112665882 Proiectarea Instalatiei de Incarcare Descarcare

7/29/2019 112665882 Proiectarea Instalatiei de Incarcare Descarcare

1/63

UNIVERSITATEA MARITIM CONSTANA

FACULTATEA DE ELECTROMECANIC NAVALSPECIALIZAREA SISTEME ELECTRICE

LUCRARE DE LICEN

Conducator tiinific:Conf. univ. dr. ing. Violeta-Vali Ciucur

Absolvent:

Creu Mihai-Octavian

-2010-


2/63

UNIVERSITATEA MARITIM DIN CONSTANA

FACULTATEA DE ELECTROMECANIC NAVAL

SPECIALIZAREA SISTEME ELECTRICE

LUCRARE DE LICEN

Cargou mrfuri generale 7800 dwt.

Proiectarea instalatiei de

ncrcare-descarcare

COORDONATOR TIINIFIC:

Conf. univ. dr. ing. Violeta-Vali Ciucur

Absolvent:Creu Mihai-Octavian

-2010-


3/63

CUPRINS :

Introducere .....................................................................................................3

List tabelelor si a figurilor............................................................................4

CAPITOLUL I Generaliti. Stabilirea datelor iniiale pentru proiectarea n raport cu

destinaia i prevederile legislaiei n vigoare: .......................................................5

1.1. Instalaii de ncrcare descrcare

............................................................5

1.2. Clasificarea i descrierea instalaiei de ncrcare - descrcare cu bigi de

marf.....6

1.2.1. Biga propriu -

zis...........................................................................7

1.2.2. Manevre

curente.............................................................................8

1.2.3. Palancul de sarcin

.........................................................................8

1.2.4. Mecanisme de manevr

..................................................................81.3. Metode de utilizare a instalaiei de ncrcare - descrcare cu bigi navale...9

1.3.1. Metoda de operare cu o singur big cu un mandar dublu..................9

1.3.2 Metoda de operare cu dou bigi cu palancurile cuplate......................10

1.3.3 Metoda de operare cu dou bigi cu bigi mobile cuplate.....................10

1.3.4 Metoda de operare cu dou perechi de bigi fixe la gura de magazie....11

CAPITOLUL II Stabilirea schemei cinematice. Descrierea diagramei de sarcin

2.1. Mecanismul de ridicare asarcinii .............................................................14

2.2. Calculul transmisie prin

cablu .................................................................15

2.3. Dispozitivul de prindere a

sarcinii .............................................................15

2.4. Calculul de alegere a

cablului ..................................................................16

1


4/63

2.5. Calculul cablului de

traciune....................................................................16

2.6. Determinarea elementelor principale ale

tobei............................................17

2.7. Alegerea

cuplajului.................................................................................18

2.8. Reductorul............................................................................................18

2.9. Rolele de egalizare i

ghidare....................................................................19

CAPITOLUL III Alegerea motorului electric de acionare pentru mecanismul de ridicare

3.1. Alegerea preliminar a motorului

electric..................................................20

3.2. Alegerea motorului

electric.......................................................................20

3.3. Caracteristicile

mecanice..........................................................................21

CAPITOLUL IV Calculul diagramei de sarcin pentru mecanismul de ridicare..........25

4.1. Ridicarea sarcinii

nominale......................................................................25

4.2. Coborrea cu frnare a sarcinii

nominale...................................................26

4.3. Ridicarea crligului

gol............................................................................27

4.4. Coborrea forat a crligului

gol..............................................................29

4.5. Verificarea motorului din punct de vedere alproductivitii..........................31

4.6. Verificarea motorului electric la

nclzire..................................................31

CAPITOLUL V Calculul regimului tranzitoriu electromecanic.............................32

5.1. Determinarea momentului

volant.................................................................32

2


5/63

5.2. Determinarea constantei de timp pentru cele trei trepte de

vitez..................32

5.3. Determinarea timpilor de

pornire..............................................................33

5.4. Calculul timpilor de

frnare......................................................................33

CAPITOLUL VI Stabilirea schemei electrice a sistemului de acionare...................34

6.1. Date tehnice...........................................................................................34

6.2. Elementele componente ale schemei ...........................................................34

6.3. Principiul de funcionare al schemei..........................................................35

CAPITOLUL VII Calculul de alegere al aparatelor de comand si protecie ............40

7.1 Alegerea contactoarelor de vitez C3,C4,C5...............................................40

7.2. Alegerea contactorilor de sens C1,C2 .......................................................42

7.3. Alegerea contactorului de frn C6...........................................................43

7.4. Alegerea releului intermediar d3..............................................................44

7.5. Alegerea releului de tip d7........................................................................44

7.6. Alegerea releului minimal de tensiune d4...................................................45

7.7. Alegerea controlerului de comand...........................................................45

7.8. Alegerea siguranelor fuzibile...................................................................47

7.9. Alegerea ntreruptorului automat..............................................................47

7.10 Alegerea releelor termice..........................................................................48

CAPITOLUL VIII Tehnologia ntreinerii i reparrii sistemului de acionare

electric..........................................................................................................49

8.1. Reparaii i revizii...................................................................................49

8.1.1. Tehnologia stabilirii defectelor n instalaia electric..........................51

8.2 Principalele defecte i modul de remediere...........................................................53Concluzii.............................................................................................................................56

Bibliografie.........................................................................................................................57

INTRODUCERE

Navele moderne se caracterizeaz prin viteze de mar ridicate. De aceea, timpul de

parcurgere a unei curse este de acelai ordin de mrime cu timpul de staionare a navei n

porturi pentru ncrcarea si descrcarea mrfurilor. Cele mai mari pierderi de timp au loc in

3


6/63

timpul operaiunilor de ncrcare - descrcare efectuate n porturile insuficient echipate cu

mecanisme de ridicare. n acest caz, operaiile respective trebuie efectuate cu mijloace de

ncrcare - descrcare de la bordul navei. n ultimii ani s-a observat o cretere nentrerupt a

transporturilor de mrfuri navale datorit construirii unor tipuri speciale de nave echipate cu

mecanisme de ncrcare - descrcare de productivitate mrit, principalul rol n mrirea

productivitaii avndu-l automatizarea procesului de ncrcare si descrcare a navelor.

Automatizarea mecanismelor de ncrcare - descrcare trebuie sa le confere acestora

sigurana n funcionare, depanare comod, mase i gabarite reduse etc.

Productivitatea mecanismelor de ncrcare - descrcare n timpul diferitelor regimuri

de funcionare se caracterizeaz prin cantitatea de mrfuri descrcate n unitatea de timp.

Productivitatea practic trebuie difereniat de cea teoretic. Productivitatea practic

depinde nu numai de caracteristicile mecanismului de ncrcare - descrcare, ci i de felul

mrfurilor, de pregtirea mrfurilor pentru operaiile de ncrcare - descrcare etc.

Productivitatea teoretic depinde numai de caracteristicile mecanismului de ncrcare -

descrcare i este conditionat de viteza de ridicare a sarcinii, de viteza de coborare a

crligului fr sarcin, precum si de timpul de accelerare a acionrii.

Fiabilitatea funcionrii mecanismului de ncrcare - descrcare este n funcie de

fiabilitatea elementelor componente, inclusiv a acionrii electrice i a schemei de comand.

Simplitatea deservirii depinde de accesul uor la elementele componente care necesit

operaii de ntreinere i reparaii. Simplitatea comenzilor este condiionat de posibilitatea

efecturii comenzilor de ctre personalul necalificat.

Dezvoltarea sistemelor automate de ncrcare - descrcare se caracterizeaz prin

prezena ctorva nivele de automatizare. Sistemele cu comand direct, prin controler,

corespund primului nivel de automatizare. n cel de-al doilea nivel sunt cuprinse acionri

electrice care au scheme de comand la distant cu reacie invers. Cel de-al treilea nivel

prevede construirea unor posturi de comand centralizat a unor sisteme automate pentru ungrup de mecanisme de ncrcare - descrcare i utilizarea unor calculatoare de proces cu

scopul efecturii ntregului complex de operaii de ncrcare - descrcare fr participarea

operatorului.

List figuri

- Figura nr. 1 Biga de marf...................................................................12

- Figura nr. 2 Caracteristicile mecanice n = f (M)..24

4


7/63

- Figura nr. 3 Schema electric de acionare a mecanismului de ridicare-

coborre..

39

List tabele- Tabelul nr. 1 Parametrii motorului

electric..............................................................21

- Tabelul nr. 2 Caracteristica mecanic natural pentru treapta a III-a de

turaie......23

- Tabelul nr. 3 Caracteristica mecanic natural pentru treapta a II-a de

turaie........23

- Tabelul nr. 4 Caracteristica mecanic natural pentru treapta I deturaie ..............23

- Tabelul nr. 5 Regimul de

lucru..................................................................................30

- Tabelul nr.6 Diagrama

contactelor............................................................................46

5


8/63

CAPITOLUL I

Generaliti. Stabilirea datelor iniiale pentru

proiectarea n raport cu destinaia i prevederile legislaiei n vigoare

1.1. Instalaii de ncrcare descrcare:

Prin instalaii gravitaionale se nteleg sistemele mecanice care au ca scop

nvingerea, n prezena frecrii, a forelor de gravitaie, n vederea deplasrii pe vertical sau

pe orizontal a unor mase ca: mrfuri generale ( instalaii de ridicat ), brci de salvare sau de

serviciu ( instalaii de salvare ), capace mecanice ale gurilor de magazii.

Manipularea mrfurilor poate fi realizat cu:- instalaii cu bigi de marf

- instalaii cu cranice

- poduri rulante

- instalaii speciale ( benzi rulante )

Navele de transport maritim sunt, in general, dotate cu o instalaie de manipulare a

mrfurilor de construcie special n scopul efectuarii operaiilor de ncrcare - descrcare de

mrfuri.Aceast instalaie, numit de ncrcare - descrcare, esta adoptat si proiectat n

raport cu destinaia navei. Instalaia de ncrcare - descrcare ofer posibilitatea manipulrii

mrfurilor, independent de instalaiile portuare asigurandu-i, astfel, operativitatea n orice

port de escal.

Performanele tehnice i de exploatare ale instalaiei vor trebui s rspund

condiiilor generale de ordin economic privind reducerea staioarii navei n porturile de

escal.

6


9/63

Analizele economice arat c la cargouri ct i la navele de transport specializate

durata staionrii n porturi este mai mare decat timpul folosit pentru deplasri ntre porturile

de escal, iar n porturi majoritatea timpului este consumat n cadrul operaiunilor de

ncrcare - descrcare.

Instalaia de ncrcare - descrcare din dotarea majoritii navelor destinate

transportului de mrfuri generale i mai ales cele de constructie mai veche, se compune din

bigile navale de marf, cu toate mecanismele, manevrele curente i accesoriile relativ

complexe, implicate de utilizarea acestui sistem.

