e che sopporta una forza pari al carico da sollevare diviso la tangente dell'angolo tra il braccio superiore e l'orizzontale. Lavorando con un carico di progetto di 1000kg, coerente in prima battuta al peso di una utilitaria, viene fuori che la vite nella configurazione più sollecitata (quando il cric è chiuso e alphamin = 20°) vale 27KN (il valore 30KN era per dare un ordine di grandezza). Quindi si sono sicuro di quella forza sulla vite.
è un valore inusuale o "esagerato" per questa tipologia di applicazione?

Per l'immagini prese dal Niemann, grazie!! libro stupendo, sono andato subito a cercare una versione pdf da poter scaricare per poter approfondire l'argomento.

Per ultimo, ma non per importanza torno sull'argomento pressione specifica. Ho scritto che in sollevamento lavora un solo fianco solo per "ricordarmelo" come nota teorica, non per sottintendere invece che in discesa fosse diverso.

Le pressioni vengono alte infatti valuterò anche altre scelte per un corretto accoppiamento vite-madrevite

Un'ultima domanda, più accademica. la considerazione del peso effettivo alzato dal cric rispetto alle 1,5t 2t del peso della macchina e il fatto di spalmare la pressione sui filetti che sono in presa sono considerazioni da "relazione" che insieme all'utilizzo saltuario e di "emergenza" del cric mi giustificano e mi permettono di lavorare con pressioni ammissibili più alte oppure non bastano per giustificare il fatto di non rientrare in quei range e quindi debba cambiare metodo di approccio?

In allegato lo schema semplificato mancante.

Grazie in anticipo per la disponibilità

C'è un dettaglio fondamentale che spesso trae in inganno: se la tua auto pesa 1500 kg, non ti serve necessariamente un crick da 1500 kg.

Carico Parziale: Quando sollevi un'auto per cambiare una ruota, non stai alzando l'intero veicolo, ma solo una parte (circa il 25-30% del peso totale, ovvero un angolo).

Margine di Sicurezza: I produttori consigliano comunque un crick che possa reggere almeno la metà del peso totale dell'auto per gestire lo sbilanciamento del carico e l'inclinazione del terreno.
Questi dispositivi sono progettati con un coefficiente di sicurezza (solitamente 1.5x o 2x). Ciò significa che un crick da 1000 kg è testato per non cedere strutturalmente fino a 1500 kg, ma usarlo oltre il limite nominale è estremamente pericoloso perché:

• La vite potrebbe deformarsi (instabilità elastica).
• La madrevite potrebbe "saltare" i filetti (stripping).
• Il punto di appoggio potrebbe scivolare a causa della flessione delle braccia.

Le taglie di portata standard sono: 1000 kg: È il modello più diffuso, fornito di serie con le utilitarie e le berline compatte. 1500 kg - 2000 kg: Progettati per SUV, monovolume e veicoli commerciali leggeri. Hanno una struttura più larga e una vite di diametro maggiore (spesso 16 mm). Fino a 3.000 kg: Esistono modelli rinforzati per officina, ma sono meno comuni nella forma a rombo semplice, poiché a queste portate si preferiscono solitamente i crick idraulici (a carrello o a bottiglia).

Questo oggetti funzionano bene con 6-10 filetti in presa, chiocciole in bronzo o in ghisa con un buon lubrificante a basso attrito.
Alle volte si fanno madreviti in acciaio come le viti ma leggermente più tenere ma se non lubrificate con grafene non riesci a sollevare nemmeno una volta (questi sono quelli che sono in dotazione sulle auto comuni). Velocità di sollevamento basse.
La maggior parte delle volte solleverà circa il 30% della portata nominale e quindi durerà un sacco.

Diciamo che ci sono molti "se" e molto "ma" e commercialmente speculano e ogni tanto qualche crick si rompe, ma è sempre colpa dell'utilizzatore.

Se fai acciaio su acciaio puoi salire sulle pressioni specifiche e col fatto che nella vita dell'auto userai il crick meno di 10 volte sei a posto.

Purtroppo il contesto di utilizzo e i pesi in gioco reali fanno cambiare parecchio il fatto di approvare i meno un prodotto.
Tutto sempre nell'ottica dell'economia e competitività.

Grazie ancora per la disponibilità.

Saluti.

Buonasera ritorno sulla conversazione di qualche mese fa per delle delucidazioni su alcuni dubbi relativi alle soluzioni costruttive più plausibili e coerenti per il mio progetto, ovvero un cric pantografo per sollevamento auto in condizioni di emergenza.

Chiedo scusa in partenza se alcune delle cose che dirò possano sembrare scontate, banali , o addirittura sbagliate.

La domanda riguarda l'accoppiamento vite madrevite. La mia idea, osservando la maggior parte dei Cric in circolazione e leggendo alcune relazioni tecniche, era quella di realizzare un perno circolare con un foro filettato femmina ortogonale al suo asse per l'ingresso della vite. Tale perno poi si andava a inserire passante e allineato ai fori creati sui bracci del pantografo per creare il vincolo cerniera richiesto.

Per il fissaggio la mia idea era quella di realizzare delle gole alle estremità del perno-madrevite e inserire degli anelli elastici cosi che il perno non possa più muoversi.

Soluzione analoga per il lato manovella in cui volevo prendere un perno delle stesse dimensioni con un foro questa volta non filettato ortogonale al suo asse, sempre per l'ingaggio della vite.
Lato manovella avevo pensato inoltre di aggiungere una rondella reggispinta o cuscinetto assiale che da una parte batteva con il perno su cui creavo una zona per un appoggio coerente e dall'altra dalla vite stessa, creando uno spallamento e con fresatura un piano su cui effettuavo un successivo intaglio per l'azionamento della manovella.

Le domande sono due.

Non sono sicuro che tale soluzione costruttiva con gli anelli elastici regga i carichi elevati che sopporta la mia struttura e neanche che sia totalmente bloccata la struttura "Blocco madrevite" o quella lato manovella che sia. Nel caso che alternative "comuni" e coerenti per un Cric a pantografo posso valutare?

La rondella reggispinta è sufficiente oppure è piu sensato un cuscinetto assiale?

Grazie in anticipo per il vostro tempo.

Direi che la poesia è bella ma fare una serie di schemi e schizzi anche fatti a mano può chiarire ogni dubbio a te stesso è a chi dovrebbe darti una mano.
I seeger tengono quanto riportato nel catalogo se si adottano gli accorgimenti scritto sul manuale.
Guarda qui....qui...
Un manuale completo è

Inoltre c'è sempre il loro catalogo che ha le spiegazioni e le formule. Lo so trova direttamente sul sito del produttore qui.
Tutto questo per poter valutare la forza assiale come qui:

Puoi benissimo studiare un prodotto già realizzato e studiarne nel dettaglio benefici e dubbi.