Proiect Herlea 2011

5/6/2018 Proiect Herlea 2011 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-herlea-2011 1/54

UNIVERSITATEA "Lucian Blaga" SIBIU

Facultatea de Inginerie ’’Hermann Oberth ‘‘

Specializarea ELECTROMECANICĂ

STAND PENTRU STUDIUL PERFORMANŢELOR FUNCŢIONALE ALE MECANISMELOR DE DIRECŢIE

ACŢIONATE ELECTRIC

Coordonator: Absolvent:Prof. Dr. Ing. Barbu Ştefan Herlea Ilie-Gheorghe

2011

1



Subsemnatul , Herlea Gheorghe, declar pe proprie răspundere că lucrarea de faţă este rezultatul muncii mele,

pe baza cercetărilor mele şi pe baza informaţiilor obţinute din surse care au fost citate şi indicate, conform

normelor etice, în note şi în bibliografie. Declar că lucrarea nu a mai fost prezentată sub această formă la nici

o instituţie de învăţământ superior în vederea obţinerii unui grad sau titlu ştiinţific ori didactic.

Semnătura autorului,

2



CAPITOLUL I

INTRODUCERE

1.1 Obiectivul lucrării

Studiul asupra performanţelor funcţionale asupra mecanismelor de direcţie acţionate electric.

Standul este folosit pentru studiul cinematic al transmisiilor cu roţi dinţate. Am urmărit determinareaexperimentală a vitezei de deplasare între două puncte, precizia de deplasare şi poziţionarea. Prezenţa

senzorilor facilitează schimbarea vitezei de deplasare a curelei şi oprirea mesei deplasabile într-un anumit

punct. Rezultatele obţinute sunt comparate ulterior cu cele teoretice.

Automatizarea se referă la posibilitatea modificării vitezei curelei între anumite puncte şi prin acest sistem se

poate realiza o deplasare cu viteză variabilă. Comanda pentru modificarea turaţie sistemului de acţionare este

dată de un sistem de automatizare, care transmite motorului electric efectuarea unor mişcări de lucru necesare

sistemului de transmitere a mişcării de direcţie printr-o curea dinţată.

Am ales această temă pentru a arăta funcţionalitatea transmisiei printr-o curea dinţată comandată de o

instalaţie electrică de automatizare, mişcarea indicatorului fiind urmărită de trei senzori inductivi între

punctele A-B (apropiere rapidă), B-C (mişcare tehnologică) şi C-A (retragere rapidă).

Standul care simulează această mişcare este format din următoarele părţi:

- Actuatorul - format din motorul electric cu game de turaţii între 60 - 80 rot/min, puterea motorului

fiind de 0.2 kw- in curent continuu la a tensiune de alimentare de 12 V. Reductorul mecanic fiind

compus din melc, roata melcată, cuplajul electric si transmisia cu curea dinţată.

- Partea de comandă – formată din senzori inductivi, PLC, surse de alimentare pentru motor şi PLC,

punte redresoare, siguranţe automate, patru contactori, două butoane de start şi un buton de stop.

3



1.2 Transportoare cu curea dinţată

a Destinaţie:

Sunt destinate pentru transportul încărcăturilor în vrac şi bucată cu bucată în plan orizontal, în plan înclinat şiuneori chiar şi în plan vertical.

În funcţie de construcţia podinei se deosebesc:

- Transportoare cu plăci,

- Transportoare cu raclete,

- Transportoare cu balansiere,

- Transportoare cu poliţe,

- Transportoare suspendate (cu sau fără cărucioare).

b Avantajele transportoarelor cu curele dinţate sunt:

- Permite transportul pe distanţe mari,

- Mişcarea se transmite sincron,

- Vitezele unghiulare ale roţilor sunt constante şi ridicate,

- Randament mare al transmisiei,

- Pretensionare mică la montaj, deci o solicitare mică a arborilor şi reazemelor,- Permite transportul încărcăturilor fragile datorită faptului că amortizează şocurile şi vibraţiile,

- Funcţionează fără zgomot,

- Costurile de fabricaţie sunt reduse,

- Necesită precizie de execuţie şi montaj reduse, etc.

c Dezavantaje:

- Dimensiuni de gabarit mari,

- Tehnologie de execuţie ridicată,

- Necesitatea unor dispozitive de întindere ale curelei.

4



CAPITOLUL II

TRANSMISII PRIN CURELE

2.1Caracterizare. Domenii de folosire

Transmisiile prin curele sunt transmisii mecanice, care realizează transmiterea mişcării de rotaţie şi a sarcinii,

de la o roată motoare la una sau mai multe roţi conduse, prin intermediul unui element flexibil, fără sfârşit,

numit curea.