Numeroase nave, i n mod deosebit cargourile moderne de mrfuri generale, au

nlocuit instalaia clasic de ncrcare bazat pe bigi, prin macarale navale acionate electric

sau hidraulic, care mresc viteza de operare i sigurana n manipulare, dar sunt limitate n

privina capacitii de ridicare fa de posibilitatea bigilor i mai ales ale celor de mari

greuti.

Instalaiile de ncrcare - descrcare se caracterizeaz prin:

- capacitatea de ncrcare a mecanismului sau capacitate de ncrcare n siguran

SWL ( Safe Working Load ), care reprezint greutatea maxim admisibil ce poate fi

ridicat cu instalaia respectiv; ea cuprinde i greutatea dispozitivelor auxiliare

folosite pentru fixarea i manipularea ncrcturii: zbiruri, palancuri, platforme,

plase, bene, etc.;

- productivitatea instalaiei de ncrcare - descrcare , care este caracterizat de

cantitatea de marf n unitatea de timp;

- regimul de funcionare, care este determinat de caracteristica operaiei de ncrcare -

descrcare i funcie de natura marfii. Putem avea: regim de funcionare de lung

durat, regim de funcionare de scurt durat, regim de funcionare cu intermiten;

- sigurana n exploatare, ce caracterizeaz funcionarea fr ntrerupere a instalaiei

din punct de vedere mecanic i electric;- simplitatea montrii, ceea ce implic dispunerea ntregii instalaii pe acelai suport;

- deservire simpl, nelegnd prin aceasta accesul rapid i comod la instalaia de

ncrcare - descrcare pentru reparaii;

- simplitatea conducerii, adic punerea uoar n funciune i manevrarea simpl;

- economicitatea, adic pre de cost sczut al instalaiei, pre de ntreinere mic,

funcionare cu randament ridicat, consum energetic scazut;

7


10/63

1.2. Clasificarea i descrierea instalaiei de ncrcare - descrcare cu bigi de

marf:

Exist dou tipuri de bigi navale:

- biga uoar, care are capacitatea de ridicare sub 10 tf;

- biga grea, care are capacitatea de ridicare de 10 tf sau mai mult;

Instalaia de ncrcare - descrcare este compus din urmtoarele elemente:

- coloana ( catarg )

- biga de marf, din tub metalic sau o fles de lungime i diametru determinate,

articulat cu captul inferior aproape de baza coloanei; biga este mobil att n plan

orizontal ct i n plan vertical, n anumite limite calculate;

- manevrele curente, de regul sub forma unor palancuri, servind pentru orientarea

bigii n planul orizontal i vertical i la fixarea acesteia n poziie de lucru;

- palancul de sarcin, destinat ridicrii i coborrii coadei;

- mecanismele de manevr, troliu pentru balansin i vinci de marf pentru

manevrarea palancului de marf al bigii.

1.2.1. Biga propriu-zis:

Lungimea tubului metalic trebuie s asigure, la unghiul minim de operare, btaia

bigii pn la 2/3 din lungimea gurii de magazie pe care o deservete. n poziia de lucru n

afara bordului biga trebuie s bat minimum 2,5 m dincolo de copastia navei, la nclinare

= 30, aa nct s poat opera la vagoanele primei linii de cale ferat de lng cheu.

Diametrul bigii este mai mare la mijlocul lungimii tubului spre a putea suporta bine

efortul axial de compresie pe timpul lucrului n sarcin, ct i eforturile de ncovoiere la care

este supus pe timpul operaiunilor.

Captul superior al bigii este prevazut cu armturi sub forma unei brri cu urechi

pentru balansin, gaiuri i pentru palancul de sarcin.Captul inferior al bigii este articulat pe catargul suport sau pe coloane de bigi,

asigurndu-se micarea n nlime i pe orizontal.

Coloana de bigi este un arbore metalic tubular, mai scurt decat arborii navei, cu

diametrul relativ mare, deci foarte rezistent, pe care se articuleaz una sau mai multe bigi ale

instalaiei de ncrcare.

8


11/63

Btaia bigii ( raza de aciune ) este distana msurat n plan orizontal a poriunii de

la punctul de articulaie al bigii la coloan, pn la verticala palancului de sarcin. Este

variabil n raport cu unghiul de nclinare al bigii i cu lungimea acesteia. ( X = 1cos ).

Unghiul de nclinare al bigii este unghiul msurat n plan vertical, format de direcia

bigii cu planul orizontal. Pentru bigile uoare unghiul mediu de lucru se consider 30, iar

pentru bigile grele, 25.

Articulaia bigii la coloan trebuie s permit manevra simultan a bigii att n plan

orizontal, ct i n plan vertical, avnd rezistena cerut de eforturile de compresie ce se

exercit de-a lungul bigii sub sarcin.

1.2.2. Manevre curente:

a) Balansina bigii este manevra curent destinat s manevreze biga n plan vertical i

s o fixeze n poziia de lucru la un unghi de nclinare stabilit.

b) Gaiurile i contragaiurile, sunt manevre curente destinate orientrii bigii n plan

orizontal, fixarea acesteia n poziia de lucru i, la nevoie, n raport cu metoda de

lucru, rotirii bigii n direcie cu coada de marf.

c) Gaiul ( palancul ) de distanare, face legtura ntre capetele superioare a dou bigi

care opereaz la aceeasi magazie, dup una din metodele de lucru cu dou bigi.

Rolul gaiului de distanare constituit, de regul, dintr-un palanc cu macarale multiple,

este de a nlocui gaiurile interioare ale celor dou bigi descongestionnd astfel locul de

munc.

1.2.3. Palancul de sarcin:

Palancul de sarcin servete la manevra greutilor, macaraua superioar a palancului

se prinde de armtura captului superior a bigii. Captul trgtor iese prin macaraua

superioar sau prin macaraua inferioar, dup cum palancul funcioneaz trgnd sau

ridicnd i este dirijat prin pastica de ghidare la tamburul vinciului de marf.Tipul palancului de sarcin depinde de capacitatea de ridicare a bigii. La bigile de 1-3

tf capacitate, palancul este un mandar simplu spre a asigura o vitez de operare ct mai

mare. Pentru greutile mai mari se prevd palancuri cu macarale multiple, dar a cror vitez

de operare scade.

1.2.4. Mecanisme de manevr:

9


12/63

a) Troliile balansinelor sunt instalate la baza coloanelor de susinere a bigilor i pot

fi acionate independent sau de ctre vinciurile de marf, prin intermediul unui cablu de

transmisie. Sunt prevzute dispozitive cu clichet pentru evitarea desfurrii cablului n

cazul decuplrii vinciului sau deconectrii curentului electric. Pe tamburul troliului, captul

trgtor al balansinei este necesar s aib nfurate minimum 3 spire de cablu n poziia de

lucru, la unghiul minim de nclinare.

b) Vinciurile de marf pot fi acionate cu aburi, electric sau hidraulic i au rolul de

a manevra palancul de sarcin prin intermediul captului trgtor nfurat pe tamburul

vinciului.

Vinciul de marf are i tamburi pentru parme i la fiecare capt al axului pentru

manevre diferite la bord, inclusiv pentru manevra navei.

Vinciurile electrice au frn de mn sau de picior, folosind exclusiv pentru reglarea

vitezei de ridicare sau coborre a greutii, dar nu i pentru stopare.

De asemenea, dispun de o frn automat pentru oprirea manevrei n cazul

ntreruperii curentului din cauza unei defeciuni.

Unele vinciuri de for sunt prevzute cu dou sisteme de acionare dintre care unul

este destinat manevrei greutilor mari ( cu vitez mic ).

La vinciurile cu acionare hidraulic se prevd dispozitive care s exclud

posibilitatea cderii ncrcturii sau deplasrii necontrolate a bigii la scderea presiunii n

instalaia hidraulic.

Frnele vinciului trebuie s acioneze lin, fr ocuri.

Tamburele vinciurilor trebuie s aib o lungime care s permit nfurarea captului

trgtor ntr-un singur strat. Nu se admite nfurarea cablului pe mai mult de 3 straturi.

Tamburele vinciurilor cu cablu nfurat pe un singur strat trebuie sa aib straturi

elicoidale. Gulerele tamburelor netede trebuie s se nale deasupra stratului superior al

cablului cu cel puin 2,5 ori diametrul cablului.

1.3. Metode de utilizare a instalaiei de ncrcare - descrcare cu bigi navale:

Instalaia de ncrcare - descrcare cu bigi navale poate fi utilizat dup mai multe

metode de exploatare n raport de:

- numrul de bigi care deservesc o magazie;

- felul mrfii i greutatea diferitelor piese;

- condiiile specifice i sigurana n manipulare cerute de natura mrfii.

10


13/63

Bigile usoare navale sunt prevzute, n general, cu un palanc de sarcin de tipul

mandarului simplu, cu cablu de sarcin de diametru corespunztor greuttilor normale de

manipulat . Acest lucru conduce la avantajul asigurrii unei viteze mari de operare,

mandarul fiind cu un singur rai.

1.3.1. Metode de operare cu o singur big cu un mandar dublu:

Este cea mai eficient metod de exploatare spre a manipula greuti mai mari dect

capacitatea de ridicare a mandarului simplu, respectnd capacitatea de ridicare n siguran a

bigii.

Se utilizeaz cnd la o magazie se dispune de o singur big sau, cnd din diferite

motive, nu se poate folosi a doua big. Biga se armeaz uor, se manevreaz repede i

coada poate fi amplasat aproape n orice loc, pe suprafata de operare, dup necesitate.

Dupa ridicarea greutii din magazie, cu ajutorul mandarului dublu, biga cu greutatea

se manevreaz n direcie cu ajutorul gaiurilor, apoi coada se coboar i se dispune pe locul

stabilit.

Metoda are avantajul mririi ctigului de for ( F = 12/20 Q fa de F = 11/10 Q al

mandarului simplu ) i dezavantajul reducerii vitezei de operare.

1.3.2. Metode de operare cu dou bigi cu palancurile cuplate:

Aceast metod mai poart denumirea de metoda de lucru n telefon i const n

deplasarea coadei de marf folosind simultan vinciurile i palancurile de sarcin ale celor

dou bigi aflate la captul unei guri de magazie, aezate n poziie fix att ca nclinare ct i

ca direcie; biga de magazie se fixeaz deasupra gurii de magazie i are rolul de a ridica sau

cobor din magazie; biga exterioar se fixeaz lateral, deasupra locului unde coboar sau

ridic greutatea.

Aceste metode au o variant prin utilizarea ca palanc de sarcin la fiecare big aunui mandar dublu n loc de unul simplu, ceea ce asigur un mare ctig de for. Macaraua

alunecatoare a fiecrui mandar dublu este prins cu o cheie de mpreunare a carligului de

ridicare comun. Fiecare big se fixeaz pe poziie prin manevrele curente proprii ( balansine

i contragaiuri ).

