Actionari Hidraulice1.1. Titlul temei : Pompa cu pistoane de tipul 3.1 actionata electrohidraulic (EHC + EHs)1.2. Beneficiar : Nume : Tomescu Prenume : Adrian1.3. Termen de predare: 18.01.20111.4 Faza de proiectare : PT1.5 Forul de avizare : SEF1.6 Caracterul Lucrarii: Produs Nou2. OBIECTICVUL LUCRARII:2.1 Destinatie: Pompa asigura vehicularea petrolului intr-o instalatie tehnologica. Configuratiaretelei hidraulice a instalatiei de pompare corespunde figurii 012.2 Necesitatea temei: Se justifica prin tendinta actuala privind realizarea de echipamentesi masini petroliere cu un grad inalt al performantelor , in scopul cresterii competitivitatiiinstalatiilor de foraj in conditiile de piata.2.3 Avantaje: Introducerea actionarii hidraulice ofera posibilitatea reglarii parametrilorfunctionali ai pompei , in funtie de cerintele procesului tehnologic deservit , reduceriicomplexitatii instalatiei de pompare , precum si introducerea elementelor de automatizare aprocesului si utilizarii rationale a puterii masinii motoare.2.4 Implicatii economice: Se regasesc in reducerea consumului de energie , a costurilor si apersonalului de deservire , precum si in cresterea gradului de valorificare a materialelor.2.5 Continutul lucarii: Lucrarea va contine documentatia corespunzatoare fazei de proiectareproiect tehnic (PT) , in conformitate cu normele in vigoare.3. CARACTERISTICI TEHNICE-Debitul Qp = (40 + 4 * nn)-Fluidul veficulat: petrol-Densitatea fluidului : = 890Kg/m 3-Vascozitatea cinematica: = 40cSt-Temperatura de lucru: t = (0...30) 0 C-Solutia de actionare adoptata trebuie sa ofere posibilitatea reglarii parametrilorfunctionali ai pompei , in functie de cerintele procesului tehnologic deservit.3.1 Stabilirea parametrilor functionali (de proiectare) ai pompei.m3 /hPentru stabilirea parametrilor funtionali ai pompei se pleaca de la cerintele procesuluitehnologic deservit de instalatiile de pompare , respectiv de la configuratia retelei hidraulice.FD = Q - Punde F Deste functia de definiredetereminarea presiunii: Z p + Pr/g = Z2 + P 2 /g +hhr unde hhr = pierderile hidraulicehhr = Vr2 /2g (r + P r/dr +ir unde - suma pierderilor locale pe traseul de refulare de la i-rDate :nn 14l1 15 mdr l2 1000 ml3 8000 ml4 8000 m130.7 0.131 m1000m3 /sQp ( 40 4 nn ) 0.027 3600 4 QpVrt1 1.988 dr2lr l2 l3 l4 17000 mlr - lungimea conductei de refulareVr 2m/sVrt - viteza de refulare teoreticaVr - viteza de refulare folosita conform STASindrumar laboratordrt 4 Qp Vr 0.13 mdrt - diametru interior teoretic al conducteiDin STAS .... alegem teava cu dr = 130,7 mm si Dr = 139,7 mmArt i 3 dr42 0.013 m2j 1Art - aria sectiunii transversale la intrarea in pompa - conform tabel 1.1 0.402K31 ij ( j 1) 0.955K31- constanta tipului de pompa 20.95Cs 1.45v 0.95Qnt Qpv13 0.028debitul mediu teoretic (de calcul) 8 Qnt D31 K31 Cs S31 Cs D31 0.196r31 S312 0.098 m 0.135Diametrul pistonuluimcursa pistonuluiraza maniveleiDin datele producatorilor de pompe reiese ca in functie de pompa aleasa randamentul estecuprins intre: = 0,90 - 0,94 % caz in care max = 0,97 - 1%Vom nota cu QM - debitul maxim , cu Qm - debitul minim si cu Qn - debitul mediuDocumentatia de calcul al debitelor QM , Qm ,Qn provine din cartea "Actionari Hidraulice siPneumatice " autor : Petre Savulescu editura :UPG-Ploiesti 2007 , astfel :Art r31 v 0.95 0.009Qnt Qpv 0.028t nn30 1.466 rad/s(?)t- viteza unghiulara teoretica in rad/sConform datelor din tabel si cele calculate teoretic , respectiv: , Cs , ; putem alegedin tabelul cu pompe realizat de producator aflat in "Indrumarul de laborator " editia 2008, editura UPG=Ploiesti , pompa de petrol specifica instalatiei . ( de ce? daca ai calculat?)3.2 Calculul PresiuniiPresiunea pe partea de refulare o notam cu Pr si este : Pr = *g(z2 - zp ) + P2 /*g + hhrunde hhr este suma pierderilor locale pe traseul de refulare.hhr = vr2 /2*g ( r* lr / dr + )Zp este inaltimea la care se afla pompa fata de sol sau un punct fix , iar Z 2 inaltimea la care seafla rezervorul 2 (colectorul)r este regimul de curgere exprimat in functie de R e - regimul laminar de curgere , unde R etrebuie sa fie < 105 si se calculeaza cu formula r = 0,3164/R e 0.256 40 10Re m2 /sVr dr 6535 0.25Re >2300 =>regim de curgere turbulentr 0.3164 ReZ2 176 mZp 176 m 0.035 67.5g 9.81 m/s2 890 Kg/m3hhr Vr 2 g 2 rlrdr 946.929Pr g Z2 Zp lr g hhr 8284538.261Pa4.1 Debitul PP- 3.1Date initiale:- diametrul pistonului, D:- lungimea cursei, s:- raza manivelei, r:- viteza unghiulara a manivelei, :- raportul =d/D:- parametrul structural =r/l: 20.95 0.395 0.02i 3j 1N i jN3A D3142 0.014A 0.014s 2 r31 0.196nr 3601 2 Nk 0 1 nr1 2.094k k2 nr2 4.1892 2 1Qnt K31 A r31 0.028Qnt 0.028qI1k A r31 sin k sin 2 k 2 sin 2 1 k 2 sin 2 2 k 2 QII1k if qII1k 0 qII1k 0qII1k A r31 sin k 1 qIII1k A r31 sin k 2 QI1k if qI1k 0 qI1k 0QIII1k if qIII1k 0 qIII1k 0Q31k QI1k QII1k QIII1kQ3k Q31 k QM max ( Q3)Q31 QMQntQM QmQntQM 0.029Qm min ( Q3)QMA r31 Qm 0.025Q31 1.047C31 C31 1cnQ31 cnQ31 0.152.2 Graficul gradului de neuniformitate al debitului0.030.02750.0250.0225QI1QII10.020.0175QM 2Qntdebitul [mc/s]QIII1 0.015Q30.01250.010.00750.0050.0025000.7851.5712.3563.1423.9274.7125.4986.283unghiul de rotatie [rad]Fig. 2.2. Variatia debitului0.0320.03080.0296QM0.02840.0272Q30.0260.02480.02360.02240.02120.0200.2620.5240.7851.0471.3091.5711.8332.094debitul [mc/s]unghiul de rotatie [rad]Fig. 2.3. Variatia debitului pentru unghiul gama15.1 Dimensionarea supapelor1. GeneralitiPrin deplasarea rectilinie alternativ a pistonului se pune n micare lichidul din camera pompei i dinconductele legate de aceasta. Pentru asigurarea deplasrii lichidului ntr-un sens determinat, pompaeste prevzut cu dispozitive speciale numite supape, care ntrerup alternativ comunicaia dintrecilindru i conducta de refulare, respectiv de aspiraie. Supapele sunt elemente de cea mai mare importan, construcia i starea lor influennd nmare msur sigurana n funcionare i debitul pompelor cu pistoane.2. Criterii constructive ale supapelor s satisfac urmtoarele cerine: asigurarea etaneitii n stare