UNIVERSITATEA DIN ORADEA FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICA SI
TEHNOLOGIA INFORMATIEI SPECIALIZAREA: SISTEME ELECTRICE
PROIECT LA DISCIPLINA ACTIONARI ELECTRICE SPECIALE
COORDONATOR
STUDENT
1
CUPRINSCapitolui ITema de proiect ........................3
Capitolul IIGeneraliti.......4 2.1. Regimul de funcionare al
mecanismului de ridicare...............4
Capitolui III3. Proiectara mecanismului de ridicare........6
3.1. Proiectare elementelor mecanice componente ale schemei
cinematice...............6 3.1.1. Generaliti......6 3.1.2.
Mecanismul de ridicare cu palan dublu cu 4 ramuri de cabluri.....6
3.1.3. Dispozitivele de prindere a
sarcinii....................................................................8
3.1.3.1.
Mufla................................................................................................................8
Capitolul IV4. Determinare parametrilor schemei mecanismului de
ridicat...9 4.1.Calculul forei de ntindere.....9 4.2. Momentul de
torsiune maxim...........11 4.3. Turatia de sincronism....12 4.4.
Alunecarea motorului S.12 4.5. Raportul de transmitere.12
4.6.Calculul de alegere i verificare a motoarelor electrice de
acionare13 4.7.Calculul coeficienlor de corecie..15 4.8. Puterea
nominal corectat a motorului ...17 Schema electric de funcionare a
mecanismului si diagrama de funcionare ...17
2
Capitolul ITema ProiectDate iniiale:Sa se proiecteze mecanismul
de ridicare al unui pod rulant al carui sistem de actionare
electrica contine un motor asincron trifazat cu rotorul bobinat
avand urmatoarele caracteristici: -Tensiunea nominala Un=380 V
-Frecventa nominala fn=50 Hz -Durata relativa de functionare DA=40%
-Masa utila de ridicat M=10 [t] -Inaltimea de ridicare H=11 [m]
-Viteza de ridicare v=11 [m/min] Clasa de utilizare caracterizeaz
durata de funcionare zilnic estimat n ore. Un mecanism este
considerat in functiune atat timp cat se afla in miscare 8h.100%
Xh..40%
Capitolul II3
Generaliti 2.1. Regimul de funcionare al mecanismului de
ridicareModul cum lucreaz mainile electrice din punct de vedere al
ncrcrii este foarte variat i modurile de lucru reale se incadreaz n
moduri de lucru standardizate tipice, pentru c la fabricarea
mainilor se tine seama de acest lucru, de aceea se standardizeaz
acest mod de lucru sub forma: serviciul tip de funcionare.
Serviciul de funcionare exprim modul de succesiuni, durata de
meninere a regimurilor de funcionare. Regimul de funcionare
reprezint ansamblul relaiilor electrice si mecanice care definesc
funcionarea la un moment dat. Exist 8 servicii de standardizare
S1-S8, iar la acionarea prin motoare electrice a instalaiilor de
ridicare i transport pot intervene toata cele 8 servicii de tip
(STAS 1893-72). Pe baza duratei de funcionare zilnic, apreciat sau
determinat, mecanismele intalaiilor de ridicat se mpart n 4 grupe,
ca n tabelul 2.1.
Clasa de utilizare A B C D
Durata de funionare medie zilnic (ore) 1 1...3 3...6 6 Tabelul
2.1
Din tabelul 2.1. am ales clasa de utilizare C. Starea de ncrcare
precizeaz msura n care mecanismul este supus unor solicitri maxime
sau unor solicitri mai mici i din acest punct de vedere mecanismele
se impart in 3 grupe, ca n tabelul 2.2.
Starea de
Definiia
4
ncrcare 1
2 3
Mecanismul sau elemental de mecanisme care nu sunt supuse la
solicitri maxime dect n mod excepional. Ele sunt supuse n mod
current la solicitri inferioare Mecanismul sau elemental de
mecanisme n durate aproape egele, la solicitri uoare, medii, maxime
Mecanismul sau elemental de mecanisme supuse tot timpul la
solicitri apropiate sau egale cu cele maxime
Tabebelul 2.2.Din tabelul 2.2. se alege starea de ncrcare 2.
Regimurile de funcionare, n funcie de utilizare i starea de ncrcare
sunt presentate in tabelul 2.3.
Starea de ncrcare 1 2 3
A 0 Im IIm
Clas de utilizare B C Regimul de funcionare Im Hm IIm IIIm IIIm
IVm Tabelul 2.3.