1.3.3. Metoda de operare cu dou bigi mobile cuplate:

11


14/63

O greutate mai mare dect capacitatea de ridicare a unei singure bigi poate fi ridicat

folosind dou bigi care lucreaz n cuplu ca o singur big mobil.

n acest caz, mandarul fiecreia din cele dou bigi se prinde la vertical, cu crligul

de ridicare, de capetele respective ale unei traverse de cuplare, care servete ca mijloc de

echilibrare a eforturilor pe vinciul de marf; greutatea de manevrat se controleaz la

mijlocul acestei traverse.

Cele doua bigi sunt aezate n poziia fixat pe timpul ridicrii i coborrii greutii,

folosind manevrele curente ( balansine, contragaiuri, palancuri de distanare ). Pentru

deplasarea coadei, spre exemplu de la magazie spre cheu, se ridic greutatea cu vinciurile

ambelor bigi, simultan; apoi, prin intermediul gaiurilor, ambele bigi sunt manevrate

simultan spre cheu i greutatea se coboar actionnd vinciurile.

Metoda este n general dificil, poate impune lsarea greutii pe punte spre a

schimba poziia bigilor i implic numeroase msuri de siguran. De aceea, se utilizeaz n

cazuri excepionale.

1.3.4. Metoda de operare cu dou perechi de bigi fixate la gura de magazie:

Multe nave sunt prevzute cu guri de magazie deservite de dou perechi de bigi

obinuite. Acestea pot opera cu una din metodele indicate sau dou perechi de bigi cuplate.

Cele 4 bigi se armeaz astfel:

- bigile prova si pupa se fixeaz ca nclinare i direcie ca n metoda de operare cu

palancuri cuplate ( telefon );

- apoi, mandarul bigii de magazie i respectiv al bigii exterioare din prova magaziei se

trec prin cte o macara alunectoare i se mbin printr-o cheie de mpreunare cu

mandarul bigii corespunzatoare din pupa magaziei;

- cele doua macarale alunectoare care unesc mandarele bigilor prova - pupa din

acelai bord se manevreaz aa nct cheile de mpreunare ale mandarelor s se naleaproape de capetele superioare ale macaralelor din pupa magaziei;

- dupa aceasta, cele dou macarale alunectoare se leag ntre ele cu chei de

mpreunare i cu lan, de care se prinde crligul de ridicare.

Sistemul astfel pregtit este acionat numai de vinciurile macaralelor din prova,

funcionnd pentru ncrcarea i descrcarea n sistemul bigilor cuplate ( telefon ) i putnd

manipula greuti ceva mai mici decat suma capacitilor de ridicare n siguran ale celor

dou mandare. Sistemul are avantajul c se pregtete repede, poate manevra greuti mari,

12


15/63

utilizeaz numai dou vinciuri i permite trecerea rapid la un alt sistem de lucru mai

simplu.

Figura nr. 1 BIGA DE MARF

Elemente componente:

1. biga propriu-zis

2. catargul (coloana bigii)

3. captul inferior al bigii

4. captul superior al bigii

5. articulaia pentru micarea bigii n nlime

13


16/63

6. articulaia pentru micarea bigii n direcie (bulon vertical)

7. palancul de balansin (balansina)

8. troliu de balansin (manevra bigii n nlime i fixarea la unghiul de nlime )

9. gai i contragai

10. palanc de gai i contragai

11. armtura captului superior al bigi

12. macaraua superioar a palancului de sarcin

13. cablu de sarcin

14. ganciul bigii (crligul palancului de sarcin)

15. pastica de ghidare a cablului de sarcin

16. vinci de sarcin

17. cablu de siguran

18. plac triunghiular

14


17/63

CAPITOLUL II

Stabilirea schemei cinematice. Descrierea diagramei de sarcin.

Alegerea sistemului de acionare se face pe considerente economice n aa fel nct

sistemul s fie simplu, robust la nivelul tehnicii actuale, economic i s satisfac toatecondiiile impuse.

Dimensionarea i alegerea elementelor componente din sistemul de acionare

electromecanic comport:

- dimensionarea i alegerea elementelor mecanice din schema cinematic;

- alegerea motorului electric de acionare; determinarea i alegerea aparatajului

electric de comand, de protecie, de msur, i a dispozitivelor de siguran;

- elementele mecanice din schema cinematic se calculeaz n msura n care

sunt necesare pentru a furniza datele cu privire la alegerea motorului electric i

sistemului de acionare electric.

2.1. Mecanismul de ridicare a sarcinii:

Mecanismul de prindere a sarcinii cuprinde dispozitivul de prindere, un lan de care

se fixeaz elementul de ghidare a cablului de traciune, tamburul pentru nfurarea

cablului, cuplajul dintre tambur i reductor, reductorul cu roi dinate cilindrice,

cuplajul dintre electromotor i reductor, electromotorul de acionare i frn

electomagnetic.

Elemente componente :

- Cablu de traciune;

- Roi de ghidare;

- Tambur;

- Cuplaj cu boluri;

15


18/63

- Reductor;

- Cuplaj dinat simplu;

- Motor electric;

- Frn electromagnetic.

2.2. Calculul transmisiei prin cablu:

La calculul transmisiei prin cablu se ine seama de urmtorii factori:

- Condiiile de funcionare;

- Solicitrile din cablu;

- Materialul cablului;

Condiiile de funcionare a transmisiei prin cablu sunt date conform STAS

466-79. Grupele de funcionare ale mecanismului de ridicat sunt stabilite n funcie de

3 factori:

- Clasa de utilizare;

- Starea de ncrcare (solicitare);

- Starea de funcionare.Clasa de utilizare caracterizeaz timpul de funcionare mediu Tz prevzut

pentru mecanismul respectiv exprimat in ore.

Timpul de utilizare mediu zilnic Tz pentru un mecanism se determin lund

n considerare urmtoarele elemente:

- Numrul de cicluri pe zi, Nz;

- Numrul de cicluri pe or pentru fiecare schimb, Nc1, Nc2, N3

- Timpul de funcionare al mecanismului respectiv ntr-un ciclu tm [ore];- Durata total a ciclului, tc[ore];

- Nc1 = Nc2 = Nc3= 12 [cicluri / ora]

NZ = 8( Nci + Nc2 + Nc3) = 8 * 24 = 336 [cicluri / zi]

tm = 96,869 [s] = 0,026 [ore]

tc = 256,865 [s] = 0,071 [ore]

TZ = tm * NZ = 0,026 * 336 = 8,864 [ore]

16


19/63

Pentru a alege Tz = 8,864 se alege clasa de utilizare T7 creia i corespunde o durat

de serviciu de 25 000 ore de utilizare intensiv.

Din tabeul II STAS 4662 - 79 alegem starea de funcionare 4 pentru condiiile

de funcionare cu solicitri inferioare.

2.3. Dispozitivul de prindere a sarcinii:Dispozitivul trebuie s permit o prindere rapid i sigur a sarcinii n

vederea realizrii unei mari productiviti i siguran n funcionare.

n acelai timp se urmrete ca greutatea proprie a dispozitivului s fie ct mai

mic fiind o sarcin inutil.

Conform STAS 4662 - 79 pentru grupa de funcionare M6 la sarcin nominal 3 tf

am ales modelul 11 al crligului, din tabela l0 cu clasa de rezisten S.

Din STAS 1944 - 81 corespunztor numrului de model am ales un crlig S 11 253 -

S unde notaiile au urmtoarele semnificaii:

- S, crlig forjat simplu brut;

- 11, numrul modelului;

- 253, lungimea crligului;

- S, clasa de rezisten a crligului.

2.4. Calculul de alegere a lanului:Se dimensioneaz diametrul zalei dz. Zala lanului este solicitat la ntindere,

ncovoiere i strivire.

Pentru uurarea calculelor se neglijeaz att efectul formei zalei ct i neterminarea sa

static interioar, amintind o repartiie uniform a formei de traciune pe seciunea

transversal a celor dou poriuni rectilinii ale zalei.

Se alege un lan calibrat obinuit la sarcina de 3 tf, conform STAS 7951 - 80 tip NS cu

dz= 22 mm, pasul p = 61 mm, limea zalei b = 67 mm.

Lanul este de tip NS 22 STAS 7951 - 80.

- Sarcina la deformare, 60 000 [N]

- Sarcina de rupere este de 160 000[N]

- Masa pe metru liniar, 8,2 (Kg / m]

- Lanul are 4 zale

2.5. Calculul cablului de traciune:

17


20/63

Legtura cinematic ntre crligul de agare a sarcinii i tamburul de sarcin se

asigur prin intermediul cablului de traciune.

Se folosesc cabluri de oel rotunde compuse, executate din srm de oel mat cu sens

de nfaurare Z / S fiind indicate n STAS 1689 - 80. Solicitrile de rezisten la care sunt

supuse cablurile sunt:

- Solicitarea de ntindere la ridicarea sarcinii;

- Solicitarea de ncovoiere la nfurarea pe tambur;

- Solicitarea de tensiune datorat nfurrii pe elice;

- Solicitarea suplimentar datorit frecrii firelor unul de celalalt i care se consider

n calcule ca fiind un coeficient luat n calcule de solicitarea de ncovoiere.

Cablul se alege pe baza solicitrii de ntindere. Se calculeaz o sarcin teoretic de

rupere la solicitarea de ntindere.

Ftn =88

cF=> Ftn =

88

81,9)605000(5,4 += 2538,33[Kgf]

c = 4,5 coeficient de siguran la traciune pe tambur.

Pentru Ftn = 2538,33 Kgf se alege cablul SIL - 22 - 6 19 - 1760 Z / S conform STAS 1689-

80, unde notaiile au urmtoarele semnificaii:

- 22, diametrul in milimetri;

- 6, numrul de toroane;

- 19, numrul de fire;

- Z / S, numrul de nfurare a firelor n toroane i al toroanelor n funie.

2.6. Determinarea elementelor principale ale tobei:n funcie de diametrul ales pentru transmisia prin cablu, diametrul de nfaurare al

cablului pe tambur se determin n conformitate cu cele prezentate la paragraful anterior.

Toba este de construcie simpl, cu un cant elicoidal pe suprafaa cilindric, n care senfoar cablul de oel.

Profilul canalelor n funcie de diametrul cablului ales se determin dup STAS 6979

-72.

Dimensiunile canalelor sunt urmtoarele:

- Diametrul nom. cablu D = 22 mm;

- Raza = 12mm.;

- Pasul p = 24mm.;

18


21/63

- nlimea h = 7 mm.

Lungimea prii canelate se determin astfel pentru tamburul pe care se nfoar o

singur ramur de cablu:

L =

+++

21)( *nn

dDiHi

*p

- H = nlimea de ridicare, H = 18mm.