nchis; nchiderea i deschiderea n momentul potrivit a seciunilor de trecere a lichidului; rezisten minim la trecerea lichidului; aezarea pe scaun fr lovituri; rezisten suficient de mare la uzur, innd seama i de proprietile abrazive ale noroiului de foraj. La pompele cu pistoane, supapele sunt n general cu nchidere automat. La acest tip desupape, nchiderea se realizeaz automat sub aciunea greutii proprii i a unui resort, iar deschiderea,sub aciunea diferenei de presiune dintre lichidul din pomp i cel din conducta respectiv. Supapele folosite la pompele de noroi sunt n form de disc tronconic cu tije sau aripioare deghidare, avnd garnitura fie pe disc, fie pe scaunul supapei.3. Schema funcional i de calcul a supapei32Supapele trebuie a) b) c) d) e)4conicitate 1/6vnv0CD2vnynDn7v015D16Fig. 2. Schema functionala si de calcul a supapei1.scaunul supapei; 2.ventil; 3.ghidaj superior; 4.tij de ghidare superioar; 5.ghidaj inferior; 6.tij de ghidare inferioar; 7.corp; 8.arc; C-nlimea corpului supapei; unghiul de nclinare al scaunului; 15 0.......45 0 conform [2]. 5.2 Dimensionarea scaunului i locaului supapei.Seciunea de trecere a fluidului prin scaunul supapei rezult din ecuaia de continuitate:Cc * As * Vs = A r*r**sintunde: As sectiunea minima de trecere a fluidului prin scaunul supapei Vs viteza minima a lichidului la debitul momentan exprimat in m/s; Vs = 2 m/s(adoptat)Ar Aria pistonului cu diametrul D 31 = 0.133 m Voteza unghiulara a manivelei pompei ; =20,95 rad/sr Cursa pistonului ; r = S/2 = 1,697 x 10-3 mCc Coeficientul rezistentei locale, care tine seama de variatia sectiunii dintre A r siAsVs 2m/s 20.95 0.139r31 0.098Cc 0.13D31 0.1354 A r31 D31 Vs 0.139Cc 0.134 A r31 D31 VsD1 4 A r31Cc VsD1 0.147 msin ( t) 1Cc As Vs A r31 sin ( t)As Art r31 sin ( t)Cc Vs 0.106As 0.106m2Datorita constructiei geometrice a formei de intrare al lichidului prin scaunul supapei , am ales Asp = 0.120 m2 . Unde Asp este Aria sectiunii practice de intrare a lichidului prin scaunulsupapei. Forma complexa a canalelor de trecere al lichidelor se poate executa prin strungire cu ,cutit drept , iar laturile unde se formeaza unghi drept se poate strunji cu ajutorul cutitului deget.Q1max A r31 0.029Q1max 0.029m3 /s3.3 Determinarea diametrului supapei (D2 )Forta dezvoltata la presiunea maxima asupra scaunului se exercita pe suprafata conica.Suprafata conica se durifica prin carbonitrurare ca si suprafata de contact a talerului supapei.Presiunea specifica este P s = (80 ... 100)MPa.. Se adopta Ps = 90MPaDAD2ND1PNC4 o 45'49"Fig. 2. Descompunerea apasarii lichidului pe scaunPs 90 10D2 D16Pmax 8.3 10Ps 0.1546mDm este diametrul mediu aflat undeva lamijlocul distantei dintre cele 2 dimametre D1respectiv D2Ps PmaxDm D1 D22 D2 0.151F este forta ce apasa perpendicular pe peretiiscaunului supapeiF 4F 2 N Pmax 1005232.175N 4.765.4 Alegerea materialului scaunului supapeiDin cauza eforturilor mari la care este supus scaunul supapei, aceasta se executa din : Otel -35MnSi12 STAS 791-88 cu c = 600 x 106 N/m .Pentru preluarea socurilor, scaunul se executa din otel cu Mn si Si , calit in intregime.C - inaltimea scaunului supapeiC c 600 10a cCN/m26N/m2Pmax D2 Ps sin ( )F D2 a sin ( ) 0.19 mcs 3.93 109mcs -coeficient desigurantaAsimiland scaunul supapei cu un tub cu pereti grosi , presiunea critica dupa formula luiLamee este : D2 D1 t - grosimea materialului tubuluit 0.004 m2Adoptam grosimea tubului 5 mmPk 2 c t ( t t) 27666666.667D2 ( D2 D2) 2N/m2Pk < cr Pmax D2 D1 2 2 8300000t Pmax 22 D2 D1 2 22N/m2Tensiunea efectiva care ia nastere are formula:daca : r - tensiunea radiala t - tensiunea tangentialar=-Pmax=-8.3x10 6 Paef r t 11737972.568 N/m222ef < cSe observa ca in toate cazurile rezistenta , presiunea critica si specifica sunt mai micidecat limita de curgere. Pentru rigidizare scaunul se armeaza in interior cu trei nervuri.Calculam diametrul maxim al locasului ALAL D2 C 0.172 6m Locasul scaunului de supapa are dimensiunile A = 0.164 m ; C = 0.198 m .Considerand suprainaltarea scaunului pompei peste corpul pompei , hi = 0.008 m , rezulta De -diametrul maxim al scaunului supapei.hi 0.008 mDe AL hi6mInaltimea scaunului supapei Hs este :Hs C hi 0.198 m5.5 Dimensiunile talerului si ale garnituriiConsiderand ca pe suprafata conica cu inclinarea = 45 , se aseaza in jumatatea inferioara,partea metalica a talerului si pe cea superioara partea garniturii de etansare rezulta grosimeatalerului si a garniturii de etansare.i 45hta D2 D1 tan ( i) 0.006 2mDiametrul talerului , respectiv diametrul mediu de asezare a acestuia pe scaun este :Dta D1 2 hta tan ( i) 0.166 mDm 0.151 mdiametrul mediuAlegem diametrul talerului Dta = 160Diametrul tijei supapei este :dts 0.3 Dta 0.05 m=>aprox 0.05 mGarnitura este simetrica astfel ca poate fi intoarsa pe fata opusa dupa un anumit timp defunctionare.hga 2 hta 0.012 mhga - grosime garnitura. Alegem hga = 12 mmPentu ca talerul sa calce mai bine buza scaunului marim garnitura cu 4 mm fata dediametrul taleruluiDgtal = 160+4Dgtal - diamterul garniturii taleruluiSe observa ca tija este formata din urmatoarele elemente : - piciorul tijei + talerul inferior (acelasi corp), unde picorul tijei are diametrul de 46mm , si inaltimea de 192 mm , pentru ca montajul acestuia in canalul de ghidaj al scaunuluisa fie facut lejer acesta a fost prevazut cu un capat conic de diametru 42 mm , executia luise face prin strunjire normala asemanatoare arborilor. Talerul inferior este construit dinacelasi material ca si piciorul tigei , are diametrul de 160mm muchia mare si 154mm muchiamica , distanta intre cele doua cercuri fiind de 6 mm , executia acestuia se face prinstrunjire normala , iar pentru a face economie de material acesta se sudeaza in gaz inert depiciorul tijei si se finiseaza cu utilaje de finisaj cu piatra abraziva pana la rugozitatea deminim 0.8 - garnitura tijei , este formata din doua conuri asezate unul peste altul cu cercul marela mijlocul distantei ce strabate garnitura. Cercul mare are diametrul de 164mm iar cercul micde 160 mm , distanta