proiect ae i

8/22/2019 Proiect AE I

1/15

1

Capitolul I

Tema de proiect

1.1 Date iniiale

S se proiecteze mecanismul de ridicare al unui pod rulant al crui sistem de acionare

electric conine un motor asincron trifazat cu rotorul bobinat avnd urmtoarele caracteristici:

- Tensiunea nominal U1n = 380 V

-Frecvena nominal f1n = 50 Hz

-Durata relativ de funcionare DA = 40%

-Masa uti de ridicare M =8 [t]

-nltimea de ridicare H = 10 [m]

- Viteza de ridicare v= 7 [m/min]

Clasa de utilizare caracterizeaz durata de funcionare zilnic estimat n ore.

Un mecanism este considerat n funcionare att timp ct se afl n micare.8h..........................................100%

Xh............................................40%


2/15

2

Capitolul II

Generaliti

2.1. Regimul de funcionare al mecanismului de ridicare

Modul cum lucreaz mainile electrice din punct de vedere al ncrcrii este foarte variat i

modurile de lucru reale se ncadreaz n moduri de lucru standardizate tipice, pentru c la fabricarea

mainilor se ine 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 instalaiilor de

ridicat se mpart n 4 grupe, ca n tabelul 2.1.

Din tabelul 2.1 alegem 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 mpart in 3 grupe, ca n

tabelul 2.2.

Clasa de utilizare Durata de funionaremedie zilnic (ore)

A 1B 1...3C 3...6D 6

Tabelul 2.1


3/15

3

Din tabelul 2.2. se alege starea de ncrcare 2. (solicitari medii)

Regimurile de funcionare, n funcie de utilizare i starea de ncarcare sunt prezentate in

tabelul 2.3.

Din tabelul 2.3 alegem regim de functionare III m.

Starea dencrcare

Definiia

1 Mecanismul sau elemental de mecanisme care nu sunt supuse lasolicitri maxime dect n mod excepional. Ele sunt supuse n mod

current la solicitri inferioare

2 Mecanismul sau elemental de mecanisme n durate aproape egele, lasolicitri uoare, medii, maxime

3 Mecanismul sau elemental de mecanisme supuse tot timpul la solicitriapropiate sau egale cu cele maxime

Tabebelul 2.2.

Starea dencrcare

Clas de utilizare

A B C D

Regimul de funcionare

1 0 I m II m III m

2 I m II m III m IV m

3 II m III m IV m IV m

Tabelul 2.3.


4/15

4

Capitolul III

3. Proiectarea mecanismului de ridicare

Proiectarea sistemului electromecanic de acioanre al unei instalaii de ridicat cuprinde

n primul rnd partea de alegere a schemei cinematice i electrice, dimensionareai 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 cinematice

3.1.1. Generalitin 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 sarcinii,

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 ridecare cu palan dublu cu 4 ramuri de cabluri

Schema cinematiccorespunztoare acionrii cu mecanismul de ridicat montat sus pe

pod sau macara este prezentata n figura 3.1.


5/15

5

Elementele componentele ale schemei cinematice ale mecanismului de ridicare cu palan dublu cu

4 ramuri de cablu sunt: z = 4

M - motorul de acionare Rd - redactor Ke - cuplajul elastic dintre motor i redactor Kd - cuplajul dinat dintre redactor 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 - dispozituvul de prindere, format din crlig simplu i mufla mobil E - roata de egalizare, montat sus pe pod.


6/15

6

3.1.3. Dispozitive de prindere a sarcinii

Acesta 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. Mufla

Este un dispozitiv construit din unul sau mai muli scripei, folosii pentru ridicarea greutilor.

Tipul muflei: M 2.8

Regim de funcionare: III m

Masa muflei: m = 142 Kg

Dispozitive de prindere a sarcini (mufla)

m = 142 [kg] din tab. 2.1

Din tab. 2.3 se aleg urmatoare coeficienti pe baza III m valoarea minim

e = 27

c = 6 (coef. de siguranta)

Palan - repr. o macara format din mai multi scripeti situati pe 2 sau mai multe axe dintre care una safie fixa.

- raportul de transmitere a palanului

- randamentul palanului din tab.3.4

- greutatea nominala [N]

[N] M,m[kg]

g = 9.8110 m/s2

Calculul fortei de intindere:

F - forta maxima la ridicarea sarcini

- c - a fost ales din tab. => 6


7/15

7

-k - reprezinta coeficientul de scadere a rezistentei, tab.2.5 => 0.86

= 0.98 (randamentul palanului)

z = 4 (nr. ramurilor de cablu)

Forta de intindere

Am ales din tab. 2.5 o valoare a lui F imediat superioara celei calculate pt care am ales cablu cu:

d = 20 [mm] diametru nominale al cabluluiA = 158.18 [mm2] aria sectiunii cablului

mc = 1.5 [kg/m] masa cablului

D diametru nominal de infasurare al rolelor de conducere:

e =27

Din tab. 2.2 am ales o valoare standard mai mare decat cea calculata.