- i = raportul de transmisie al mec. i = 1.

- D = diametrul tamburului, Dt = 0,45 m

- n1 = numrul de spire de siguran n = 2, n = 3

- n2 = numrul de spire necesar pentru prinderea cablului pe tambur n2 = 2-4 spire

- p = pasul, p = 0,024

L =

++

+33

)022,045,0(

1*20

*0,024 = 0,467[m]

Unghiul de nclinare al anului elicoidal este dat de relaia:

tg =054,0*

024,0*

* Dr

p= 0,014

= 045'

Tamburul se execut: construcie turnat din oel sau construcie sudat din tabl O.L.

Tabla este supus la o presiune exterioar uniform distribuit. Grosimea peretelui

tobei ce se execut se determin pe baza solicitrilor la compresiune transversal, deoarece la

tobele de dimensiuni obinuite eforturile unitare datorate solicitrii la tensiune i ncovoiere

sunt foarte mici n raport cu prima solicitare.

Grosimea peretelui se determin cu relaia:

b = 0,02* D (6 ...10) mm

b = 0,02* 640(6... 10) =18,8mm

Se alege dimensiunea STAS b = 20 mm.

2.7. Alegerea cuplajului:

Cuplajul se alege n funcie de efortul la care este supus pe durata solicitrii precum i

de natura acestuia.

innd seama de acestea, am folosit un cuplaj dinat STAS 6589 - 74. Aceste cuplaje

permit deplasri radiale mici, unghiulare i axiale.

19


22/63

Deplasrile axiale sunt de 28 mm.

Ca element de baz la alegerea cuplajului se consider valoarea momentului rezistent

transmis.

Forma, dimensiunile, parametrii principali, materialele i indicaiile pentru alegerea

cuplajului se gsesc in STAS 6589 - 74.

Am ales cuplajul dinat tip 3 model IPTCM cu momentul maxim de transmisie 3150

[Nm].

2.8. Reductorul:

Reductoarele folosite la mainile de ridicat sunt de construcie special, din cauza

condiiilor de funcionare caracterizate printr-un numr mare de accelerri i frnri a

corpurilor n micare i din cauza condiiilor de montare specifice ntr-un spaiu ct mai redus,

pe prile mobile ale macaralelor supuse la ocuri mecanice.

Reductorul se alege cunoscnd puterea pe care trebuie s o transmit precum i

regimul de funcionare.

PS =t

NN VqQ

*)( +[Kw]

n cazul macaralei puterea de transmisie se determin cu relaia:

- (QN+q) = greutatea de ridicat in [KN];

- VN = viteza de ridicare in [m / s];

- t = Randamentul total al mecanismului.

Pentru un troliu in trei trepte cilindrice randamentul va fi:

= 3red* tambur* cuplaj = 0,933 * 0,96 * 0,86 = 0,76

PS[3tf] = ][14,3660*76,0

55*]81,9*)055,03[(Kw=

+

Conform STAS 6850 - 69 am ales un reductor cilindric cu seria 3H 1 - 001 cu

urmtoarel caracteristici:- At = 610 mm, distana dintre arborele de intrare i cel de ieire;

- A1 = 160 mm, distana dintre primul i al doilea arbore;

- A2 =200mm, distana dintre al doilea arbore i al treilea arbore

- A3 = 250 mm, distana dintre al treilea i ultimul arbore;

- Lmax = 1031 mm, lungimea total a reductorului.

Reductorul este cu cumulare de vitez pe treapta a doua.

20


23/63

2.9. Rolele de egalizare i ghidare:

Rolele pentru cablul de oel se execut prin turnare din font sau

oel.De asemenea se mai pot confeciona prin sudare din platband de oel.

La aceste role se deosebesc urmtoarele elemente:

a) obada care are la periferie un an corespunztor cablului

b) butucul rolei care se rotete liber pe un ax fix

c) discul circular de legtur

Raportul minim dintre diametrul de ghidare i conducere a cablului n funcie de

unghiul de nfurare trebuie s corespund relaiilor:

D/d = 25 pentru = 5 10

D = 25mm, d = 22mm D = 25*22 = 550mm

CAPITOLUL III

Alegerea motorului electric de acionare pentru mecanismul deridicare.

3.1. Alegerea preliminar a motorului electric:

- Cuplul static la arborele motorului electric la ridicarea sacinii nominale:M1[

3tf] = ][5,25376,0*35*2

45,0*)553000(*81,9

**2

*)(*Nm

i

DqQg T =+

=+

- Cuplul static la arborele motorului la coborrea sarcinii nominale:

M2[3tf] = ][97,131)76,0

12(*

35*2

45,0*)553000(*81,9)

12(*

*2

*)(*Nm

i

DqQg T =+

=+

- Turaia motorului electric pe treapta de turaie ridicat necesar pentru asigurareavitezei impuse de ridicarea sarcinii nominale:

n = min]/[35,136245,0*

35*55

*

*rot

D

iV

T

N ==

- Turaia motorului electric pe treapta de turaie cobort necesar pentru asigurarea

vitezei impuse de aezarea sarcinii nominale:

21


24/63

na = min]/[16,19845,0*

35*8

*

*rot

D

iV

T

a ==

- Calculul puterii la ridicarea sarcinii nominale pe treapta de turaie ridicat:

P1[Kw] = ][16,369550

35,1362*5,253

9550

*1 KwnM

==

- Calculul puterii la coborrea sarcinii nominale pe treapta de turaie cobort:

P2 = ][74,29550

16,198*97,131

9550

*2Kw

nMa

==

3.2. Alegerea motorului electric:

Se alege un motor electric de tip MAP 6126/12/24 cu trei trepte de turaie, cu

rotor n scurtcircuit avnd trei nfurri statorice distincte n conexiuni stea,

parametrii fiind indicai n urmtorul tabel:

Parametrii motorului electric Treapta I Treapta II Treapta I I INumrul de poli 24 12 16Puterea nominal PN[ Kw] 5 16 32Turaia nominal [rot / min] 200 425 910Curentul nominal IN [A] 51 59 70Curentul de pornire Ip[A] 75 150 340Cuplul critic Mk [Nm] 600 700 850Cuplul de pornire Mp[Nm] 600 680 730Randamentul nominal N [%] 34 66 79Factorul de putere cos 0,44 0,62 0,88Durata relativ de acionare DA[%] 15 25 40Momentul de volant GD* [Nmz] 70 70 70Tensiunea nominal Un[V] 380 380 380Conexiuni statorice

Gradul de protec ie IP56

TABELUL NR.1 : Parametrii motorului electric

3.3. Caracteristicile mecanice n = f (M):

Se calculeaz cuplul nominal al motorului pentru treapta a III-a de turaie i

se compar cu momentul static M1.

22


25/63

MN = 9550* ][82,335910

32*9550 Nm

P

N

N ==

Trebuie ndeplinit condiia:

MN > Mi

335,82[Nm] > 253, 5[Nm], deci condiia este ndeplinit.

Alunecarea nominal:

Sn =o

No

n

nn unde n0 = turaia de sincronism

n0 = min]/[10003

50*60*60rot

p

f== unde

p = numrul de perechi de poli: p=3

SN = 09,01000

9101000 =

Alunecarea critic:

SK= SN 43,0)153,253,2(*09,0)1( 22 =+=+ MM

53,282,335

850===

N

K

MM

M

Expresia analitic a caracteristicii mecanice naturale a motorului electric asincron

este de forma: MS

S

S

SM

K

K

K

+= 2

, unde

- M = cuplul dezvoltat de motor la arbore;

- MK= cuplul critic al motorului electric;

- S = alunecarea corespunztoare cuplului M;

- SK= alunecarea critic a motorului electric.

n1 = n0 (1-S); S = 0; M = 0; n = n0 (1-S) = 1000[rot/min]

Pentru S = SN = 0,09 se calculeaz cuplul motorului M:

M =][88,340

09,0

43,0

43,0

09,0850*22

Nm

S

S

S

S

M

K

K

K =

+

=

+

n = n0 (1-S) = 1000 (1-0,09) = 910[rot/min].

Pentru S = 0,5 => n = 1000 (1-0,5) = 500[rot/min]

23


26/63

M =][42,840

5,0

43,0

43,0

5,0850*2

Nm=

+

Pentru S = 0,8 => n = 1000 (1-0,8) = 200[rot/min]

M=][93,708

8,0

43,0

43,0

8,0850*2 Nm=+

Datele obinute sunt prezentate centralizat n tabel.

Se traseaz caracteristica mecanic natural.

Pentru treapta a II-a de turaie se obin urmtoarele caracteristici:

MN = 9550*][59,359

425

16*9550 Nm

P

N

N ==

n0 = min]/[5006

50*60*60rot

p

f==

94,152,359

700===

N

K

MM

M

SK= SN2 54,0)194,194,1(15,0)1( 2 =+=+ MM

SN2 = 15,0500

425500

0

0 =

=

n

nn N

Folosind relaiile:

M =S

S

S

S

M

K

K

K

+

2

si n = n0 (1-S), rezult tabelul nr. 3 i caracteristica natural mecanic 2.

Pentru treapta I de turaie:

MN = 9550* ][75,238200

5*9550 Nm

P

N

N ==

SN1 =0

0

n

nn N

- Turaia de sincronism: n0= (60 * f) / p = (60 * 50) / 12 = 250[rot/min]

- Alunecarea nominal : SN1 = 2,0250

200250

0

0 =

=

n

nn N

- Coeficientul de suprasarcin sau supraincrcare 1N :

51,275,238/600/1 === NKiN MM

- Alunecarea critic:

24


27/63

SK= SN2 96,0)151,251,2(2,0)1( 2121 =+=+ NN

M =S

S

S

S

M

K

K

K

+

2

si n = n0 (1-S), rezult tabelul 4 i caracteristica mecanic natural pentru

treapta I de vitez.

TABELUL NR.2: caracteristica mecanic natural pentru treapta a III-a de turaie

S [%] 0 910 10 20 43 50 60 70 80 90 100

n ro t/m in 1000 910 900 800 570 500 400 300 200 100 0

M [N m ] 0 340 375 650 850 840,4 804,9 758,1 708,9 661,2 616,9

TABELUL NR. 3: caracteristica mecanic natural pentru treapta a II-a de turaie

S [%] 0 10 15 20 30 40 54 60 70 80 90 100

n rot/m in 500 450 425 400 350 300 230 200 150 100 50 0

M [N m ] 0 250,6 359,5 455,9 594,4 669,6 700 696,1 667 649 ,8 617 ,.8 585

TABELUL NR. 4: caracteristica mecanic natural pentru treapta a I-a de turaieS [%] 0 10 20 30 40 50 60 70 80 96 100

n rot /m in 250 225 200 175 150 125 100 75 50 10 0

M [N m ] 0 123,6 238,7 341,6 426 491,8 540,5 571,2 590,2 600 599,.7

25


28/63

Figura nr. 2 Caracteristicile mecanice n = f (M)

26


29/63

CAPITOLUL IV

Calculul diagramei de sarcin pentru mecanismul de ridicare-

coborre

4.1. Ridicarea sarcinii nominale:

Momentul de volant echivalent raportat la arborele motorului electric se obine

folosind relaia:

Jm= ][)(22 Nms

Vm

n

n

Jm

+ , unde:

Jm - momentul de inerie al rotorului motorului;

n - viteza unghiular nominal [rad/s];

Vn - viteza liniar a corpului n micare de translaie [m/s];

- coeficientul a crui valoare depinde de i (raportul de transmisie al

reductorului);

m - masa corpului.