dintre aceastea fiind 6mm , totalizand o grosime a garniturii de 12 mm. Materialul folosit este caucic , trat pentru a putea rezista la frecare cu anumite corpuriabrazive si impotriva atacurilor chimice rezultate din substantele transportate. Rolul garnituriieste de a asigura o etansare cat mai buna in momentul cand supapa este in pozitia inchis ,dar si de a curata peretii capacului cu care aceasta intra in contact de anumite depuneriabrazive , asigurand totodata o durata mai mare de functionare a tuturor componentelorsupapei. - Talerul Superior , este deasemeni simetric celui inferior asezat insa cu cercul marepe fata garniturii , are diametrul mare de 164 , si cel mic de 154 , forma conica , distantadintre cele doua fete fiind de 6 mm . Este montat pe tija prin strangere cu ajutorul unui inelgrower , in locasul special decupat al tijei. Ca flux tehnologic al fabricarii talerului sa folositstrunjirea cu cutit drept. - Piciorul superior al tijei este considerat de la talerul superior spre directia capaculuisuperior al supapei , are diametrul de 46 mm si inaltimea de 118 mm . Pentru a se montausor in ghidajul capacului superior al supapei , acesta a fost prevazut cu un cap conic ,capatul fiind in diametru de 42 mm , la o distanta de 5mm fata de ultima muchie dreapta atijei. Piciorul superior este corp comun cu cel inferior si se realzeaza prin strunjire odata cucel inferior.5.6 Camera SupapeiLichidul iesind de sub supapa , trece in camera supapei si apoi in canalul conducator sprecolectorul de refulare. La aspiratie , sensul de curgere este invers. Pentru a evita acumularilede gaze sau aer ce se degaja in lichid , canalele se executa putin inclinate in sensul curgerii.Diametrul canalului de trecere rezulta din ecuatia de continuitate la debitul momentan maxim. Pentru supapa de refulare vn = 3 ........8 m/s. Se alege vn = 5 m/s. Cco - coeficientul de contractie si este egal cu 1vn 5Acr Cco 1A r31Cco vnA 0.014Dcref D31r31 Cco vn 0.087 m 0.006 mAcref 2 Dcref 0.006 m4Obs: Pentru pompele cu pistoane , untilizate in foraj , din motive de interschimbabilitatesupapele de aspiratie si de refulare sunt identice.a) Inaltimea supapei:Din figura 2.4 se scrie inaltimea camerei supapei : rr 0.003 m2 15rr - raza de racordareG hi Dcrefcos ( 2) rr 0.125 mCamera supapei , are forma cilindrica , prevazuta la baza cu o flasa construita dupa STAS8014-74 , avand D1 250 mm , D2 220 mm , g 20 mm. Strangerea acesteia cu capacul inferiorse face cu ajutorul a patru suruburi M16 cu cap hexagonal si pas de trecere . Rolul camereisupapei este de a asigura etansarea si continuitatea lichidului vehiculat prin supapa dar si acelade strangere prin presare pentru a imobiliza scaunul supapei in locasul conic al capaculuiinferior. Din proiectarea tijei supapei , s-a ajuns la concluzia ca , canalul de ghidare al tijei dincamera supapei trebuie sa permita o miscare transversala dar si un joc foarte mic , astfel incat is-a calculat o strangere cu joc de 0.4 . Inaltimea permisiva a canalului este de 99 mm din caretija poate parcurge maxim 88 mm , 10 mm fiind protectia capacului de gazele existente in lichidce pot apasa pe peretii interiori ai capacului , dar si pentru a permite tijei sa ajunga la nivelulmaxim fara sa bata in capac. Tot pentru a proteja camera supapei de presiunile acumulate degazele din lichid ce pot exista in timpul functionarii , legatura dintre supapa si restul echipamentelor ce sunt prezente in instalatie se face printr-o teava cu inclinatie de 15grade fata de axa camerei . Teava este de DN 74 si este legata de restul echipamentelorprintr-o flansa construita conform STAS 8012-74 cu D1 160 mm , D2 130 mm , g 14 mm .Camera mai este prevazuta cu un canal ce are rolul de de ghidaj al arcului care actioneaza pesuprafata tijei , mentinad-ul pe acesta in pozitia corecta de functionare si permitandu-i omiscare de translatie corespunzatoare cerintelor de funtionare a supapei. b) Inaltimea de ridicare a supapei :Distributia pompelor cu piston este comandata de presiunea creata de piston. Inaltimea deridicare maxima hmax , a supapei , rezulta din ecuatia de continuitate a curgerii lichiduluiscrisa in mijlocul sectiunii de trecere conform figurii 2.5figura 2.5 Ridicarea supapei / sectiunea de trecere3 sin ( 45) 3Q = Q1+ Q2Q A r31 sin ( t) 0.029 m3 /sQ1 Cc Dm hi sin ( ) vn 0.002 m3 /sQ1 - debitul prin fanta supapeiQ2 - Debitul de inlocuire al volumului ramas liber sub supapa la ridicarea ei. Ecuatia decontinuitate devine :A r31 sin ( t) Cc Dm hi sin ( ) vnAs Prin integrare , prin conditiile la limita si prin neglijarea unor termeni la patrat , rezulta :d h dt h Cc Dm vn sin ( ) A r31 sin ( 2) Dm cos ( ) 4Cc vn sin ( ) Dm 0.151unde: A = 0.014 aria pistonului r31 = 0,096 m raza manivelei = 20,95 rad / s viteza unghiulara a pompei Cc = 0,13 coeficient al rezistentei locale vn = 5 m/s - viteza media de circulatie a lichidului = 45 , sin() = sin(45) = 0,707rezulta : h 0.014 0.096 20.950.13 0.144 5 0.707sin ( 2) 1 sin ( 2) cos ( 2) 4 0.13 5 0.707 0.144 20.95cos ( 2) 0.76rezulta :h 0.135 ( 1 ( 1.247 ) )cu semnul (-) pentru deschiderea supapei si semnul (+) pentru inchiderea acesteia.Notand cu y = h , ecuatia devine :A r31 sin ( t) Cc Dm y sin ( ) vnAs Notand:a b Cc Dm sin ( ) vnAsAy d impartim prin 1/As y dt a 2.834 yEcuatia devine : r31 0.271 Asd y a y b sin ( t) dt b222b 0.0742solutia ecuatiei este :y ( a sin ( ) cos ( ) ) =>a a b Cc Dm sin ( ) vn 4 As D31 r31 1.734 D1 2daca : 2Cand supapa urca solutia ecuatiei este :y b222 ( a sin ( ) cos ( ) )Legea de variatie a organului de opturare al suprafetelor.a 1)Variatia in timp a vitezei si acceleratiei organului de opturare al supapelor:vos d y dt =>5.684451.927 0.013vos 5.684451.927 ( 3.609 cos ( ) 20.95 sin ( ) )=>vos 0.013 ( 3.609 cos ( ) 20.95 sin ( ) )2) Variatia acceleratiei este :aos 22d2dt2y =>aos 1b 2 ( cos ( ) a sin ( ) )a pentru : 2=> ymax = 0.002mIn figura 2.6 sunt prezentate variatiile teoretice ale vitezei si acceleratiei de deplasare aleorganului de obturare al supapelor5.7 Calculul