D IIIm IVm IVm
Din tabelul 2.3. se alege regimul de funcionare IIIm.
Capitolul III3. Proiectarea mecanismului de ridicare
5
Proiectarea sistemului electromecanic de acioanre al unei
instalaii de ridicat cuprinde n primul rnd partea de alegere a
schemei cinematice i electrice, dimensionarea i alegerea
elementelor componente principale ale acelei scheme precum si
calculul de dimensionare, alegere i verificare a puterii motoarelor
electrice de acionare.
3.1. Proiectarea elementelor mecanice componente ale schemelor
cinematice3.1.1. GeneralitiIn general, la mecamismele de ridicare,
sarcina se suspend de organe flexibile-cabluri, lanuri, funii care
se nfoar pe tamburi i roi, formnd aa numitele palene. Numrul de
ramuri ale organelor de suspendare depinde n primul rnd de
greutatea sarciniii, dar ine seama i de nlimea i viteza de
ridicare, dimensiunile de gabarit ale tamburului, caracteristicile
cablului etc... Alegerea schemelor electrice i a tipurilor de
motoare electrice de acionare se va ine seama de sursa de energie
electric, de cerinele procesului tehnologic, sarcinile ce sunt
acionate, tipul de comanda folosit, mediul i condiiile de lucru
etc.
3.1.2. Mecanismul de ridicare cu palan dublu cu 4 ramuri de
cabluriSchema cinematica corespunztoare acionrii cu mecanismul de
ridicat montat sus pe pod sau macara este prezentata n figura
3.1.
6
Figura 3.1.
7
Elematele componente ale schemei cinematice ale mecanismului de
ridicare cu palan dublu cu 4 ramuri de cablu sunt: > M - motorul
de acionare > R d - reductor > Ke - cuplajul elastic dintre
motor i redactor > Kd - cuplajul dinat dintre reductor i tambur
> T - tamburul de nfurare a cablului > Rf - ridictor de frn
electrohidraulic > Lc - limitator de curs > Ls - Limitator de
suprasarcin > f - cablu de ridicare > q - dispozitivul de
prindere, format din crlig simplu i mufla mobil > E - roata de
egalizare, montat sus pe pod.
3.1.3. Dispozitive de prindere a sarciniiAcesta se alege n
funcie de felul sarcini de ridicat i de procesul tehnologic ce
urmeaz s l execute mecanismul. Dispozitivul de prindere ales
trebuie s permit o prindere rapid i sigur a sarcini n vederea
realizrii unei mari productiviti, siguran n funcionare.
> Alegerea dispozitivelor de sarcin:Dispozitivele de prindere
principale, crlige i ochiuri, sunt cuprinse sunt cuprinse n mufla
mobil.
3.1.3.1. MuflaEste un dispozitiv construit din unul sau mai muli
scripei, folosii pentru ridicarea greutilor. Tipul muflei: M
2.5
Capitolul IV 4.Determinarea parametrilor schemei mecanismului de
ridicatDin tabelul 2.1 am ales clasa de utilizare -(C) Din tabelul
2.2 alegem starea de incarcare- (2) Din tabelul 2.3 alegem regimul
de functionare - (III m)
Alegem figura 2.1 care reprez schema cinematica a mecanismului
de ridicare cu palant dublu cu 4 ramuri de cablu Z=4. Din tabelul
2.3 alegem tipul si masa muflei M 10t Tip M.2.10 Masa m 183 Kg
Din tabelul 2.3 in functie de regimul de functionare se aleg
urmat parametrii: e- valoarea minima admisibila c- coeficient de
siguranta e=27 c=6 ip=Z/2=2 p=0.98
Raportul de transmitere a palanului
Alegem randamentul palanului din tabelul 2.4 Qn-greutatea
sarcinii nominale QN=Mg [N]
g=9.81 =10 m/s2 q-greutatea muflei q=mg(*10 m/s2 )[N]
4.1.Calculul fortei de intindere:F=(C/K)F1 F1=QN+q/z*p
K-coeficientil de scadere a rezistentei
Din tabelul 2.5 alegem valoarea lui K=0.86 F1 forta maxima ce se
creaza in cablu la ridicarea sarcinii Din tabelul 2.5 am ales
valorile; d-diametrul nominal al cablului A-aria sectiunii cablului
mc-masa cablului d=21 [mm] [mm2] [Kg]
A=182.6 mc=1.69
Tabelul 2.2 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800
D-diametrul nominal de infasurare a rolelor de conducere D >=
d(e-1) Din tabelul 2.2 alegem o valoare standard mai mare decat
diametrul calculat D(e-1)=546.. D=560 De-diametrul rolelor de
egalizare De>=d(0.6e-1)=319.2 Din tabelul 2.2 alegem De De=355
Df diametrul tamburilor si a rolelor de actionare Df=d(e-1)=546 DT
diametrul tamburului DT>=Df+d =567 DT=630 Din tabelul 2.8 se
alege varianta constructiva: TR 630x80 LT lungimea tamburului
LT=(formula)
nR=5 p=d+2
L1=70 . 200[mm] L2=p(1.1,5) [mm] H, DT [mm] nR numarul de spire
p pasul de infasurare T - viteza unghiulara a tamburului
t Randamentul total al mecanismului de ridicare t=pTR=0,98 0,96
0,94=0,88
P1=20 [kW]
4.2.Momentul de torsiune maxim
Din tabelul 2.8 alegem tipul motorului in functie de puterea
necesara ridicarii sarcinii nominale si a turatiei de sincronism.