Transmiterea mişcării se poate realiza cu alunecare (la transmisiile prin curele late sau trapezoidale) sau fără

alunecare (la transmisiile prin curele dinţate).

Transmiterea sarcinii se realizează prin intermediul frecării care ia naştere între suprafeţele în contact ale

curelei şi roţilor de curea (în cazul transmisiilor cu alunecare) sau prin contactul direct dintre dinţii curelei şi

cei ai roţii (în cazul transmisiilor fără alunecare).

O transmisie prin curele se compune din roţile de curea – conducătoare 1 şi condusă 2 – elementul de legătură

(cureaua) 3 sistemul de întindere şi apărători de protecţie.

1

Forţa necesară de apăsare a curelei pe roţile de curea se realizează la montaj, prin întinderea (deformarea

elastică) curelei.

1 Radu Florea,Organe de masini, pag.402

5



1Comparativ cu celelalte transmisii mecanice, transmisiile prin curele cu alunecare prezintă o serie de

avantaje:

- se montează şi se întreţin uşor;

- funcţionează fără zgomot;

- amortizează şocurile şi vibraţiile;- necesită precizie de execuţie şi montaj relativ reduse;

- costurile de fabricaţie sunt reduse;

- transmit sarcina la distanţe relativ mari între arbori;

- permit antrenarea simultană a mai multor arbori;

- funcţionează la viteze mari;

- asigură protecţia împotriva suprasarcinilor.

Dintre dezavantajele acestor transmisii se pot menţiona:

- capacitate de încărcare limitată;

- dimensiuni de gabarit mari, comparativ cu transmisiile prin roţi dinţate;

- forţe de pretensionare mari, care solicită arborii şi reazemele;

- raport de transmitere variabil, ca urmare a alunecării curelei pe roţi;

- sensibilitate mărită la căldură şi umiditate;

- durabilitate limitată;

- necesitatea utilizării unor dispozitive de întindere a curelei.

Unele dintre dezavantajele transmisiilor cu alunecare sunt anulate de transmisiile prin curele dinţate.

Astfel:

- mişcarea se transmite sincron,

- vitezele unghiulare ale roţilor sunt constante şi ridicate;

- randamentul mecanic este mai ridicat;

- pretensionare mai mică la montaj, deci o solicitare redusă a arborilor şi lagărelor.

Principalele dezavantaje ale transmisiilor prin curele dinţate sunt:

- tehnologia de execuţie mai pretenţioasă, atât a roţilor de curea dinţate cât şi a curelelor,

- costurile montajului mai ridicate.

1 Gafitanu, M. s.a. Organe de masini, pag.381

6



2.2 Clasificarea transmisiilor prin curele

2.2.1 După poziţia relativă a axei arborilor:

a. Cu axe paralele:1

Cu ramuri deschise

Cu ramuri încrucişate

b. Cu axe încrucişate:2

Fără role de ghidare

1 Viorica Constantin, Organe de masini și mecanisme, Vol. I, pag. 137

2 Mlădinescu, T. Organe de masini și mecanisme, pag 137

7



Cu role de ghidare1

2.2.2 După numărul arborilor conduşi:2

Cu un arbore condus Cu mai mulţi arbori antrenaţi (conduşi)

1 Gafitanu, M. s.a. Organe de masini, pag. 400


8



2.2.3 După tipul raportului de transmisie:1

• Cu raport de transmitere constant (vezi figurile de mai sus)

• Cu raport de transmitere variabil (vezi fig.1 şi 2)

În trepte (cutie de viteze) Continuu (variator )

Fig.1 Fig.2


9



2.3 TIPURI DE CURELE. MATERIALE. ELEMENTE CONSTRUCTIVE

2.3.1 Clasificarea curelelor1

După forma secţiunii, curelele pot fi:

- late (netede) – a,

- politriunghiulare – b,

- dinţate – c,

- trapezoidale - d,

- Rotunde - e.

Transmisiile prin curele late pot transmite puteri până la P = 2000 kW, la viteze periferice v ≤ 12 m/s şi

rapoarte de transmitere i ≤ 6 (maxim 10). Utilizarea curelelor moderne, de tip compound, a dus la ridicarea

performanţelor acestora, domeniul lor de utilizare fiind: P ≤ 5000 kW; v ≤ 100 m/s; i ≤ 10 (maxim 20).