masei supapeiSe adopta hs1 = 0.04 m , hs2 = 0.02 mhs1 0.04hs2 0.02otel 7850Kg/m3Volumul supapei este :VolS dts42 ( hs1 hs2) Dta42 3hta 13 hta Dta2 D12 0.001 3m 44Masa supapei :msup otel VolS 4.521 Kg Gsup msup g 44.348 gGreutatea supapei este :5.8 Calculul arcului supapei : Parametrii de proiectare ai resortului sunt : - tensiunea de montaj - tensiunea corespunzatoare inaltimii maxime a pompei - cursa de lucru a resortuluiCaracteristica arcului fiind liniara , forta elastica Far in resort este proportionala cu sageata x.Far = k * xa - resortul inainte de montareb - resortul dupa montarec - resortul pentru h = h0d - resortul pentru h2 = hM hMarc = b/ahM 2.7 caracteristica resortului supapeiba 0.469mConstanta K se poate derermina cu relatia :K Fr0hn h0unde: h0arc Din asemanarea triunghiurilor :FrMFr0 hn hMhn hMba2 2.656 mhn - sageata de montaj a resortuluiFr0 - sageata de resort pentru h = h0FrM - forta maxima din resortSe recomanda :FrMFr0 ( 1.2.......1.5 )Se alege : => 1.5 Fr01.5 ( hn 2.878 ) hn 0.496 =>FrM1.5 ( hn h0) hn hMhn 1.5 2.878 0.4962.5=>=>hn 0.02 mm1*2*3*FrM k ( hn hM)G Fr A0 pvn 2 ( G FrM) A1unde p - diferenta de presiune G - 33.05 N - greutatea specifica vn - 5 m/s viteza fluidului prin fanta superioara ridicata A1 - aria minima de trecere a fluidului prin scaunul supapeiA1 5 FrM D12 42 ( 33.05 FrM)7850 0.016 33.05125.6 25 0.017 m2G 33.05=>25 33.05 FrM7850 0.016FrM 3140 33.05125.6 24.737N=> 125.6Se adopta forta din resort FrM = 25 N(medie)K FrMhn hM 50.6PaFrM 50Diametrul sarmei din care se confectioneaza arcul se determina pe baza calcululuirezistentei la torsiuneDrs - diametrul median al resortului , se alege constructiv 0.05 ma - materialul arcului Arc 3 SREN 1089 :Drs 0.05a 600MPads 8 FrM Drs a 0.103 mmGs 0.3 10ist Gs ds434Adoptam ds = 2 mmnumarul de spire :MPais 7 spire 7 6.6758 K DrsVerificarea arculuiadm 600 108FrM Drs ds36Pamax 5824.878 Pamax admLungimea arcului in stare comprimata este :arc 3 distanta minima intre spireLm is ds ( is 1) arc 18.721 mmDin calculul geometric rezulta ca lungimea arcului necomprimat este 108 mmsi distanta intre spire este de aproximativ 7,5 mm5.9 Montajul SpapeiLa asamblarea componentelor supapei , se va tine cont de : - centrarea corespunzatoare a scaunului supapei , a capacului , garnituriloir - respectarea cotelor de toleranta - respectarea strangerii corespunzatoare a suruburilor cu cheia dinamometrica - verificarea tuturor pieselor ce compun supapa -respectarea axelor de centrare , a cotelor si inaltimilor tuturor componentelorOrdinea montajului : 1. capacul inferior 2. scaunul supapei 3. garnitura de pe flansa capacului inferior 4. tija 5. garnitura cuprinsa intre talerele tijei 6. talerul superior 7. inelul Oring 8. arcul 9. capacul superior 10. Suruburile de strangere impreuna cu piulitele de strangereAnsamblul pompei si sectiune6. RISCUL FUNCTIONARII IN CAVITATIE Generalitati privind aparitia fenomenului de cavitatie. Fenomenul de cavitatie se declanseaza atunci cand presiunea minima din camerele de lucru alepompei egaleaza presiunea de vaporizare (pv) a fluidului , la temperatura minima din camerele delucru. Fenomenul se initiaza in faza de aspiratie prin scaderea presiunii pana la egalarea presiuniide vaporizare a lichidului. La pompele volumice , organul de pompare , ca element activ , provoacadecomprimarea necesara aspiratiei prin scaderea presiunii pana la egalarea presinuii de vaporizare alichidului. Marimea depresiunii necesara umplerii camerei de lucru cu lichid , depinde de valoareapresiunii din rezervorul de aspiratie , de inaltimea de aspiratie , si de pierderile de sarcina pe traseulde aspiratie , determinata de curgerea fluidului . In momentul in care presiunea din camera de lucruse egaleaza cu preseiunea de vaporizare , fluidul incepe sa fiarba , vaporii patrunzand inmicrofisurilor materialelor , accentundu-se , iar umplerea camerelor de lucru va fi completa , ceeace va determina reducerea eficientei volumice a pompei. In faza de refulare , cand presiunea creste , se produc fenomene de implozie , surpareamoleculelor spre interior , care vor provoca efecte degradante dintre cele mai diverse : mecanice ,electrice , chimice , etc . , ce se manifesta mai ales prin zgomote si vibratii puternice , varfuripericuloase de presiune , eroziuni s.a.m.d Pentru evitarea aparitiei cavitatiei , trebuiesc indeplinite conditiile : P31min > Pv max < cr Hg max < Hgacr - (2.....4) min care Pv este presiunea de vaporizare a lichidului si Hga este inaltimea geodezica de aspiratie . Deci pentru verificarea conditiei in care apare riscul functionarii in cavitatie a pompei ,trebuie cunoscuta legea de variatie a presiunii pe fata pistonului in cursa de aspiratie a pompei cupistoane. Legea de variatie a presiunii pe fata pistonului in cursa de aspiratie a pompei cu pistoanePm31 g Px gx = 0 => 2 PvVx Hga hh hii hs g 2g gPahii hai hci hsi unde: hh - pierderile cauzate de frecarile care apar lacurgerea fluidului hii- pierderile de energie cauzate de inertia maselorfluidului din conducta de aspiratie hai- pierderile de energie cauzate de inertia maselorfluidului din conducta de aspiratie hci- pierderile de energie cauzate de inertia maseifluidului din camera de lucru hsi- pierderile de energie cauzate de inertia maseisupapei hs - pierderile de energie cauzate de mentinereasupapei de aspiratie ridicata (deschisa)6.2 Calculul de alegere al hidroforuluiK31 0.955r31 0.098Cs 1.45Q31 1.047 asin 1 1.269 Q31 S31 0.196Vpe S31 r31 [ 2 C cos ( ) K31 ( 2 ) ] 0.009n1 2Ve n1 Vpe 0.018V31 VeLa calculul de alegere al hidroforului consideram doua situatii :6.2.1 Alegerea hidroforului fara presiune initiala a gazului :p 7V31pCf 2Unde Cf este coeficientul de formapentru hidroforul cu forma sfericaVn31 Cf 0.005Vt Cf Vn31 0.01R31 3Vt4 0.0026.2.2 Alegerea hidroforului cu presiune initala a gazuluipin 0.5p1 p1 pinVst4 14p p1Vs VtRp31 R31Vst Cf Vs 4Rp31 3 0.955Conform datelor rezultate montam pe conducta de aspiratie un hidrofor cu presiuneinitiala a gazului7. Proiectarea Constructiva a