D = 560 mm

De - diametrul rolelor de egalizare

Din tabelul 2.2 am ales De = 315 mm

Dfdiametrul rolelor de actionare

DT diametrul tamburului

Din tabelul 2.2 am ales DT = 560 mm

Lungimea tamburului:


8/15

8

nR= 5 nr de spire deprinde a cablului

ip = 2 raportul de transmitere a balanului

p = 22 pasul de infasurare

Randamentul tamburului

Calculul vitezei unghiulare a tamburului

Randamentul reductorului

= 3 din tab. 2.10

Randament total

Puterea necesara ridicarii sarcinii

Calculul momentului de torsiune maxima

Raportul de transmitere

n1 = 1500 [rot/min]

Viteza de sincronizare


9/15

9

PN = 20 [kW] U1N = 380 V

Alegem AIM-180-4 Tip Motor

nN = 1420 [rot/min]

Pe baza raportului de transmitere i calculat si a regimului de functionare am ales din tabelul 2.11

i teoretic = 112

tip. reg. R= B.R3400

aria A = 970

d1 = 60

d2 = 100

iReal = 112.27

Calc. de alegere si verificarea a motoarelor electrice de actionare

a). Se determina puterea necesara si cuplul rezistent corespunzator diferitelor operatii.

Aria pentru ridicarea si coborarea cu sarcina se foloseste relatia:

Qx= Mg sarcina la carlig

QN = Qx+zHmcg sarcina nominala zHmcg - greutate ideala

QN= 80000+4101.59.81 = 80588.6

A1) Cazul ridicarii cu sarcina


10/15

10

v [m/s] DT [m] i -> iReal

A2) Cazul coborarii cu sarcini

B) Pentru ridicarea si coborarea fara sarcina se foloseste relatia:

Din figura 2.2 am ales randamentul la ridicare fara sarcina , randament la coborare

B1) Cazul ridicarii fara sarcina

B2) Cazul coborare fara sarcina


11/15

11

Se realizeaza diagrama de sarcina simplificata

Calcularea valorii cuplului echivalent

MR1

MR10

MR20

-MR20

t1 tp tp tpt2 t3 t4 tp


12/15

12

D) Calculul puterii echivalente

Dupa ultimele calc. putem alege varianta finala a motorului care are urmatoarele caracteristici:

- PN = 20 kW

- nN = 930 rot/min

- I1N = 43 A

- I2N = 55 A

- Ue2 = 240 V

- Mmax= 590 Nm

Calculul coeficienului de corectie:

k1 -reprezinta coeficient ce depinde de influenta temperaturii mediul ambiant

- reprezinta diferenta dintre temperatura pentru care este data puterea nominala a motorului ,si temperatura mediului ambiant in care functioneaza motorul

- supratemperatura nominala a motorului.

- raportul dintre pierderi constante si cele variabile.


13/15

13

k2 - reprezinta coeficient de corectie pentru durata relativa de functionare.

k3 - coeficient de corectie dependent de altitudinea locului de instalare a motorului, detemperatura aerului de racire si de clasa de izolatie.

k4 - coeficient de corectie dependent de perioadele accelerare si franare electrica in carevaloarea cuplului motorului si a curentului este mai mare decat cea de regim stationar de functionare.

k5 - coeficient de incarcare care intervine in calcule in cazul in care exista perioade defunctionare cu sarcina mai mica decat cea nominala.

k3 = k4 = k5 = 1

Puterea echivalenta necesara este:

Puterea nominala corectata a motorului(corespunzatoare noilor conditii de functionare ) sedetermina cu conditia:

Este necesar ca , adica:

Conditia fiind deplinita inseamna ca motorul ales indeplineste cerintele impuse, in datele de

proiectare.

Simularea motorului asincron in Simulink.

Fig.1 Schema modelului unui motor asincron.

Fig.2 Graficele obtinute dupa simulare.


14/15

14

Scope

turatie omega/rot.min nN

Discrete,Ts = 2e-06 s.

powergui

simout

To Workspace

A

B

C

Three-Phase Source

Terminator1

Terminator

Scope2

Scope1

Scope

Me'

-K-

GainSPMotor

Conv.

Ctrl

A

B

C

AC4

Tm

Wm

DTC Induction Moto r Drive

Clock

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60


15/15

15

Scope1

Scope2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 220000

15000

10000

-5000

0

5000

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

proiect ae i

Documents