Transmisiile prin curele late politriunghiulare (Poly-V) transmit puteri P ≤ 2500 kW, la viteze periferice v

≤ 50 m/s.

Transmisiile prin curele late dinţate pot transmite puteri până la P = 400 kW, la viteze periferice v ≤ 80 m/s

şi rapoarte de transmitere i ≤ 8 (maxim 10).

Transmisiile prin curele trapezoidale pot transmite puteri până la P = 1200 kW, la viteze periferice v

≤ 50m/s, atunci când distanţa dintre axe A < 3 m, iar raportul de transmitere maxim i ≤ 8 (maxim 10).


10



2.4 Performanţele transmisiilor prin curele

Pentru aceste curele, în tabelul de mai jos sunt prezentate câteva performanţe ale transmisiilor echipate cu

aceste curele, în funcţie de diverşi parametri (economici, funcţionali etc.).1

Parametrul Curelelate

Curelepolitriunghiulare

Cureledinţate

Curele trapezoidaleCurele

rotundeClasice Înguste

Indicele costuluiinstalării

1,1 1,2 1,4 1,4 1,0 ND*)

Întreţinere Da Da Nu Da Da Da

Raport putere/volum(kW/cm3)

0,8 1,7 1,9 0,7 1,8 ND*)

Frecvenţa maximă aîndoirilor

200 100 200 40 80 40

Încărcarea

arborilor *)(2…3) F u (2…2,5) F u F u (2…2,5) F u

(2…3) F u

Randament % 97…98 97 98 95 96 95

Raportul F u /F 0*) 0,3…0,4 0,4…0,5 1 0,5…0,6 0,4

*) ND – nu sunt date; F u – forţa utilă; F 0 – forţa de pretensionare.


11



Materiale pentru curele1

Materialele din care se confecţionează curelele trebuie să îndeplinească următoarele condiţii de bază: să fie

foarte elastice, pentru a se putea înfăşura pe roţi cu diametre mici, fără ca tensiunile de încovoiere, care iau

naştere, să aibă valori însemnate; coeficientul de frecare a elementului curelei în contact cu roata de curea săfie cât mai mare (pentru transmisiile prin curele cu alunecare); elementul curelei care preia sarcina principală

de întindere să aibă o rezistenţă ridicată; elementul curelei, în contact cu roata, să fie rezistent la uzură şi

oboseală şi să fie rezistent şi la acţiunea agenţilor externi; să fie ieftine.

Curele late netede (lise)

Materialele pentru aceste curele pot fi: pielea, ţesăturile textile, pânza cauciucată, materialele plastice, benzile

metalice.

Curelele late politriunghiulare (Poly-V).

2

Au o construcţie specială, suprafaţa exterioară fiind netedă, iar suprafaţa interioară este profilată. Suprafaţa

interioară prezintă proeminenţe, dispuse longitudinal, cu profil triunghiular. Elementul de

rezistenţă este un şnur din material plastic, înglobat în masa de cauciuc a curelei. Cureaua este

acoperită la exterior cu un strat protector, realizat din material plastic, care asigură aderenţa şi rezistenţa la

uzare a curelei. Porţiunea profilată, având înălţime mică în raport cu înălţimea totală a curelei, conferă acestor

curele o flexibilitate mare, comparabilă cu cea a curelelor late obişnuite.

Proeminenţele triunghiulare – de contact ale curelei cu roata – asigură o aderenţă sporită şi presiuni de contact

mai mici decât în cazul curelelor late. Curelele politriunghiulare transmit puteri P ≤ 1250 kW, la viteze v

≤ 50 m/s.

Benzile metalice.

Se prezintă sub forma unor benzi din oţel de mare rezistenţă (σ r = 1300...1600 MPa), cu lăţimi cuprinse între

20...250 mm şi grosimi între 0,6...1,1 mm.



12



Transmisiile cu benzi metalice pot funcţiona la viteze foarte mari (apropiate de viteza sunetului), asigurând

transmiterea unor puteri mari. Necesită forţe de întindere, iniţiale, foarte mari, o foarte ridicată precizie de

execuţie şi montaj a roţilor şi o rigiditate mare a arborilor. Se pot utiliza în locul curelelor din piele sau textile

sau în locul angrenajelor, la locomotive, vapoare, termocentrale etc. În comparaţie cu angrenajele, transmisiile

cu bandă funcţionează cu zgomot mult mai redus. Pentru mărirea coeficientului de frecare dintre bandametalică şi roţile transmisiei, roţile de curea se pot căptuşi cu plută (µ = 0,35).