Pompei7.1 Consideratii privind alegerea materialelor si proiectareaformeiPompele cu pistoane utilizate ca pompe de noroi asigur n cadrul instalaiilor de foraj circulaianoroiului pn la talpa sondei, care are printre altele i rolul de a antrena detritusului i a-l aduce lasuprafa pentru a degaja gaura de sond, iar n cadrul instalaiilor petrochimice vehicularea, lapresiuni ridicate, a fluidelor incompatibile cu mecanismul de acionare. Fluidele vehiculate prezint,n general, un grad ridicat de agresivitate asupra suprafeelor metalice cu care intr n contact.Acestea sunt cmile, pistoanele, scaunul supapei i alte piese care periodic se nlocuiesc. Uzura pieselor ce intr n contact cu fluidul se datoreaz frecvenei foarte mari a lucrului prin contact (cma piston, supap corp supap, tij piston). De aceea aceste piese componentese vor executa din materiale de calitate superioar, cele metalice din oeluri aliate, iar cele din cauciuc se execut cu duriti mari cu inserie i din reele de cauciuc superior. Pompa cu pistoane este construit din partea hidraulic i cea de transmisie. Corpul de pomp reprezint piesa principal a prii hidraulice i se compune din mai multe camere formate din elemente cilindrice. n ultimul timp se folosesc i construii din oel forjat, n special pentru pompele cu presiuni mai mari de 20MPa. Forjarea se execut pe elemente care se asambleaz ntre ele prin sudare.Cmaa este piesa din interiorul corpului de pomp n care se deplaseaz pistonul. Ea trebuie s fie uor demontabil pentru a se nlocui n caz de defectare sau n cazurile n care se dorete schimbarea regimului de lucru. Diametrele interioare ale c milor sunt tipizate i sunt n concordana cu cele ale pistoanelor. Cmile se confecioneaz din oel avnd suprafaa interioar durificat, obinut prin cimentare, clire superficial sau prin alt procedeu care s-i asigure o bun rezisten la abraziune. Duritatea trebuie realizat la 56 HRC.Pistonul. Pompele au pistoanele de tip disc i are garnituri detaabile. Discul metalic se execut dinoel 18MnCr11, deoarece reprezint o rezisten mare la uzur. Suprafaa exterioar a pistonului este cilindric, clit superficial i prelucrat foarte fin. Garniturile utilizate se execut din cauciuc rezistent la produse petroliere i cu rezistena la uzur ridicat fiind ntarit pe partea din spate cu o inserie de pa care oprete refularea cauciucului.Tija pistonului este piesa care leaga pistonul cu capul de cruce. La captul dinspre piston tija se termin cu o parte tronconic de conicitate 1:12 i cu una cilindric filetat.Tija se confecioneaz din oel 42 MoCr11 clit superficial la o duritate de minim58HRC. Datorit faptului c tija se freac n presetup, trebuie ca suprafaa cilindric exterioar s fie dur i bine lustruit. Pentru aceasta se face o cromare a suprafeei exterioare. Scaunul supapei se execut din oel aliat 35 MnSi 12 sau 34 MoCrNi 15x, o conicitate 1:6 , prezentnd o suprafa ct mai fin pentru asigurarea etaneitii. Supapa are rolul de a dirija curentul de lichid intrun sens ntrerupnd periodic comunicaia cilindrului cu conductele de aspiraie i refulare.Supapele de aspiraie i de refulare sunt identice, confecionate din 34 MoCrNi 15x. Garnitura se execut din cauciuc care trebuie s fie rezistent la produse petroliere i uzur abraziv. Capacele deservesc nchiderea cilindrilor i a camerelor supapei.Fiind supuse la presiuni mari se confectioneaz din oel OL60K.Etanarea dintre capace i corp se realizeaz prin garnituri inelare de form dreptunghiular. Fixareacapacelor de corpul pompei se face prin prezoane i prin nurubare.Se va acorda o importan desosebit dimensiunilor ce influeneaz direct buna funcionare a pompei i valorilor parametrilor de lucru. Diametrul interior al cmailor cilindrilor i diametrul exterior al pistoanelor vor forma un ajustaj intermediar i vor fi tolerate dimensional strict.7.2. Indicaii privind abaterile de form i poziieDup cum se vede, toate toleranele de form, respectiv abaterile de la cilindricitate vor fistrict limitate pentru a nu aprea jocuri. Se recomand ca la elementele de etanare abaterilede form i abaterile dimensionale s fie strict limitate.a. Pompa se va executa conform desenului de execuie. Toate subansamblele i7.2.1. Cerine tehnice de bazreperele componente vor corespunde ntocmai desenelor de execuie i condiiilor tehnice de calitate a materialelor, geometria i rugozitatea suprafeelor, tratamentele termice. Cotele netolerate se vor executa conform STAS 2300-75 clasa mijlocie. b. Piesele forjate vor satisface condiiile tehnice specificate n standardele de materiale STAS 1971/2-84 i STAS 1097/2-86. c. Semifabricatele matriate trebuie s corespund condiiilor tehnice nscrise n documentaie i STAS 1299-86. d. Nu se admit defecte de material, fisuri, incluziuni nemetalice care pot influena rezistena i durabilitatea pieselor. e. Se admite remedierea prin sudur a defectelor de turnare care nu pericliteaz rezistena pieselor.7.2.2. Prescripii pentru reperele mai importante-se vor respecta cu strictee dimensiunile din corpul hidraulic;-paralelismul axelor fusului arborelui cotit;-precizia prelucrrii manetoanelor;-perpendicularitatea axei bolului capului de cruce pe suprafaa de glisare a capului decruce;-distanele ntre axele bielelor i etanare piston n corp s fie egale (n limitele aceluiacmp de toleran);-coplaneitatea flanelor de racordare ale colectorului de aspiraie pe corpul pompei;-paralelismul ntre axul ochiului mare i axul ochiului mic al bielei i perpendicularitateaacestor axe pe axul bielei;-coaxialitatea axului presetupei cu axul alezajului corespunztor din corp;-coaxialitatea ntre axul capului de cruce i axul glisierei;-paralelismul ntre axele glisierelor.La prelucrarea mecanic a tuturor pieselor se impune respectarea ntocmai a condiiilor tehniceindicate n desenele de execuie, precum i meninerea n tolerane a abaterilor de form i depoziie la toate piesele componente.Se va controla calitatea suprafeelor de frecare, ghidare i de etanare ale pieselor.La piesele finite nu se admit urme de lovituri, muchii ascuite sau bravuri.Cordoanele de sudur se execut conform STAS 6662-74 .7.2.3. Interschimbabilitatean conformitate cu cerinele de exploatare i ntreinere piesele i subansamblele interschimbabiletrebuie s fie urmtoarele:-piesele componente ale supapelor de aspiraie i refulare;-ansamblul cma piston;-tijele prelungitoare;-inelele de etanare ale tijelor prelungitoare;-corpurile hidraulice la cotele de asamblare pe frem;-garniturile de etanare;-capetele de cruce;-bielele;-cuzineii;-arborele cotit;-supapele de siguran, recirculare i reinere;ventilul de comand. 