Pentru mecanisme cu i > 25, = 1,1 la 1,3; alegem

= 1,2 - cuplul dinamic de accelerare:M1p = Mp - M1 = 326,498 [Nm]

- timpul de accelerare (pornire):

t1a = (GDe / 375)(n1 / M1d), unde:

GDe = GDM +4g(QN+q)(VN/2nN)2 =88,858[Nm2]

GDe= momentul de volant echivalent

t l a = (n1*GDe)/ (375*M1d) = 1,045 [s]

n1 = 1440 se citete din caracteristica mecanic natural pentru M1 = 233,4[Nm]- pierderile constante ale motorului:

PK=

2

]1)1

[( N

NP = 2,444[Kw]

- cuplul de frnare determinat de pierderile constante ale motorului:

MfM = 9550 (PK / n1), MfM = 16,211

[Nm]

27


30/63

- cuplul de frnare rezistent total:

M1f=M1 + M f+MfM

M1f = 719,713 [Nm]

Mf = momentul de frnare introdus la aciunea frnei electromagnetice de tip TMT - 62

- timpul de frnare la ridicarea sarcinii nominale n cazul decuplrii motorului de la

reea:

t1f = (GDe / 375)*(n1 / M1f) = 0,474 [s]

- viteza de regim staionar la ridicarea sarcinii

nominale: V1 = ( DT n1) / i = 58,164 [m / min]

- nalimea parcurs de sarcin la pornire i

frnare: H1 = V1(t1a+t1f)/2*60 = 0,736[m]

- timpul de ridicare a sarcinii n regim

staionar:

t1S = (H-H1)*60/V1 = 19,872[s]

- curentul absorbit de motor:

I1 = I 1 N * (M1 / MN) = 64,703 [A]

4.2. Coborrea cu frnare a sarcinii nominale:

Considerm maina funcionnd pe poriunea liniar a caracteristicilor statice

naturale n = f (M), valabil n cazul sarcinilor aflate in limitele admise de puterea

motorului, turaia de la care ncepe frnarea cu recuperare de energie va fi:

ne = n2 = n0 + (n0-nS)

Deci:

n2 = 2 n0 - nS = 2* 1500 - 1485 = 1515 [rot/min]ns = 1485 [rot / min] se obine din caracteristica mecanic natural corespunztoare

cuplului M = 131,821 [Nm]

- curentul debitat de main n regim de frnare cu recuperare de energie

corespunztor cuplului M va fi:

I2 = I 1 N * (M2 / MN) = 33,645 [A]

28


31/63

- timpul de accelerare de la turaia no = 0 la n = n 2 la coborrea sarcinii

nominale n regim de frnare cu recuperare de energie este:

t2a = (GDe / 375 )* (n2/ (Mp+ M2) unde:

n2 = turaia de la care ncepe frnarea

Mp = cuplul de pornire

GDe = momentul de volant echivalent

M2 = cuplul static la axul motoruiui la coborrea sarcinii

nominale t2a = 0,504 [s]

- cuplul de frnare la coborrea sarcinii cu maina decuplat de la

reea:

M2f= Mf+ MfM - M2, unde:

M2f = cuplul rezistent introdus prin frna electromagnetic

MfM = cuplul de frnare determinat de pierderile constante din motor

M2f= 334,39 [Nm]

- timpul de frnare la coborrea sarcinii cu maina decuplat de la

reea:

t2f= (GDe/ 375) * (n2 / M2f) = 1,074 [s]

- viteza de coborre a sarcinii nominale:

V2 = (3,14* DT * n2) / i, unde:

n2= turaia la care incepe frnarea

DT = diametrul tamburului

i = raportul de transmisie

V2 = (n* 0,64 * 1064) / 40 = 61,163 [m / min]

- nlimea parcurs de sarcin la acceleraie i frnare:

H2 = V2*(t2a+t2f)*0,5/60 unde:

t2a = timpul de accelerare n = 0 la n = n2

t2f= timpul de coborre a sarcinii cu maina decuplat de la reea

V2 = viteza de coborre a sarcinii

H2 = 0,804 [m]

- timpul de coborre a sarcinii n regim staionar:

t2S= (H - H2)*60/V2 = 18,831 [s]

H = nlimea de ridicare impus

29


32/63

4.3. Ridicarea crligului gol:

- Cuplul de sarcin la axul motorului:

M3 = (g*q*DT)/(2*i* 0 )unde:

q = sarcina crligului golg = acceleraia gravitaional

0 = coeficient; 0 = 0,14

M3 = 24,775 [Nm]. Pentru cuplul M3 din n = f (M) => n3 = 1495 [rot / min]

- momentul de volant echivalent raportat la arborele motorului electric:

GDeo = GDm, unde:

=1,1 1,3

GDm= momentul de volant al motoruluiGDm=l,2*70 = 84[Nm2]

- cuplul dinamic de accelerare:

M3d = Mp -, unde:

Mp = cuplul de pornire

M3= cuplul de sarcin la axul motorului la ridicarea crligului

M3d = 555,225 [Nm]

- timpul de accelerare la ridicarea crligului gol:t3a = (GDe0/375 ) * (n3/ M3d) = 0,603 [s]

- cuplul de frnare:

M3f= M3 + Mf+ MfM, unde:

Mf = cuplul rezistent introdus de frn

MfM = cuplul de frnare determinat de pierderile constante de motor

M3 = cuplul de sarcin la axul motorului

M3f = 490,986 [Nm]

- timpul de frnare la ridicarea crligului gol:

t3f= (GDeo / 375 ) * (n3 / M3f), unde:

M3f= cuplul de frnare total

GDeo = momentul de volant echivalent

t3f= 0,682 [s]

- viteza de ridicare a crligului:

V3 = (3,14* DT * n3) / i

30


33/63

V3= (71*0,45*1495) / 35 = 61,163 [m/min]

- nalimea parcurs de crligul gol la accelerare i frnare:

H3 = V3*(t3a + t3f) / 2*60 = 0,647 [m]

- timpul de ridicare a crligului gol n regim staionar:

t3S= (H - H3)*60 / V= 19,23 [s]

- curentul absorbit de motor la ridicarea crligului gol:

I3 = IN

2

3

2

)(1

)(1

S

S

S

S

K

N

K

+

+

=> I3 = 2,403[A], unde:

- SK= alunecarea critic

- S3 = alunecarea corespunzatoare cuplului de sarcin

S3 = (n0 - n3) / n0 = 0,003

M3 = 24,775[Nm]

La sarcini mici nu mai poate fi admis proporionalitatea dintre curent i cuplu.

4.4. Coborrea in for a crligului gol- cuplul de sarcin la arborele motorului electric

M4 =

i

Dq T

*2

)12(***81,90

=> M4 = 17,838[Nm]

0 = coeficientul calculat la paragraful anterior

Cuplului de sarcina M4 i corespunde turaia n4 = 1496 [rot/min] din caracteristica

mecanic natural n = f (M).

- cuplul dinamic de accelerare:

M4d = MP - M4, unde: M4 = cuplul de pornire

M4d = 562,162 [Nm]

Semnul minus indic necesitatea coborrii n for a crligului gol.

- timpul de accelerare la coborrea crligului gol:

t4a = (GDeo / 375) * (n 4 / M4d)

t4a = 0,596 [s]

- cuplul de frnare total:

M4f = M4+M fM +M f

31


34/63

M4f= 484,05 [Nm]

- timpul de frnare la coborrea crligului gol n cazul deconectrii motorului de la

reea:

t4f=(GDeo/375)*(n4/M4f)

t4f = 0,692 [s]

- viteza de coborre a crligului gol:

V4=(* DT* n4)/ i

V4= (3,14*0,45*1496)/35 = 60,396[m/min]

- nlimea parcursa de crligul gol la accelerare i frnare:

H4 = V4*(t4a+t4f) = 60,496*60*(0,596 + 0,692) = 0,648 [m]

- timpul de coborre a crligului gol n regim staionar:

t4S = (H -H4)*60 = 19,225 [s]

- curentul absorbit de motor la ridicarea crligului gol:

I4 = I1N2

4

2

)(1

)(1

S

S

S

S

K

N

K

+

+

= 1,922[A]

S4 = alunecarea corespunztoare a cuplului M4, S4 = 0,002.

Centralizm datele n tabelul urmtor:TABELUL Nr. 5 Regimul de lucru

32


35/63

4.5. Verificarea motorului ales din punct de vedere al productivitii:

- durata unui ciclu:

t1 = t1 a + t1s + t l f = 21,391 [s]

t2 = t2a + t2s + t2f= 20,409 [s]

t3 = t3a + t3s + t3f= 20,515 [s]

t4 = t4a + t4s + t4f= 20,513 [s]

A = t1 + t2 + t3 + t4 = 82,827 [s]

Folosind datele din tabel se obine:

B = to1 + to2 + to3 + to4 = 160[s]

tC = A + B = 242,827

- numrul de cicluri ntr-o or:

ZC = 3600/ tC = 3600/242,827 = 14,825 [cicluri / h]

ZC > Z, Z = 12[cicluri/h]

33

REGIM DE LUCRU CURENT (A) TIMP (s)Ridicarea sarcinii nominale

Accelerare IP = 410 t1a=1,045Regim staionar I1 =64,703 t1S=19,872Frnare - t1 f =0,474

Deplasarea pe orizontal a sarcinii - to1 = 20Coborrea cu frnare a sarcinii nominale

Accelerare IP = 410 t2a = 0,504 Regim staionar I2 = 33,645 t2 S= 1 8 , 8 3 1Frnare - t2 f = 1 ,074Eliberarea crligului - to2 = 60

Ridicarea crligului golAccelerare IP = 410 t3a = 0,603Regim staionar I3=2,403 t3 S= 1 9 , 2 3Frnare - t3 f= 0 , 6 8 2

Deplasarea pe orizontal a crligului gol - to3 = 20Coborrea forat a crligului gol

Accelerare IP = 410 t4a= 0,596Regim staionar I4 = 1.922 t4S = 19,225Frnare - t4f=0.692Agarea sarcinii la crlig - to4 = 60


36/63

Deci motorul corespunde din punct de vedere al productivitii.