La transmisiile care funcţionează cu viteză foarte mare, pentru ca pierderile prin frecarea dintre elementele în

mişcare şi atmosferă să fie cât mai reduse, se recomandă introducerea acestora în carcase cu un anumit grad de

vid

Curele late dinţate (sincrone)

Cureaua dinţată se compune dintr-un element de înaltă rezistenţă, înglobat într-o masă compactă de cauciucsau material plastic . Suprafaţa exterioară şi zona danturată sunt protejate cu un strat din ţesături din fibre

sintetice rezistente la uzură şi la agenţi chimici şi termici. Elementul de rezistenţă poate fi realizat din cabluri

metalice, din fibre de poliester sau fibre de sticlă.

1


13



2.5. TRANSMISII PRIN CURELE DINŢATE

Transmisiile prin curele dinţate realizează transmiterea mişcării fără alunecare, dinţii curelei angrenând cu

dantura roţii de curea. Aceste transmisii cumulează avantajele transmisiilor prin curele late şi ale transmisiilor

prin lanţ.

Datorită avantajelor pe care le prezintă, aceste transmisii s-au impus, fiind utilizate în multe domenii, cum ar

fi: construcţia de autovehicule (la sistemul de distribuţie); construcţia maşinilor unelte, construcţia maşinilor

textile, birotică, computere, proiectoare, maşini de scris etcTransmisia cu curele dinţate fig. 3 se caracterizează printr-o mi care de angrenare între dantura interioara aș

curelelor si dantura rotii de curea.

1

Fig. 3

Fata de transmisiile cu curele late sau trapezoidale, transmisiile dinţate prezintă următoarele avantaje:

• funcţionare silentioasa

• raport de transmitere riguros constant-prin eliminarea alunecarilor între curea si roata

• forta de întindere initiala mica

• alungirea curelei în timpul functionarii neglijabila

• încarcari reduse pe arbori

• lipsa necesitatii reglarii periodice a transmisiei

• întretinere si montaj ieftin.

Transmisia prin cure-le dinţate poate transmite puteri de N<450 [kw], v<60 [m/s], raport de transmitere ,

randamente .


14



Fig. 41

Fig. 52

Dantura poate fi dispusă pe o parte a curelei (fig. 4) sau pe ambele părţi (fig. 5).

Curelele cu dantură pe o singură parte se folosesc la transmisiile cu axe paralele şi ramuri deschise, cu sau fără

rolă de întindere, iar curele cu dantură pe ambele părţi se folosesc la transmisiile cu mai mulţi arbori, dispuşi

de o parte şi de alta a curelei

Pentru o anumita tipodimensiune exista curele de lăţimi si lungimi diferite.

În secţiune dinţii au forma trapezoidala .

Dinţii curelelor pot fi trapezoidali, parabolici şi semicirculari. Profilul clasic al dintelui este cel trapezoidal, în

ultimul timp executându-se şi profile curbilinii, prin aceasta urmărindu-se reducerea zgomotului şi

îmbunătăţirea modului de intrare şi ieşire în şi din angrenare. Profilul cu formă parabolică permite utilizarea

dinţilor mai înalţi în raport cu profilul tradiţional. Această caracteristică, cumulată cu robusteţea dintelui,

permite o creştere a sarcinii transmise şi o reducere a interfeţei create în timpul angrenării dintre dintele

curelei şi cel al roţii. Forma parabolică determină următoarele avantaje: reducerea zgomotului în funcţionare;

sporirea puterii transmise; creşterea rezistenţei dintelui la oboseală.

Curelele sincrone cu dinţi trapezoidali, considerate standard, se utilizează în transmisii de până la 150 CP şi

16.000 rot/min. Dimensiunile standardizate sunt cele corespunzătoare pasului de (în ţoli): 0,080 (2/25); 0,125

(1/8); 0,200 (1/5); 0,375 (3/8); 0,500 (1/2); 0,875 (7/8) şi 1,25 (1 1/4), conform ISO 5294, 5295, 5296.

Curelele cu dinţi curbilinii, cu profil parabolic şi semicircular, pot prelua sarcini mai mari cu până la 200%

faţă de cele cu dinţi trapezoidali. Se regăsesc în gama de dimensiuni corespunzătoare paşilor de 3, 5, 8 şi 14

mm.