7.3. Calculul de dimensionare, verificare i alegere alelementelor componente7.3.1. Calculul pistonului.Pistonul este reprezentat n urmtoarea figur:bch234bch234d1df Fig.3.3. Pistonul:1. Corp metalic; 2. Garnitur n form de c up; 3. Tole de fixare; 4. Inel de sigurana.Garnitura de etanare este prezentat n figura urmtoare :7.3.2.Calculul garniturii de etanaredt 0.046dge D31 dt 1 dt 0.061 23mmD31- diametrul pistonului 133mmdt - diametrul tijei = 46mm Forta de frecare dintre cilindru si garnitura de cauciuc: = 0,02 ....0,1 coeficient de frecare ; se alege =0,1p = 1,5 x Pr , unde Pr este presiunea max in camera pompei3 = 25......50 grade , se alege 3 = 40 gradepc = 1,5......2.5Mpa - presiunea specifica a cauciucului. Se adopta pc = 2,5 Mpap 1.5 PrPa22 0.13 40pc 2.5 106PaFf p D31 dge4 sin ( 3) sin ( 3)cos ( 3)lc 21279.937FfNmLungimea garniturii de cauciuc : D31 pc 0.2017.3.3 Claculul discului metalicDiscul se consider ca o plac ncastrat n butucul cilindric de diametru dt i supus unei presiunipN i a unei sarcini pe contur Ff .pN p cos ( 3)PaDin [N.Posea Rezistena materialelor pag 587]expresia efortului maxim este: D31 k1 pN 2 k2 Ffmaxd h22h2unde: pt D/dt = 133/48 = 2 , 77 => k1 = 1,04 si k2 = 0,753k1 1.04k2 0.753Conform STAS 7450-89 se alege materialul 18MnCr11 avnd urmtoarele caracteristici:Rp02 = 735N/mm 2 => ad = 735/2 = 367,5 * N/mm 2maxd 0.3675N/m2 0.133 1.04 8287910.834 2 0.753 20151.174maxd hh 22hmm2=>145009.875 380.802mfolosim mai departe h = hd = 0.38 mhd 0.4maxd adse adopta hd = 0.4 mLungimea totala a pistonului :se adopta Lp = Lpa = 0.6 mLp hd lc 0.601 mLpa 0.6m7.3.4. Calculul cmiiSe face analogia cmaii cu un tub cu pereii groi, supus la presiunea interioar.Pi 1.5 PrPaCmasa se confecioneaz din oel 41MoCr11,avnd urmtoarele caracteristici:rc 0.54cc 0.75ac N/m2N/m2cc 0.375 N/m22unde c - coeficient de sigurantaPentru a nu crea confuzie in limbajul deprogramare al softului , utilizez notatiile pentrutensiunile "" insotite la indice de initiala pieseila care se calculeazaCmaa se durific la interior pn la duritatea de 56-58 HRC prin cromare. 2rrc PiStarea de tensiuni este :unde:oc k 1k 12 Pik DecD31;echc oc rc ac2kk22k 1k 122 Pi Pi ac =>Pi ac=>k 375 10666k 1mDec D31 0.002 m 2mDec k D31Grosimea peretelui : c 1.035375 10 2 12.426 10Folosim 5 mm grosimeapereteluiDatorita uzurii la interior in timpul functionarii grosimea de prete are valoarea :C1 0.002 mr c C1 C2C2 0.006r - grosime realaunde : C1 - adaos de coroziune C2 - adaos tehnologicDiametrul exterior al camasii este :Constructiv se alege :Dec1 D31 2 r 0.156 mDecc 0.16Decg Decc 2 r 0.181 mSe alege diametrul exteriorGrosimea gulerului :Dex 0.225mmbg 2.2 r 0.023Lungimea cmii pistonului rezult din posibilitatea efecturii cursei i limii pistonului lacare se adaug un spaiu necesar racordrilor de montare a pistonului, tijei prelungitoare,garniturilor de etanare etc.S - cursa pistonuluiLcp- lungimea pistonuluie - spatiul necesar elementelor de montajSpaiile separate din piston trebuie etanate n interiorul cmii; etanarea serealizeaz pe piston, n capul ei i cmaa de garnitur.e 0.027 mLpa 0.6mLcp S31 Lpa 2e 0.85 m7.3.5. Dimensionarea capacului pompeiCapacul pompei este solicitat la o presiune uniform distribuit, cu valoarea maxim corespunztoarepresiunii de prob : Pp = 12426807.391 PaCapacul se consider ca o plac circular ncastrat pe conturul asupra cruia acioneaz sarcinauniform distribuit.Pentru confecionarea capacului se alege oel OL60 cu a = 180 x 10 6 PaStarea de tensiuni este reprezentat n urmtoarea diagram :Starea de tensiuni este urmtoarea :r 6MrMrhd2=> Dex 3 Pp 2 737234.911r 4 hd222a 180 106Pp 12426807.391 Pap - coeficientul lui Poisson3 p Pp 6MMhd2=> Dex 2 184308.7282p 0.25=> 2 p4 hdEfortul unitar echivalent se calculeaz cu teorema lucrului mecanic 2222222 1 2 3 2 1 2 3 3 1 =>1 1 1=>1 p p 1 a22 Dex 3 Pp 2 737234.9111 4 hd3 Dex 03 Pp 2 4 hd222N/mm22 1 p 184308.728N/mm2 p p 1 a2=>hd 3 Dex p2 p 1 Pp 4 2 am2 0.024 mmM r 0.005Grosimea flanei corpului i a capacului:jh ( 1.2...1.4 )lf1 jh1 Mlf2 jh2 Mindice de multiplicare flansa. Alegem jh = 1.3mmjh1 1.3jh2 1.2Grosimea plcii de susinere a supapei:7.3.6. Calculul tijei pistonuluiTija pistonului este solicitat alternativ la compresiune i ntindere respectiv flambaj. Fora careacioneaz asupra tijei se calculeaz cu formula :Ft Fp Ffunde: Fp 6Pmaxp 17 10 Pa4 D31 Pmaxp2NFp - forta componentei de presiune ceactioneaza pe suprafata pistonului.Ff 21279.937 NForta de freceare dintre garnitura si cilindru :Ft Fp Ff 264862.777 NLungimea totala a tijei se calc cu relatia :l0 0.15 m - lingimea pana la tijaprelungitoareltt S31 Lpa l0 0.946 mSchema de ncrcare a tijei este:xlt(a)xlt(a)(b)lf(c)lf(d)lflt/2Pentru confecionarea tijei se consider materialul 42MoCr11 cu urmtoarele condiii:rtj 1.2ctj 0.9N/m2N/m2Lungimea de flambaj a tijei pistonului pentru sistemul de rezemare conform figurii anterioare ise determin cu urmtoarea relaie:f 0.32lfbj f ltt 0.303 munde: f = funcie ce depinde de sistemul de rezemare i se exprim n funcie de raportul :x1 m 0.113 2X x1 S31 0.308Dexmf X 0.033 ltt eftj aftj Tensiunea admisibila de flambajcrtjcE 2.1 10ltj 114PaModul de elasticitatemVerificarea la Flambaj :eftj FtAtj dt6402Atj crtj E ltjAtj lfbj22 dge640 27362793055.157Tensiunea criticaCoeficientul de flambaj : cf = 4 .... 