4.6. Verificarea motorului electric la nclzire:

- durata relativ de acionare real:

DAr=C

ffff

t

ttttA 100*)]([ 4321 +++=> DAr= 32,906[%]

- calculul curentului echivalent:

Ie=

SSSSaaaa

Sa

P

Sa

P

Sa

P

Sa

P

tttttttt

tItII

tItII

tItII

tItII

43214321

4

2

44

24

3

2

33

23

2

2

22

22

1

2

11

21

)(*

**)2

(**)2

(**)2

(**)2

(

+++++++

+

+

++

+

++

+

++

+

Ie = 55,21[A]

- calculul curentului nominal conectat corespunztor duratei reale de funcionare:

INC =1

**r

n

NSDA

DAI ; unde: 93,0= ; DAn = 0,4; DAr1 = 0,35; INS = 70[A] =>

=> INC = 69,595[A]

Se verific relaia :

Ie = 55,21[A] < INC = 69,595[A]

CAPITOLUL V

Calculul regimului tranzitoriu electromecanic

Pentru a regla n mod riguros timpii de acionare ai proteciilor este necesar

s determinm timpii regimului tranzitoriu de pornire i oprire ai sistemului de acionare

electric. n acest scop este necesar s determinam momentul de volant al motoruiui electric

GD2ME = 70 [Nm2] dat n caracteristicile motorului.

5.1. Determinarea momentului de volant al sistemului de acionare electric al

mecanismului de ridicare - coborre crlig:

Acionrile navale au un moment de volant de:

GD2Mact = (2 5) GD2ME

34


37/63

GD2Mact = 3*70 = 210 [Nm2]

5.2. Determinarea constantei de timp pentru cele trei trepte de vitez:

Treapta I

Tact = ][233,0600

250*

375

210*

3751

2

SM

nGD

KI

oact ==

n0 = turaia de sincronism pe treapta I

MKI= cuplu maxim pe treapta I al motorului, no = 250 [rot / min] ; MKI = 600 [Nm]

Treapta II

Tact = ][4,0700

500*375

210*375

0

2

SM

nGD

KII

IIact

==

n0II = turaia de sincronism pe treapta II

MKII = cuplul maxim pe treapta a II-a al motorului

noII = 500 [rot/min]; MKII = 700 [Nm]

Treapta III

Tact = ][65,0850

1000*

375

210*

375

2

SM

nGD

KIII

oIIIact ==

noIII = turaia de sincronism pe treapta III

MKIII = cuplul maxim pe treapta a III-a al motorului

noIII = 1000 [rot/min]; MKIII = 850 [Nm]

5.3. Determinarea timpilor de pornire:

TP = )1

2

1(*

2

2

N

K

K

Nact

SS

S

ST+

Treapta I

TPI = ][23,0)2,0

196,0

96,0*2

2,01(*

2

233,0 2S=+

Treapta II

TPII = ][38,0)09,0

143,0

43,0*2

09,01(*

2

4,0 2S=+

Treapta III

35


38/63

TPIII = ][71,0)09,0

143,0

43,0*2

09,01(*

2

65,0 2S=+

5.4. Calculul timpilor de frnare:

Tf= )*345,075,0

(2 KK

act SS

T+

Treapta I

Tf1 = ][12,0)96,0*345,096,0

75,0(

2

233,0S=+

Treapta II

Tf2 = ][31,0)54,0*345,054,0 75,0(24,0S=+

Treapta III

Tf3 = ][61,0)43,0*345,043,0

75,0(

2

65,0S=+

CAPITOLUL VI

Stabilirea schemei electrice a sistemului de acionare a instalaiei de

ridicare coborre sarcin

6.1. Date tehnice:

Echipamentul este destinat unui vinci de marf prevzut cu motor cu trei trepte de

vitez avnd bobinaje pentru fiecare treapt de vitez.

Instalaia electric de for a macaralei se alimenteaz cu curent alternativ 380 V / 50 Hz.

36


39/63

Am ales schema de acionare electric prezentat n figura nr.l, schem ce

asigur urmtorul algoritm funcional:

a) pornirea motorului : pe treapta I,II,III;

b) pornirea motorului pe treapta a III-a de vitez cu trecere ulterioar pe

treapta I s i a II-a de vitez la trecerea controlerului brusc din poziia "0" in poziia III-

a;

c) reversibilitatea motorului electric de acionare m;

d) frnarea mecanic cu ajutorul frnei electomagnetice;

e) frnarea electric (frnarea suprasincron sau cu recuperare de energie);

f) proteciile motorului electric de acionare:

- protecia de scurtcircuit a circuitului de for realizat cu ntreruptor automat T.P.D.

- protecia la suprasarcin a motorului electric realizat cu releele termice 1et,2et,3et .

6.2. Elementele componente ale schemei:

m - motor electric de acionare;

A ntreruptor automat;

B1,B2 limitatoare de sarcin;

B3 limitator;

C1,C2 contactoare de sens;

C3,C4,C5 contactoare pentru treapta de vitez mic,medie, mare;

C6 contactor de frn;

D punte redresoare;

D1 redresor;

F frn electric;

K0 K14 - contactele controlerului de comand;

R1,R2 rezistene de limitare;

R3 rezisten reglabil de limitare a curentului prin bobina frnei F;

R4 R11 rezistene la ncalzire;

RC grup protecie punte redresoare;

R12,C1 grup protecie diode n1;

d1,d2 relee temporizate de accelerare;

d3 releu temporizat intermediar;

37


40/63

d4 releu temporizat de tensiune mic;

d5,d6 relee temporizate de frnare;

d7 releu temporizat de accelerare n treapta a III-a de turaie;

d8 releu de curent ale crui contacte unteaz rezistena de limitare a bobinei frnei in

perioada de eliberare a frnei;

et1, et2 , et3, et4, et5 relee termice;

6.3. Principiul de funcionare al schemei:

Se cupleaz ntreruptorul automat din T.P.D.

Controlerul fiind in poziia "0" contactele Controlerul se afl pe poziia 0:

contactele controlerului K3 [1], K7 [6], K8 [7], K14 [16] sunt nchise. n acest moment

schema de comand n c.a. nu este alimentat. Prin punea redresoarelor n se alimenteaz

in c.c. partea de comand cu relee. Sunt alimentate bobinele releelor: d2 care i nchide

contactul din linia [6] i l deschide pe cel din linia [8]; d1 care i deschide contactul din

linia [9] i il nchide pe cel din linia [8]; d3 i deschide contactul din linia [5] i l nchide

pe cel din linia [17], [12-13]; d4 i nchide contactul din linia [2] untnd contactul

controlerului K3; d7 i inchide contactul din linia [17], [10-9], permind alimentarea

releului d4 i i deschide contactul din linia [10].

Se comut controlerul pe poziia 1 (VIRA): n acest caz se nchid contactele

controlerului K7 [6], K8 [7], K14 [16]; odat cu nchiderea acestor contacte K6 [3], B1 ,

C2 , [3] se alimenteaz bobina contactorului de sens (VIRA) C1 [3]; contactorul C1 i

nchide contactele din liniile [9-10], [3] i i deschide contactele din linia [4] (contact de

interblocare) i din linia [13] ntrerupnd alimentarea bobinei releului d1; releul d1 i

nchide temporizat contactul din linia [9], i l deschide pe cel din linia [7]; este pus sub

tensiune bobina contactorului de frn C6 care alimenteaz bobina frnei

electromagnetice, care alimenteaz elibernd n acelai moment frna i i deschidecontactele din linia [14] i [17].

Bobina releului d3 i pierde alimentarea i contactul din linia [5] revine la poziia

iniial cu temporizare, contactul din linia [17], [13-12] se deschide tot cu temporizare.

Bobina releului d7 i pierde alimentarea dar nu i modific poziia

contactelor deoarece C3 primete alimentarea i i nchide contactul din linia [18], releul

primind din nou alimentare.

Contactorul C3 este alimentat prin contactele K6, C1 [3], d3 [5], d2, K7 [6], d6,

38


41/63

C4 , C5 [7].Contactorul C3 i nchide contactul [18], i deschide contactele [14], [8] din

circuitul de comand i i nchide contactele din circuitul de for, motorul pornind pe

treapta I-a de vitez. Releul d4 i pstreaz alimentarea prin C3 [18], d7 , d5 , K14

[16].

La trecerea de pe poziia 1-2 sunt nchise contactele controlerului K7 [6], K10

[9], care pregtesc funcionarea pe treapta a II-a.

Se comut controlerul pe poziia 2 (VIRA).

Se nchid contactele controlerului K6 [3], K13 [5], K8 [7], K10 [9], K14

[16]. Bobina contactorului C3 i pierde alimentarea, contactul din linia [8] revine la

poziia iniial i contactorul C4 primete alimentare prin d1 , K10 [9], C3 [8], motorul

trece pe cea de a II-a treapt de turaie prin nchiderea contactului contactorului C4 din

circuitul de for.

Contactorul C4 i nchide contactul de pe linia [18] alimentnd releul d5 care

i nchide contactul de pe linia [18-17] realiznd alimentarea bobinei releului d4 n

continuare.

Releul d3 i nchide contactul ntre bornele [13-15] din linia [5-4] i contactul de

pe linia [10].

Releul d7 la trecerea pe cea de-a doua treapt de turaie i pierde

alimentarea i i deschide contactul de pe linia [17], [10-9], i i nchide contactul

de pe linia [10] pregtind astfel alimentarea bobinei contactorului C5.

La trecerea de pe poziia 2-3 a controlerului sunt nchise contactele K10 [9],

K12[11] care realizeaz aceasta trecere intermediar.

Se comut controlerul pe poziia 3 (VIRA).

Se nchid contactele controlerului: K6 [3], K13 [5], K8 [7], K12 [11]. Bobina

contactorului C4 i pierde alimentarea i astfel bobina contactorului C5 primete

alimentare prin d1 [9], C4 [9-11], K12 [11], d7 ,d5 , C4 [10], C3 [8]. Contactorul C4

i deschide contactele [5], [18,] i nchide contactul [7], [10] i i nchide contactele de

for.

Contactorul C5 i nchide contactul [19] alimentnd releul d6 care i nchide

contactul din linia [18-19] care pstreaz alimentarea releului d5 i contactele din

circuitul de for se nchid pe treapta a III-a de turaie.

La trecerea lent a controlerului de pe poziia 3 pe poziia 0 procesul se

deruleaz n ordine invers.

39


42/63

Trecerea brusc a controlerului de pe poziia 0 pe poziia 3.

Controlerul se afl pe poziia 0 (VIRA)

Sunt alimentate releele d1, d2, d3, d4, d7 care i modifica poziia

contactelor.

Se trece brusc controlerul pe poziia 3 (VIRA).