15



Parametrii curelelor dinţate

Parametrii curelelor dinţate sunt:1

• pasul p – distanţa dintre axele de simetrie ale doi dinţi consecutivi, măsurat pe porţiunea

rectilinie a curelei;

• lăţimea b - dimensiunea transversală a curelei;

• lungimea de divizare (primitivă) Lp – lungimea măsurată pe linia de divizare (linia pe

• care cureaua îşi păstrează lungimea constantă, chiar în situaţia înfăşurării pe roţi);

• numărul de dinţi :

• înălţimea totală hc.

Alte elemente geometrice ale curelei sunt:

· înălţimea dintelui h z – distanţa dintre linia de cap iș cea de picior a dintelui;

· lăţimea piciorului dintelui s z .

Roţile curelelor dinţate, asemănătoare roţilor dinţate, au principalele elemente geometrice:

2

· diametrul primitiv D p, definit prin relaţia D p1,2 = mz 1,2, în care m este modulul danturii;

· diametrul de cap d e, definit prin relaţia d e1,2 = m( z 1,2 – x1,2);

· raza de rotunjire a capului dintelui r 1 = k 1m;

· raza de rotunjire a piciorului dintelui r 2 = k 2m;

· înălţimea capului dintelui h = y1m.



16



2.6 .Dimensionarea transmisiei prin curea dinţată

Pentru dimensionarea unei transmisii prin curele dinţate sunt necesare următoarele date iniţiale :1

• puterea utila de transmis =0,2 [kw] [dată prin tema de proiect]

• tura ia de intrareț =60-80 [rot/min] [dată prin tema de proiect]

• raportul de transmitere i=1,5 [dată prin tema de proiect]

• distanta dintre axe a=500 [dată prin tema de proiect]

• tipul maşinii de antrenare si antrenata [motor electric]

• modul de întindere a curelei. [cu rolă de întindere]

Pornind de la aceste date, trebuie determinaţi si verificaţi următorii parametrii:

Puterea de calcul N c rezultata din modificarea puterii utile , inând cont de condi iile reale de funcţionareț ț 2

Nu = 0,2 [kw]

unde: C- coeficient total de corectie 3

- coeficient de siguran a care tine cont de tipul ma inilor de antrenare si antrenataț ș [Tab. 1]

c1= 1,3 [pentru motor de curent continuu, func ionare până la 8 ore/zi în regim de lucru alternativ]ț

1 M Gafitanu, Organe de masini , Vol 2, pag. 401



17



Tabelul 1. 1 Coeficientul de funcționare Cf

Tipul mașinii de acționare a transferului


18



M o t o r d e c u r e n t a l t e r n a t i v m o n o f a z a t s a u t r i f a z a t

M o t o r

d e c u r e n t c o n t i n u u

M o t o r c u a r d e r e i n t e r n a

T u r b i n a c u n < 6 0 0 r o t / m i n

M o t o r d e c u r e

n t a l t e r n a t i v c u m o m e n t d e p o r n i r e r i d i c a t

M o t o r d e c . c .

c o m p o u n d

M a ș i n

i c u a b u r s a u m o t o r c u a r d

e r e i n t e r n a M

o t o r d e c . a . c u r

o t o r i n s c u r t - c i r c u i t c u p o r n

i r e d i r e c t a s a u c u d u b l a c o

l i v i e d e v e v e r i ă ț

M o t o r d e c . c . s e r i e

c u a r d e r e i n t e r n a c

u u n c i l i n d r u

19



Felul încărcării

Numărul de ore de lucru al transmisiei, din 24 de orepana la

88-16

peste16

pana la8

8-16peste

16pana la

88-16

peste16

Regim delucruaproape

constantMp ≤1,2Mtn

1,0 1,1 1,4 1,1 1,2 1,5 1,2 1,4 1,6

Variațiineînsemnate aleregimului delucruMp ≤1,5Mtn

1,1 1,2 1,5 1,2 1,4 1,6 1,3 1,5 1,7

Variațiineînsemnate

aleregimului delucru

M p ≤2,0Mtn

1,2 1,3 1,6 1,3 1,5 1,7 1,4 1,6 1,9

Regim delucrualternativ

M p ≤3,0Mtn

1,3 1,5 1,7 1,4 1,6 1,8 1,5 1,7 2,0

- coeficient ce depinde de tipul transmisiei multiplicatoare sau demultiplicatoare [Tab. 2]

c2=0,1 [pentru o transmisie demultiplicatoare, cu i=0,7]

Tabelul 21

Raportul c2

>1,00 01,00-0,81 0

0,80-0,58 0,100,57-0,41 0,200,40-0,29 0,300,28 si mai putin 0,40

- coeficient de exploatare [Tab. 3]