8 . Se adopta cf = 4cf 4eftj aftj aftj >FtAtjcf 1457487724.901 6840698263.789PaPacrtjeftj8: Calculul si alegerea actionarii electrohidraulice (EHC) a pompeiPentru a stabili in ce masoara actionarea electro-hidraulica de tip EHC (motor electric asincron cuturbotransformator) este favorabila, din punct de vedere functional si energetic, sistemului de pompareeste necesara cunoasterea caracteristicii exterioare de iesire a convertizorului (turbotransformatorului).Caracteristica exterioara de iesire a TT reprezinta locul geometric al punctelor de functionare in comunal grupului de actionare format din MEA si TT.Pme PmRPPelE hPmRT Pmt1Pmt2 PmPPhPFig. 4.1. Structura energetica a sistemului de pompareCHC (TT)Pme PmRPse iE hADRPRTPmRT Pmt1TMPmt2 PmPPPOPPelMEAPhPM1 1 nx 2 2 n1 1k TT - coeficientul de transmitere;M 2 2M P PpP , QP nMi tm 2 2 2 - raportul de transmitere n P P M P al tranmisiei mecanice (TM) TT k TT x - randamentul TTM2 - coeficientul de transformare a momentului;M1Un punct de functionare in comun (pentru o valoare a coeficientului de transmitere a TT, x) se obtine cain schema de calcul (fig. 4.2).Fig. 4.2. Schema de calcul pentru stabilirea punctelor de functionareMNmM2 0M2n2CEx de iesire a TTMmMMmaAM2N zona rationala defunctionare a MEAM2nMmPMmn MpnM1npx kM npx 2 D 5O CEx de intrare a TTn2nnmanpn nmn nm0nrpm n2n x npncoordonatele unui punct de functionare al TTM2 M2n2n, M2n M2n k TT M1nEtapele de calcul pentru trasarea caracteristicii:1. Alegerea motorului electric in functie de puterea solicitata de pompa si se traseaza caracteristicamecanica aMEA Mm(nm).2. Dimensionarea TT (determinarea diametrului activ, D). Calculul si alegerea transmisiilor hidrodinamiceprezinta dificultati, motiv pentru care, pe baza studiului experimental efectuat pe prototip si aplicareasimilitudinii, se genereaza o familie de TT, cu aceleasi valori ale coeficientilor caracteristici, independentde dimensiuni. In acest sens, pentru familia acceptata carcteristicile corespund tabelului urmator: TTTab. 4.1. Valorile coeficientilor pentru familia TT (Pana, I. Actionari hidraulice. Ed. UPG,2003)x01234567891000.10.20.30.40.50.60.70.80.90.95kM175.664.859.452.246.843.23630.625.223.421.6kTT4.53.83.32.52.11.71.310.90.80.75 TT00.280.480.620.730.850.870.860.840.70.55Diametrul, se calculeaza cu relatia:1 Mmn D=2 kM1 nmn 5in care coeficientul kM1este determinat de caracteristicile constructive ale TT.3. Calculul caracteristicii TT, conform schemei din fig. 4.2.4.1. Alegerea motorului electric asincon trifazat cu rotorul in scurtcircuitConsiderand ca parametrii hidraulici stabiliti pentru pompa proiectata sunt:- debitul pompei: QP=0,0028 m 3 /s;- presiunea pompei: pP=11,6 MPa.Puterea hidraulica a pompei: PhP=QPXpP [W]QP 2.9 1037pP 0.82 10PhP QP pP 23780WANEXA IIaValoarea coeficientului de rezerva de putere(cs ) n functie de puterea P a motorului de actionar P[kW]1,51,501,5...4,01,254,0...7,51,207,5...401,1540...1001,10100...2001,08>2001,05csDin Anexa IIa, pentru puterea calculata, se alege valoarea coeficientului de rezerva de putere:Rezulta putera necesara a motorului electric:cs 1.1Pne1 cs PhP 26158Din: Potlog, D.M., Mihaileanu, C. Actionari electrice industriale cu motoare asincrone . Bucuresti,Editura Tehnica, 1989, pg.196 , se alege motorul electric asincron tipizat, cu urmatoarele caracteristici :Caracteristicile motorului electric asincron din SERIA ASI cu turatia sincron ns=1500rot/ min (cu 4 poli, respectiv cu 2 perechi de poli: p=2), cu puterea P=37kW Pn[kW]37 In[A]72,60sn MIp MpkMe M k ip Mn k p In Mn2,72,56,5n0,9051sn ns1466nn n 30153,467 nn Jg= Pn Nm GD2Mn n[N.m2]241,094230,023Pn - puterea nominala a motorului electric; In - intensitatea nominala a curentului electric;Ip - intensitatea la pornire; Mn - momentul nominal al motorului electric; MM - momentul maxim;Mp - momentul de pornire; n - randamentul la puterea nominala; n nnsn s alunecarea (slipul) nominal. nsOBSERVATIE: Turatia de sincronism (ns) pentru un motor trifazat asincron se determina cu relatia:ns 60 f 60 50 1500rot/min p2unde f=50Hz, este frecventa curentului electric alternativ (in Romania f=50Hz)Momentul de giratie: Jg=GD2 [N.m2]: Jg=GD2=4JgMomentul de inertie masic: J [kg.m2]: J=Jg/4g=GD2/4gg=9,81m/s2In continuare, in calcule, se vor face urmatoarele schimbari ale notatiilor:- puterea nominala a motorului electric: P n =Pne;- alunecarea (slipul) MEA la puterea nominala: sn=smn;- kMe=kmM; k p =kmP;Pne 37000smn 0.023kmM 2.7kmP 2.5- vitezele la sincronism: ns=nm0; s=m0;nm0 1500m0 nm030m0 157.08nmn 1465.5mn 153.467- vitezele nominale: nn =nmn; n =mn;nmn ( 1 smn) nm0mn ( 1 smn) m0- Mn=Mmn; MM=MmM; Mp=MmPMmn PnemnMmn 241.094MmM 650.95512MmP 602.73622MmM kmM MmnMmP kmP Mmn- definind "coeficientul de transmitere" al MEA:xm =nmnm0=mm0= 1 smxmn 1 smnxmn 0.977rezulta pentru puterea nominala:Pentru trasarea caracteristicii mecanice a MEA, M(n), se apeleaza la;Formula lui Kloss:M=2 Mksksssksk = sm Mkrezulta ca, in functie de alunecarea s, momentul poate fi definit :Mm ( xm) =2 MmMsmMsssmMMmM kmM MmnCalculand alunecarea (smM) pentru MmM:smM 2 kmM smM smn smn 0.1242 smM smM 0.000529222smn ( kmM 1) ( kmM 1) kmM smn 0.11978370653832848145 0.004416293461671518555 kmM smn smn ( kmM 1) ( kmM 1) Se alege valoarea:smM 0.11978370653832848145xmM 1 smMnmM xmM nm0xmM 0.88nmM 1320.324rpmSe alege si valoarea maxima a domeniului rational de functionare a MEA, pana la Mma=0,85MmM:Mma 0.85 MmMMma =2 MmMsmMsmasmasmMMma 553.3120.281844015384302309294 sma sma 0.01434813635206039739672 0.066686733732083412449 0.21515728165221889684 Se alege valoarea:sma 0.0667 xma 1 smaRezulta urmatoarele valori:xma 0.933nma xma nm0nma 1399.95rpmMmn 241.094Mma 553.312MmM 650.955MmP 602.736smn 0.023sma 0.067smM 0.12xmn 0.977xma 0.933xmM 0.88nmn 1465.5nma 1399.95nmM 1320.324nm0 1500Pentru trasarea caracteristicii mecanice a MEA se definesc:v 1000Mm ( xm) z 0 1 vMmP if xm = 0xmz 0.001 zMmM if xm = xmMMma if xm = xmaMmn if xm = xmn0 if xm = 12 MmMsmM1 xmnm ( xm) xm nm01 xmsmM MM Mm ( xm) xmm xmotherwisenmn xmn nm0800750700650600xmaxmnmomentul Mm [Nm]550500450MM 400350300250200150100500MmaMmn0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1xmmcoeficientul de transmitere [xm=n1/n2]Fig. 4.3. Caracteristica mecanica a MEA [Mm(xm)]800750700650600550Mmanma mnnmomentul [Nm]500450MM 4003503002502001501005000100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600nm ( xmm)Mmnturatia [rpm]Fig. 4.4. Caracteristica mecanica a MEA [Mm(nm)]MME augment ( xmm MM)WRITEPRN ( "carelectr" ) MME0100.