Se nchid contactele controlerului: K6 [3], K13 [5], K8 [7], K12 [11], K14 [16].

Prin K6, B1, C2 [3] se alimenteaz bobina contactorului de sens C1 (VIRA). Acest

contactor i nchide contactele din liniile [3],[9-11]. Prin C1 [3], K13 [5] se

alimenteaz bobina contactorului de frn C6 care i deschide contactul [14] scond de

sub tensiune releul d3 care i nchide cu temporizare contactul din linia [5]. Bobina

releului d1 i pierde alimentarea prin deschiderea contactului C1 [13].

n acest moment este alimentat contactorul C4 prin: d1 [9], C1 [9-11], K12 [11],

d7 [9-10], C5, C3 [8], motorul este pornit direct pe treapta a II-a de turaie. Bobina

releul d7 i pierde alimentarea odat cu deschiderea contactului C6 [17]. Diferena

dintre temporizrile celor dou relee o constituie timpul de funcionare pe treapta a

II-a. Prin nchiderea contactului C4 [18], se alimenteaz bobina releului d5 care i

nchide contactele d5 [10], [17-18], [5-4] i deschide d5 [17].

Dup terminarea temporizrii bobina releului d7 i pierde alimentarea, se deschide

contactul d7 [10-9] i se nchide d7 [10] i alimenteaz bobina contactorului C5.

Prin nchiderea lui C5 [19] se alimenteaz releul d6 care i nchide contactul d6

[19-18] meninnd bobina releului d5 sub tensiune.

Motorul funcioneaz pe treapta a III-a de turaie.

Trecerea brusc a controlerului de pe poziia 3 pe poziia 0 (VIRA)

(frnare suprasincron).

Motorul funcioneaz pe poziia 3 (VIRA). Se nchid contactele

controlerului: K3 [1], K7 [6] si K8 [7].

Bobina contactorului de sens C1 i pierde alimentarea i contactele sale revin

la poziia iniial. Alimentarea schemei de comand n curent alternativ se pstreaz

prin contactul releului d5 [5-4]. Bobina releului d1 se alimenteaz i i nchide

contactul de pe linia [7]. Bobina contactorului C5 i pierde alimentarea i contactele

sale revin la poziia iniial, dup care prin deschiderea contactului C5 [19] bobina

releului d6 i pierde alimentarea dar contactele i pstreaz poziia pn la

terminarea temporizrii. n acest moment dup revenirea contactelor contactorului C5 se

40


43/63

alimenteaz bobina contactorului C4 prin: d2 , K7 [6], d6 [8-7], C5 [8]. Motorul

funcioneaz pe treapta a II-a cat timp releul d6 realizeaz temporizarea. Dup

terminarea temporizrii releului d6 acesta i deschide contactul d6 [7-8] i scoate de

sub tensiune bobina contactorului C4 care nchide contactul [7] i motorul trece pe

prima treapta de turaie.

Contactorul C4 i mai deschide i contactul [18] scond de sub tensiune

bobina releului d5 care i ncepe temporizarea contactelor, mai deschide contactul [5]

ntrerupnd alimentarea bobinei contactorului de frn care i nchide contactele [14],

[17] ncepnd frnarea mecanic. Dup terminarea temporizrii releului d5 schema de

comand n curent alternativ i pierde alimentarea, bobina contactorului C3 i pierde

alimentarea, bobina releului d3 primete din nou alimentare alimentnd bobina releului d7

i deschizndu-i contactul de pe linia [5].

Acionarea proteciei.

n cazul apariiei unor scurtcircuite ntreruptorul automat decupleaz imediat

alimentarea cu tensiune a schemelor de for si comand. n cazul apariiei unei

suprasarcini pe orice treapta de turaie releele termice aflate n schema de comand i

for sesizeaz i i deschid contactele [12-17] ntrerupnd alimentarea bobinei

releului d4 (prezenta tensiune) care i deschide temporizat contactul de pe linia

[2] ntrerupnd alimentarea ntregii scheme de comand i motorul este frnat

mecanic. O nou pornire este posibil numai dup anularea suprasarcinii prin apsarea

butonului de anulare a zvorrii mecanice a bimetalelor releului termic. n cazul

apariiei unor anomalii operatorul are la ndemn butonul B3 fcndu-se astfel posibil

o ntrerupere rapid fr a mai aciona controlerul. Limitatoarele B1 i B2 ntrerup

alimentarea schemei atunci cnd crligul ajunge la poziie maxim(sus) sau (jos).

41


44/63

Figura nr. 3 Schema electric de acionare a mecanismului de ridicare-coborre

42


45/63

CAPITOLUL VII

Calculul de alegere al aparatelor de comand i protecie.

7.l. Alegerea contactoarelor de vitez c3, c4, c5:

Vom folosi regimul de funcionare AC = 3 utilizat la pornirea motoarelor cu rotorul n

scurtcircuit, reversarea i oprirea n plin mers a acestora.Pentru treapta de turaie mic -

contactorul c3

IN = 51A IP=75A

51

75=

N

P

I

I][5148,1 AII Ne === >=

Aleg contactorul de curent alternativ tip T.C.A. 63 A cu urmtoarele caracteristici:

Pentru contactele principale avem:

- tensiune nominal 500V

- curent nominal 63 A

- frecvena reelei 50 Hz

- tensiunea nominal 380 V

- curent nominal 2V

- puterea absorbit de bobin: inchis 25 VA; deschis 200 VA

- tensiunea de serviciu 380 V

- durata de via mecanic 5.000.000 manevre

- durata de acionare 100%

- curent de conectare 378 A

- curent de rupere 63 A

- tensiunea de lucru 380 V

- frecvena de conectare 300 con /h

- durata de conectare 40%

Pentru contactele auxiliare avem:

- durata de via electric 1.000.000 manevre



43


46/63


- frecvena reelei 50Hz

- puterea absorbit nchis 10 VA i deschis 100 VA

- frecvena de conectare 600 con / h

- tip de protecie IP 000

- masa 155Kg.

- Contactoare de legtur:

- principale: minim lOmm2; maxim 16mm2

- auxiliare: minim l mm'; maxim 2,5 mm"

Pentru treapta de turaie medie - contactorul c4:

IN = 59A IP=150A

][595,259

150AII

I

INe

N

P === >==

Aleg contactor de curent alternativ tip T.G.A. 63 A cu aceleai caracteristici

prezentate precedent.

Pentru treapta de turaie mare - contactorul c5:

86,470

340==

N

P

I

I

IN = 70[A]

IN = 70 A IP = 340A IP / IN < 6

Aleg contactor de curent alternativ tip T.C.A. 125 A cu urmtoarele caracteristici:



- frecvena relelei 50 Hz


- curent nominal 2A


- tensiunea de serviciu 380 V

- durata de via mecanic 5.000.000 manevre, durata de acionare 100%

Pentru contactele principale avem:


44


47/63



- durata de conectare 40%

Pentru contactele auxiliare avem:

- durata de via electric l .000.000 manevre






- masa 5,2 Kg.

- principale minim 16 mm2 ; maxim 25 mm2

- auxiliare minim l mm2; maxim 2,5 mm2

Conform STAS 4479 -67.

Contactoare de legtur:

][7086,470340 AIII

INe

N

P=== >==

7.2. Alegerea contactoarelor de sens c1 i c2:

Se aleg n funcie de curentul nominal al motorului i de curentul de pornire la cea

mai mare putere util la arbore.

n cazul nostru se aleg pentru treapta a III - a:

IN=70A IP = 340A IP/IN== => curentul echivalent de alegere este egal cu

curentul nominal pe treapta a III - a

Aleg pentru c1 i c2 contactorii de curent alternativ tip T.O.A. 125 A

urmtoarele caracteristici:

Pentru contactele principale:

- tensiunea nominal UN = 500 V;

45


48/63

- curentul nominal: IN = 125 A;

- frecvena reelei: f = 50 Hz;

- curentul de conectare: 660 A;

- curentul de rupere: 125 A;

- frecvena conectrilor: 125 conectri / or;

- durata de conectare: 40%;

- durata de via mecanic 5.000.000 manevre;

Pentru contactele auxiliare:

- tensiunea de lucru: 380 V;

- curentul de conectare: 18 A;

- curentul de rupere: 2 A;

- durata de via mecanic: 1.000.000 manevre;

Bobina contactorului:

- tensiunea de serviciu: 380 V;

- frecvena reelei: 50 HZ;

- puterea absorbit: nchis 100 VA i deschis 750 VA;

- tipul de protecie: IP000;

- diametrul conductoarelor de legtur:

pentru contactele principale, min. 16 mm2 max. 25 mm2

pentru contactele auxiliare, min. 1 mm2 max. 2,5mm2;

- puterea motorului acionat: 55 KW.

7.3. Alegerea contactorului de frn C6:

Curentul mediu absorbit de frn este IF = 6 A pentru frn ncorporat tip T.M.T. -4.

Curent de conectare Ic = 8,4 A.

Alegem contactor de curent alternativ tip T.C.A. - 10 cu urmtoarele caracteristici:- tensiune nominal 500V contacte principale

- curent nominal l0 A

- tensiunea nominal 380 V contacte auxiliare

- curent nominal 6A


- durata de via mecanic l .000.000 manevre

- durata de acionare 100%

46


49/63


- curent de rupere 0,35 A


- masa 0,58 Kg.

conductoare de legtur: auxiliare minim l mm2; maxim 2,5 mm2

7.4. Alegerea releeului intermediar d3:

Este destinat realizrii diferitelor conexiuni n schema de comand n cazul n care

contactele auxiliare ale contactelor principale sunt suficiente la numr.

Se aleg n funcie de tensiunea de alimentare a schemei de comand i de curentul prin

contactele acestora. Pentru d3 alegem releu intermediar de curent alternativ tip R13 cu

urmtoarele caracteristici:

- tensiunea de serviciu 12, 24,48,110, 220, 380 V 50Hz;

- frecvena reelei 50 Hz;

- puterea absorbit: nchis 16 VA; deschis 30 VA;

- durata de viat mecanic l .000.000 manevre ;

- durata de conectare 100%;

- curent de conectare 5 A;

- curent de deconectare 5 A;

- tip de protecie IP 000;

- masa 0,7 Kg;

- factorul de putere cos 0,5;

7.5. Alegerea releului de tip d7:Acestea realizeaz trecerea temporizat pe treapta a III-a

Timpii de acionare sunt reglai la valorile calculate la regimul tranzitoriu

electromagnetic.