C3= 0 [pentru funcţionare 8-16 ore/zi]

Tabelul 32 Coeficient de exploatare



20



Timp defunctionare

24 ore /zi 8-16 ore/zi Functionareocazionala

0,2 0 -0,2

- coeficient care depinde de modul de întindere a curelei1

= 0.2 - întindere cu rola

= 0 - întinderea se face cu una din rotile transmisiei

Alegem = 0.2

Rezultă:

= 1,3 + 0,1 + 0 + 0,2 = 1,6

Nc = Nu · C = 1,6 · 0,2 = 0,32 [kw]

Tipul curelei se alege în functie de puterea de calcul si tura ia de intrare din figura 6.ț

Fig. 62

Vom alege o curea de tip XL pentru Nc=0,2 şi n=800 rot/min

Raportul de transmitere i. Se verifica daca este mai mic decât raportul de transmitere maxim impus detipul curelei tab. 4.

Tabelul 43

Tipul Pasul z1 minim D p1 minim Raportul de transmitere




21



curelei [mm] imax

inch [mm]

XL 1/5 5.0 10 16.17 7.20L 3/8 9.525 12 36.37 8.40H 1/2 12.7 16 64.66 8.57

XH 7/8 22.225 22 155.62 6.67

XXH 1,25 31.750 22 222.32 5.00

Condi ia de limitare a lui este data de existenta unghiuluiț fig. 3 suficient de mare astfel încât în angrenare pe pinion sa avem minim trei dinti.

Se observă că sunt îndeplinite aceste cerinţe.

Modulul - m

Se alege din tabelul 5, func ie de tipul cureleiț

m= 1,617 pentru curea tip XL

Tabelul 51

Tipulcurelei

Modululm

x y1 y2 K 1 K 2 γ

XL 1,617 0,314 0,785 0,847 0,235 0,235 50L 3,032 0,250 0,626 1,071 0,168 0,168 40

H 4,042 0,314 0,564 1,095 0,252 0,252 40XH 7,074 0,394 0,897 1,122 0,222 0,168 40XXH 10,106 0,301 0,942 1,198 0,225 0,150 40

Numarul de dinti ai pinionului - z 1 . Se alege în functie de numarul minim de dinti tab. 4 si de condi iileț de montare pe arbore a rotii dintate.

Vom adopta z1 = 20 dinţi > zmin=10

Numarul de dinti ai rotii conduse - z 2

z2 = z1 / i

z2 = 20 / 1,5 =13,333

Adoptăm z2 = 13 din iț

Se recalculează raportul de transmitere:

i = z1 ÷ z2 = 20 ÷ 13 = 1,54

Diametrele de divizare - D

p1, D

p2


22



1

D p1=1,617 · 20 = 32,34 mm

D p2=1,617 · 13 = 21,021 mm

Distanta axiala - a aleasa constructiv i este de 500mm i este limitata astfelș ș

0,5 · (32,34 + 21,021) + 2 · 1,617 = 29,9145≤500≤106,222

Condi ia este respectatăț

Lungimea curelei - L

2

L=2 · 500 + 1,57 · (32,34+21,021) + (32,34+21,021)2 / 4 · 500 = 1085,2 mm

Lungimea calculata se rotunjeste la un numar întreg de pasi dupa care se recalculeaza distanta axiala.

1085,2 / 1,617 = 671,12 pa iș

Adoptăm 670 pa iș

Rezultă Lc= 670 · 1,617 = 1083,39 mm

Distanţa dintre axe recalculată va fi a= 1083,39 · 500 / 1085,2 = 499,17 mm

Latimea curelei - b

3

unde: -puterea de calcul = 0,2 KW

-puterea transmisa de o curea lata , tip XL, de 25.4 mm [kw] - fig.7.

N0 = 0,8 KW




23



1Fig. 7

z- numarul de dinti ai rotii conducatoare

-coeficient de latime pentru curele cu latime diferita de 1 inch (25,4 mm)

2

p se masoara în inch.

P= 1,617 / 25,4 = 0,064 inci

Rezultă k b = 0,878 · 0,0641,217 = 0,031

-coeficientul numarului de dinti în angrenare ai rotii mici de curea tabelul 6.

z0 3 4 5 >6k z 0.4 0.6 0.8 1

Tab. 6

3

4

1 Gafitanu, M. s.a. Organe de masini, pag. 4042 Gafitanu, M. s.a. Organe de masini, pag. 403



24



1

b = π · arcsin[1,617 · (20-13] / (2 · 499,17) = 1,83

z0 = 1,83 · 20 / (2 · π) = 5,82

Din tabelul 6 k z = 0,4

Rezultă b ≥ 0,2 / (0,8 · 0,031 · 0,6) = 13,4 mm

În figura 8 este prezentata geometria rotilor pentru curele dintate.