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.010.0110.0120.0130.0140.015602.736153.891154.041154.191154.342154.492154.643154.795154.946155.098155.25155.403155.555155.708155.862...0123456MME 7891011121314154.2. Calculul caracteristicii TTCalculul diametrului activ (D). Se va considera valoarea coefientului k M1=10, corespunzatoare randammaxim (tab.4.1).1 Mmn D= 2 kM6 nmn1 5kM16 10nmn1 nmn 60kM6 3.6 kM16nmn1 24.425 rot/skM6 36, in kg/m3Mmn 241.094Nm1 Mmn D 2 kM6 nmn1 xDATA1 00.10.20.30.40.50.60.70.8095D 0.407 mk M1k TT TT211816.514.51312108.57654.53.83.32.52.11.71.310.90800.280.480.620.730.850.870.860.84070.90.956.560.80.750.70.55 0x DATA10012300.10.20.30.40.50.60.70.80.90.95 1kM1 DATA100123211816.514.51312108.576.56kM 3.6 kM10012375.664.859.452.246.843.23630.625.223.421.6 23kTT DATA1 DATA1001234.53.83.32.52.11.71.310.90.80.75x 45678910kM1 45678910kM 45678910kTT 45678910DATA augment ( x kM kTT )0012300.10.20.30.40.50.60.70.80.90.95175.664.859.452.246.843.23630.625.223.421.624.53.83.32.52.11.71.310.90.80.75WRITEPRN ( "KMTT" ) DATA300.280.480.620.730.850.870.860.840.70.55DATA 45678910Calculul caracteristicii de iesire a TTSe calculeaza caracteristicile de intrare pentru x=0...1 si se reprezinta:nnp 1600x 0x 0.1npx 0 kM0 75.6kM1 64.1nnp60 100nnp60Mp10 ( npx ) kM0 npx D2255kTT0 4.5kTT1 3.8Mp11 ( npx ) kM1 npx Dx 0.2x 0.3x 0.4x 0.5x 0.6x 0.7x 0.8x 0.9x 0.95kM2 59.4kM3 52.2kM4 46.8kM5 43.2kM6 36kM7 30.6kM8 25.2kM9 23.4kM10 21.6kTT2 3.3kTT3 2.5kTT4 2.1kTT5 1.7kTT6 1.3kTT7 1kTT8 0.9kTT9 0.8kTT10 0.75Mp12 ( npx ) kM2 npx DMp13 ( npx ) kM3 npx DMp14 ( npx ) kM4 npx DMp15 ( npx ) kM5 npx DMp16 ( npx ) kM6 npx DMp17 ( npx ) kM7 npx DMp18 ( npx ) kM8 npx DMp19 ( npx ) kM9 npx D22522222225555555Mp110 ( npx) kM10 npx D5 800 780 760740 720Mm ( xm) 700Mp10 ( npx) 680 660 640Mp11 ( npx) 620 600Mp12 ( npx) 580 560 540Mp13 ( npx) 520 500Mp14 ( npx) 480 460 440Mp15 ( npx) 420 400Mp16 ( npx) 380 360 340Mp17 ( npx) 320 300Mp18 ( npx) 280 260Mp19 ( npx) 240 220 200Mp110 ( npx) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0nma mnnMmaMmn0100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600nm ( xm) npx 60turatia [rpm]Fig. 4.5. Carcteristicile de intrare ale TTDin figura 4.5, se determina valorile n1 si M1 situate la intersectiile dintre caracteristicile de intrareMp(npx) si caracteristica mecanica a MEA Mm(npx) (din grafic; se poate si analitic). Pentru valorilecorespunzatoare ale lui x si kTT, se calculeaza coordonatele M2(n2).n2 = x n1x 0x 0.1x 0.2x 0.3x 0.4x 0.5x 0.6x 0.7x 0.8x 0.9x 0.95x 1M2 = kTT M1n10 1422n11 1436n12 1441n13 1449n14 1455n15 1458.3n16 1465.5n17 1470.7n18 1476n19 1478n110 1479.4Mp100 475Mp101 412.5Mp102 387.5Mp103 346.67Mp104 309Mp105 287Mp106 241.094Mp107 206.5Mp108 170.5Mp109 159.5Mp1010 148.5kTT0 4.5kTT1 3.8kTT2 3.3kTT3 2.5kTT4 2.1kTT5 1.7kTT6 1.3kTT7 1kTT8 0.9kTT9 0.8kTT10 0.75n20 0 n10n21 0.1 n11n22 0.2 n12n23 0.3 n13n24 0.4 n14n25 0.5 n15n26 0.6 n16n27 0.7 n17n28 0.8 n18M20 kTT0 Mp100M21 kTT1 Mp101M22 kTT2 Mp102M23 kTT3 Mp103M24 kTT4 Mp104M25 kTT5 Mp105M26 kTT6 Mp106M27 kTT7 Mp107M28 kTT8 Mp108n29 0.9 n19M29 kTT9 Mp109n210 0.95 n110 M210 kTT10 Mp1010Coordonatele punctelor de functionare: n2=nT si M2=MTx 0x 0.1x 0.2x 0.3x 0.4x 0.5x 0.6x 0.7x 0.8x 0.9x 0.95x 1j 0 1 11nTj n20n21n22n23n24n25n26n27n28n29n210n211n20 0n21 143.6n22 288.2n23 434.7n24 582n25 729.15n26 879.3n27 1029.49n28 n29 1330.2n210 1405.43n211 1500M20 2137.5M21 1567.5M22 1278.75M23 866.675M24 648.9M25 487.9M26 313.422M27 206.5M28 153.45M29 127.6M210 111.375M211 0MTj M20M21M22M23M24M25M26M27M28M29M210M2110123400143.6288.2434.7582729.15879.31029.491180.81330.21405.4315000123402137.51567.51278.75866.675648.9487.9313.422206.5153.45127.6111.3750nT 567891011MT 567891011 800 780 760MT 740 720700 680Mm ( xm) 660Mp10 ( npx) 640 620 600Mp11 ( npx) 580 560Mp12 ( npx) 540 520Mp13 ( npx) 500 480 460Mp14 ( npx) 440 420Mp15 ( npx) 400 380Mp16 ( npx) 360 340 320Mp17 ( npx) 300 280Mp18 ( npx) 260 240Mp19 ( npx) 220 200Mp110 ( npx) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 500nmnMmn6007008009001000 1100 1200 1300 1400 1500 1600nT nm ( xm) npx 60turatia [rpm]Fig. 4.6. Caracterstica exterioara de iesire FPDMTT12 augment ( nT MT )WRITEPRN ( "MTnT" ) MTT12 nmn 1465.5Mmn 241.094n10 1422n11 1436n12 1441n13 1449Mp100 475Mp101 412.5Mp102 387.5Mp103 346.67n20 0 n10n21 0.1 n11n22 0.2 n12n23 0.3 n13M20 kTT0 Mp100M21 kTT1 Mp101M22 kTT2 Mp102M23 kTT3 Mp103n14 1455n15 1458.3n16 1465.5n17 1470.7n18 1476n19 1478n110 1479.4Mp104 309Mp105 287Mp106 241.094Mp107 206.5Mp108 170.5Mp109 159.5Mp1010 148.5n24 0.4 n14n25 0.5 n15n26 0.6 n16n27 0.7 n17n28 0.8 n18n29 0.9 n19n210 0.95 n110M24 kTT4 Mp104M25 kTT5 Mp105M26 kTT6 Mp106M27 kTT7 Mp107M28 kTT8 Mp108M29 kTT9 Mp109M210 kTT10 Mp1010n20 0n21 143.6n22 288.2n23 434.7n24 582n25 729.15n26 879.3n27 1029.49n28 1180.8n29 1330.2n210 1405.43n211 1500M20 2137.5M21 1567.5M22 1278.75010143.6288.2434.7582729.15879.31029.491180.81330.21405.4315002137.51567.51278.75866.675648.9487.9313.422206.5153.45127.6111.3750M23 866.675M24 648.9M25 487.9M26 313.422M27 206.5M28 153.45M29 127.6M210 111.375M211 001234MTT12 567891011Prin prelucrarea datelor, a fost stabilita legea de variatie a lui MT(nT), sub forma:n2 0 1 1500aa1 2138 bb1 4.15908333423cc1 0.00318dd1 9.05 107MT22 ( n2) aa1 bb1 n2 cc1 n2 dd1 n2 2300 879.3nmn 2200 21000 2000 19001 1800 17002 1600 15003MT22 ( n2) 1400 13004 1200 MT 5Mm ( xm) 1100 1000 9006 800 7007 600 5008 400 313.4223009 Mmn 200 10010 0 0 1002003004005006007008009001000100 200 300400 500 6001 1 1 1 1 111 n2 nm ( xm)02137.51567.51278.75866.675648.9487.9313.422206.5153.45127.6111.3750800750700650600550500MT22 ( n2) 450 400Mm ( xm) 35030025020015010050900nmn313.422241.0940600 650 700 750 800 850 900 950 10001050110011501200125013001350140014501500n2 nm ( xm)