Tip MOTOR: AIM-225 Ma-6 U1N=380 [V] n1=1000 [rot/s] PN=25 [KW]
nN=940 [rot/min] N=89 [%]
4.3.Turatia de sincronismn1=1000 [rot/s] 1 Viteza de
sincronism
4.4.Alunecarea nominal SN
Alunecarea motorului S
4.5.Raportul de transmitere(i calculat) Pe baza raportului de
transmitere calculate si a regimului de functionare ales se allege
din tabelul 2.11 reductorul: i theoretic = 90 reductorul R R3.400
A=970 [mm] d1=160 [mm] d2=100 [mm] i real =87,45
4.6.Calculul de alegere si verificare a motoarelor electrice de
actionare
a) Determinarea puterii necesare si a cuplului rezistent
corespunzatoare diferitelor operatii -vechiul QN devine Qx Noul
QN=(Mg)+(zmcHg)=100000+(41,691110)=100743,6 A) Pentru ridicarea si
coborarea cu sarcina se foloseste relatia:
Din figura 2.12 pentru qx*=0,99 alegem randamentul la ridicare
cu sarcina: 1=0,82 2=-0,76 A1) Cazul ridicarii cu sarcina
A2) Cazul coborarii in sarcina
B) Cazul ridicarii si coborarii fara sarcina
10=0,1 20=0,5 Din Figura 2.2 am ales - randamentul la ridicare
fara sarcina: 10 - randamentul la coborare fara sarcina: 20 B1)
Cazul ridicarii fara sarcina
B2) Cazul coborarii fara sarcina
b)Determinarea tipurilor de ridicare si coborare
Fig. 1 t1 timp de ridicare tp timp de pauza t2 timp de coborare
Figura reprezinta diagram de sarcina simplificata c) Calculul
valorii cuplului echivalent
d) Determinarea puterii echivalente
N viteza nominal Se allege motorul din tabelul 2.8 pentru
n1=1000 [rot/min] astfel in cat puterea nominal sa fie mai mare
decat puterea echivalenta PN= 25[KW] nN= 940 [rot/min]
N= 89 [%] MMax=640 [Nm] Tip Motor: AIM-225Ma-6
4.7Calculul coeficientilorde corectieK1- coefficient ce depinde
de influenta mediului ambient
AN= 40 [oC] A = 20 [oC] = AN - A = 40 20 = 20 TN= 135 [oC] =1
diferenta dintre temperature pentru care este data puterea nominal
a motorului (AN= 40 [oC]) si temperature mediului ambient in care
funct ioneaza motorul (A = 20 [oC]) TN reprezinta supratemperatura
nominal a motorului este raportul dintre pierderile constant si
cele variabile K2 este coefficient de corectie pentru durata
relative de functionare
DAN=45 [%]
DAX=40 [%] DAN durata relative a perioadei active de functionare
nominal a motorului DAX durata relative de functionare determinate
de process K3 coefficient de corectie dependent de altitudinea
locului de instalare a motorului, de temperature aerului de racier
si de clasa de izolatie K4 coefficient de corectie dependent de
perioadele de acclerare si franare in care valoarea cuplului
respective a curentului este mai mare decat valoarea din regim
stationar de functionare K5 coefficient de incarcare care apare in
calculi in cazul in care exista perioade de functioanre cu sarcina
mai mica decat cea nominal
K1= 1,13 K2= 1,11 K3= K4 =K5= 1
Puterea echivalent necesar este:
4.8Puterea nominal corectata a motorului(corespunzatoare noilor
corectii corespunzatoare) se determina cu expresia: PNC=
PNK1K2K3K4K5=251.25=31,25 [kW] Pe