Fig. 8 2

3Relatiile de calcul pentru determinarea elementelor geometrice sunt:

Dp = m · z 4

D p1 = 1,617 · 20 = 32,34mm

D p2 = 1,617 · 13 = 21,021mm

Dc= m · (z – x) 5

x = 0,314 din Tab.7 pentru curea XL

Dc1= m · (z1 – x) = 1,617 · (20-0,314) = 31,83 mm

Dc2= m · (z1 – x) = 1,617 · (13-0,314) = 20,51 mm

h = y1 · m 6






25



y1 = 0,785 din Tab.7 pentru curea XL

h = 0,785 · 1,617 = 1,27 mm

l0 = y2 · m 1

y2 = 0,847 din Tab.7 pentru curea XL

l0 = 0,847 · 1,617 = 1,37

r1 = k 1 · m 2

k 1 = 0,235 din Tab.7 pentru curea XL

k 1 = 0,235 · 1,617 = 0,38 mm

r2 = k 2 · m 3

k 1 = 0,235 din Tab.7 pentru curea XL

k 1 = 0,235 · 1,617 = 0,38 mm

Tabelul 7 4

Tpul

curelei

Modulul

m

x y1 y2 K 1 K 2 γ

XL 1,617 0,314 0,785 0,847 0,235 0,235 50L 3,032 0,250 0,626 1,071 0,168 0,168 40H 4,042 0,314 0,564 1,095 0,252 0,252 40

XH 7,074 0,394 0,897 1,122 0,222 0,168 40XXH 10,106 0,301 0,942 1,198 0,225 0,150 40




26



27



CAPITOLUL III

PREZENTAREA PROIECTULUI 3.1. Prezentarea proiectului la nivel de schema bloc

28



Modul de functionare a schemei de automatizare

Functionarea schemei de automatizare se realizează prin acţionarea butonului de pornire Bp,prin care este

alimentată bobina releului intermediar Ri 1,ce memorează momentul de început al deplasării părţi metalice

lipite pe exteriorul curelei,care înlocuieşte masa de lucru de la o maşină-unealtă.

Senzorul SP 1 citeşte prezenţa lamelei metalice şi va închide contactul normal deschis,permiţând alimentarea

bobinei releului intermediar Ri2 şi a releului de timp MET 13 legat în paralel cu Ri2,ceea ce declanşează

mişcarea de avans rapid cu o turaţie mare.

La trecerea lamelei metalice prin apropierea senzorului Sp 2 se opreşte avansul rapid,începând deplasarea

tehnologică cu o turaţie mică realizată de releul intermediar Ri3 şi releul de timp Rti3’.

Când se termină avansul tehnologic,senzorul Sp 3 comandă mişcarea de retragere rapidă prin schimbareasensului de rotaţie cu o temporizare de 1s ,lucru necesar decuplării bobinei releului intermediar Ri4 ,până la

senzorul Sp1 va începe un nou ciclu sau poate fi oprit prin butonul de stop.

Am folosit trei relee de timp MET 13 cu temporizare de întârziere la acţionare,dar montate în paralel cu

releele intermediare ,deoarece RI-13 nu are suficiente contacte ND disponibile pentru a-mi putea realiza

funcţonarea schemei de automatizare.

În continuare,voi descrie echipamentele electrice prezente in schema electrică a proiectului de licenţă ,chiar de

generalităţi până la anumite calcule legate de parametri optimi de functionare a transformatorului.

29



3.2. Traductoare de pozitie si deplasare ( senzori inductuvi )1

Un senzor inductiv de proximitate are ca principiul de funcţionare compus dintr-un circuit oscilant LC,

un evaluator de semnal şi un amplificator de comutaţie. Bobina acestui circuit oscilant generează un câmp

electromagnetic alternativ de înaltă frecvenţă, care este emis la faţa senzorială a dispozitivului. La apariţia

unui obiect metalic (declanşator) în apropierea feţei sensibile, sunt generaţi curenţi turbionari. Pierderile

rezultate consumă energie din circuitul oscilant şi reduc oscilaţiile,iar circuitul evaluator de semnal

converteşte această informaţie în semnal bine definit.