Se aleg n funcie de tensiunea de alimentare a schemei de comand, de timpii de

acionare cerui i de curentul prin contacte:

Pentru releul d7:UN = 380V

47


50/63

Curentul cerut de contactorul c4: ][8,0cos3/ AUSI ==

Alegem releul temporizat la acionarea de tip Rl 3T cu caracteristicile:

- tensiunea de serviciu: 12, 24, 48,110,125, 220, 380, 500 V;

- frecvena de serviciu 50 Hz;- puterea absorbit: deschis - 30 VA; inchis - 16 VA;

- durata de viat mecanic l .000.000 manevre;

- durata de viat electric l .000.000 manevre;


- curentul de conectare 20 A;

- curentul de deconectare 5 A;

- tensiunea de lucru 220 V;- frecvena de conectare 1 200 con / h;


- tipul de protecie IP 300;

- poziia de funcionare vertical;

- masa 1Kg;

7.6. Alegerea releului minimal de tensiune d4:

Se utilizeaz pentru protecia instalaiilor electrice, acionnd cnd mrimea controlat

scade sub valoarea minim. Pentru o tensiune a relaiei de 380 V valoarea minim acceptat

este de 320 V. Am ales releul minimal de tensiune RT 2 cu urmtoarele caracteristici:

- tensiunea de serviciu: 320V;

- frecvena reelei 50 Hz;

- puterea absorbit: 2 VA;

- durata de via mecanic 500 manevre;

- durata de via electric 500 manevre;


- curentul de conectare 1A;

- curentul de deconectare l A;

- tensiunea de lucru 220;

- frecvena de conectare 1200 con/h ;


48


51/63

- timpul de acionare 150 ms la 0,8 U reglat;


- poziia de funcionare vertical ;

- masa l,5Kg.

7.7. Alegerea controlerului de comand:

Pentru realizarea celor 6 regimuri de funcionare este necesar un controler cu 3-0-3

poziii i cel puin 5 contacte cu diagrama prezentat n schema de comand.

Curentul prin contacte are o valoare maxim de 1,5 A.

Tensiunea nominal a controlerului este de 380 V. Am ales pentru comanda

motorului un controler pentru circuite auxiliare curent alternativ cu urmtoarea diagram a

contactelor:

TABELUL Nr.6 Diagrama contactelor

Poziia de acionareStnga 0 Dreapta

3 2 1 1 2 3Poziia contactelor

X

X X X X X X

. X X XX X XX X X XX X

Controlerul este de tip CM 3 cu 3-0-3 poziii cu urmtoarele caracteristici:

- tensiunea nominal: 500 V;

- curentul nominal l0 A;

- durata de via mecanic 1.000.000 manevre;

- durata de via electric 100.000 manevre;

- factorul de putere 0,8 - 0,2;

- curentul de conectare l0 -6 A ;

- curentul de deconectare l0 - 6 A ;

- tensiunea de lucru 500 V;

- frecvena de conectare 600 con / h ;

- factorul de putere cos 0,8 - 0,2 ;

49


52/63

- curentul de conectare 12,5 - 7,5 A;

- curentul de deconectare 12,5 - 7,5 A;


- conductoare de legtur minim l mm

2

; maxim 2,5 mm

2

- masa 21 Kg.

7.8. Alegerea siguranelor fuzibile:

Sunt folosite prontru protecia circuitului de comand.

Se dimensioneaz n funcie de curentul maxim absorbit pe cele trei trepte de

funcionare de ctre aparatele de comutaie.

Pentru treapta a III-a funcioneaz:

Iabsorbit= Idl+Id8+Id3+Ic2+Ic5+Ic7=2,002+0,25+0,25+0,8+0,8+0,8=3A

Alegem sigurane fuzibile cod 4001 de 6A / 380 V.

Curentul nominal termic 6 A.

Curentul maxim la 380 V; 25 A

7.9. Alegerea ntreruptorului automat:

Se face n funcie de curentul maxim cerut de cele trei scheme pe care le

aliniaz: I max c = 70+5+2(39+5)= 163 A

I max c = I ridicare + I basculare + I rotire.

Curentul nominal al ntreruptorului automat este cel mai mare curent aproximativ n

valori efective sub care ntrerupatorul automat poate funciona n regim permanent fr calimitele admisibile de nclzire s fie depite.

Curentul de rupere al ntreruptorului automat este cel mai mare curent de scurtcircuit

pe care ntreruptorul l poate rupe n condiii normale.

Curentul de nchidere al unui ntreruptor automat se exprim prin curentul pe care

acest ntreruptor l poate stabili sub o tensiune dat n condiii de exploatare prescrise.

Pentru curentul maxim cerut, de 163 A, alegem un ntrerupator automat tip USOL 250

A cu urmtoarele caracteristici:

50


53/63




- curent nominal 6A

Capacitatea de rupere a contactelor auxiliare:


- curent de conectare 22,5 A

- curent de deconectare 7,5 A

- factorul de putere cos 0,35


Capacitatea de rupere a contactelor principale:


- curent de serviciu 250 A

- curent de conectare 20.000 A

- curent de deconectare 10.000 A

- factorul de putere cos 0,3

- timp de rupere 10-15 secunde

Cabluri de legtur la borne:

- contacte principale minim 50 mm2; max 120 mm2

- contacte auxiliare minim 0,75 mm2; max l ,5 mm2

- tensiunea de serviciu a releelor de minim tensiune 380V

- limitele de reglaj a releelor termice la 45 0,8 l Is.

7.10. Alegerea releelor termice:

Releele termice cu bimetal se utilizeaz pentru protecia motoarelor electricempotriva suprasarcinilor. Nu acioneaz imediat ce curentul crete ci dup o anumit

perioad de timp invers proporional cu curentul. Se folosesc pentru protecia

instalaiilor complexe de automatizare.

Pentru treapta I releul termic 1et :

IN = 51 A

Alegem releul termic TSA 63, Irt = 0,35 INT Irt = curentul limit reglat termic

INT = curent nominal al releului termic

51


54/63

Pentru treapta a II-a releul termic 2et:

IN = 59 A

Alegem releul termic TSA 63, Irt = 0,9 INT

Pentru treapta a III-a releul termic 3et:

IN = 70 A

Alegem releul termic TSAW 400, ISERVICIU = 80 A

Irt = 0,9ISERVICIU = 72A

CAPITOLUL VIII

Tehnologia ntreinerii i reparrii sistemului de acionare electric

8.1. Reparaii i revizii:

Pentru a preveni uzura i a asigura o durat mai mare de serviciu, mainile i

echipamentele electrice sunt supuse sistemului de control i reparaii planificate.

Repararea echipamentelor electrice se poate efectua dup urmtorul sistem:

- Sistemul de reparaii executate dup necesitate const n efectuarea lucrrilor de

reparaii a mainilor i echipamentelor electrice atunci cnd acestea ajung n starea n

care nu mai pot fi meninute n exploatare. Are dezavantajul c permite ieirea brusc

din exploatare a mainilor electrice.

- Sistemul de reparaii cu planificare rigid consta n scoaterea obligatorie din

funciune a mainilor electrice pentru executarea reparaiilor la anumite perioade stabilite

indiferent de starea tehnic, precum i repararea sau nlocuirea pieselor, ansamblelor

stabilite n funcie de normele de uzur specifice mainilor electrice ce lucreaz n instalaia

respectiv. Acest sistem este simplu att n ceea ce privete organizarea ct i ca pregtire i

planificare a lucrrilor de reparaii. Este dezavantajos pentru c se nlocuiesc i elemente

care nu ar trebui nlocuite fcndu-se astfel risipa de materiale.

52


55/63

- Sistemul de reparaii executate dup controlul strii mainii electrice se bazeaz pe

rezultatele controlului periodic a strii mainii electrice n timpul exploatrii. La acest

sistem, nu se planific reparaiile ci numai controlul strii i funcionarii echipamentului.

Dac la control se constat o uzur avansat a acestuia ce are ca efect scoaterea din

funciune a utilajului atunci se recurge la executarea reparaiei respective. Pe baza datelor de

control se planific volumul, durata reparaiei, se pregtesc piesele de schimb i materialele

necesare.

Sistemul preventiv de reparaii periodice planificate se caracterizeaz prin faptul c

reparaiile se execut planificat dup un anumit numr de ore de funcionare a mainilor

electrice. Acest numr de ore se stabilete pentru frecvena mainilor electrice, a fiecrui

utilaj din instalaie n raport cu condiiile n care funcioneaz i pe baza studiului amnunit

al alegerii diferitelor piese sau subansamble. Acest sistem admite modificarea continu a

normelor de reparaii n raport cu rezultatele controlului planificat.

n prezent, ntreinerea i repararea mainilor electrice se face dup urmtoarele

sisteme adaptate la o nav:

-sistemul de revizii tehnice RT;

-reparaii curente de gradul I-RCl i IIRC 2;

- reparaii capitale;

Reviziile tehnice constau n operaiile ce se execut de regul naintea unei operaii

planificate, n scopul determinrii strii tehnice a mainii i echipamentului, precum i

operaiile ce urmeaz a se executa cu ocazia primei reparaii planificate pentru a se asigura

n continuare funcionarea normal a mainii i echipamentului, i se execut de regul, n

timpul opririlor de scurt durat a utilajului acionat. n timpul acestor revizii se curat

prile accesibile ale mainilor, aparatelor, prin nlturarea prafului cu un aspirator sau prin

suflarea cu aer comprimat uscat (max. 2 atm.),se nlocuiesc periile uzate cu altele noi, se

verific funcionarea port-periilor, uzura lagrelor, se execut ungerea lor.De obicei, n timpul acestor revizii se execut simultan i ncercrile mainilor:

- msurarea rezistentei de izolaie;

- msurarea rigiditii dielectrice a izolaiei mainilor;

- msurarea btilor la ax, etc. i se nltur defeciunile constatate;

Reparaiile curente RC1 si RC2 asigur meninerea n perfect stare de funcionare a

echipamentului electric i const n interveniile ce se execut periodic,planificate n

53


56/63

scopul nlturrii uzurii sau a unor deteriorri survenite n exploatare, recondiionarea i

nlocuirea unor pri de subansamble uzate.

RC1 const n executarea demontrii pariale a mainii electrice la locul de

dispunere, se nlocuiesc piesele uzate i se nltur defeciunile mici. Se face verificarea

cutiei de borne (nlocuirea uruburilor, papucilor uzai). Se verific uzura periilor

(nlocuirea periilor uzate i ajustarea). Se verific colectorul (lefuirea i curarea cu

crp cu alcool tehnic). Se verific starea izolaiei nfurrii ntre ele i faa de main,

recondiionarea n locurile deteriorate sau slbite. Se vopsete maina electric i se ung

lagrele.

RC2 necesit demontri pariale sau totale ale mainii electrice. Se execut toate

operaiile de Ia RC1 i n plus: verificri i reparaii mrunte la mecanismul pentru

apsarea periilor pe colectoarele mainilor electrice, curire

112665882 Proiectarea Instalatiei de Incarcare Descarcare

Documents

Transcript of 112665882 Proiectarea Instalatiei de Incarcare Descarcare