Majoritatea senzorilor inductivi SICK sunt caracterizaţi de frecvenţe mari de comutaţie şi curenţi mari. Ei

sunt disponibili ca DC cu 3/4-fire, DC cu 2-fire, AC/DC cu 2-fire şi senzori NAMUR conform cu EN 50 227.

Sunt puse la dispoziţie mai multe variante de senzori de proximitate inductivi, şi anume: seria miniaturală,

seria standard, seria scurtă, seriile avansate, seriile Triplex, seriile INOX şi seriile pentru medii dure.Exemplu de senzor de proximitate

Seria din Inox

Senzor inductiv, DC 3-fire

Nume model IM12-06BNS-NC1

Număr produs 6027573

Caracteristici tehnice (selectiv)

Domeniul max. de sensibilitate: 6 mmInstalare în metal: Îngropat

Funcţie de ieşire: Normal deschis

Frecvenţa de comutaţie: 400 Hz

Tip de conexiune: Conector, M12, 4-pini

Ieşire de comutaţie: NPN

Dimensiune filet: M12 x 1

Lungime: 60 mmTensiune de alimentare: DC 10 ... 30 V

Clasă de protecţie: IP68, IP 69K

Întârziere până la disponibilitate: <= 300 ms

Material carcasă: Oţel inoxidabil V4A 1.4404, 316L

1 http://www.electronica-azi.ro

30

http://www.electronica-azi.ro/




1

Fig 9. Senzori inductive( www.electronica-azi.ro)

Am ales senzori de proximitate pentru a pune în evidenţă marimea deplasarii organului mobil sau pozitia

acestuia în raport cu partea fixa a standului , de unde si denumirea de traductoare de deplasare sau traductoare

de pozitie.Definim in continuare notiunile de baza pe care le vom folosi:

I. Deplasarea – marimea care prezintă schimbarea pozitiei unui punct fata de un sistem de referinta.

II. Pozitia –din punctul de vedere al pozitiei mai definim proximitatea- desemneaza calitatea unui

corp de a se afla in imediata apropiere a unei pozitii date.

Masurarea preciziei dimensionale si de forma pieselor pote fi inclusa si ea in categoria masurarilor de

deplasare.

Clasificarea sistemelor de masurare a deplasarii 2

a. Dupa forma traiectoriei:

- liniare;

- rotative.

b. Dupa modalitatea de reprezentare efectiva a semnalului de iesire:

- anaogice;

1 http://www.electronica-azi.ro

2 AUTOMATIZARI PENTRU MASINI-UNELTE, UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU,2009, Prof. Univ. Dr. Ing. Laurean

BOGDAN

31







- numerice (digitale).

In cazul sistemelor analogice marimea deplasarii, intre un interval dat este reprezentata in mod

proportional prin amplitudinea sau durata unui semnal electric (current, tensiune), forma avantajoasa pentru o

prelucare ulterioara. In acest caz se realizeaza o corespondenta biunivoca intre domeniul de masurare si

valorile dintre intervalul semnalului de iesire.

Sistemele numerice (digitale) utilizeaza in funcţionare impulsurile de tensiune definite ca treceri

successive de la nivelul logic 0 la nivelul logic 1 sau invers. Nivelele 1 si 0 logic sunt date de un anumit nivel

al tensiunii electrice propriu fiecarui fabricat. De obicei pentru nivelul 1 logic se utilizeaza valoarea d 5 V (in

tehnologie TTL) sau 15 V (in tehnologie CMOS). Informatia furnizata de traductoarele numerice poate fi

continuta in numarul de impulsuti, durata si frecventa acestora, sau poate fi codificata intr-un anumit mod de

succesiune a impulsurilor (codificarea poate presupune de asemenea ,modificarea duratei si/sau frecventei

acestora). Sistemele numerice de masyrare a deplasarii reprezintă următoarele avantaje:

- valoarea deplasarii poate fi dirijata direct spre echipamentul de prelucrare numerica a datelor;

- semnalul de masura este imun la perturbatii de amplitudine rezonabila, sistemul castigand in acuratele

si putandu-se astfel elimina blocurile de filtrare;

- sunt eliminate blocurile de conversie analog/digitala (A/D), semnamul provenit de la aceste sisteme de

masurare putand fi prelucrat direct in echipamentul de comanda numerica.

c. Dupa modalitatea de definire a pozitiei fata de sietemul de referinta considerat fix (pozitia 0):

• Sisteme analogice:

- absolute

- ciclic absolute

• Sisteme digitale:

- absolute

- inclementare

- ciclic absolute

d. Dupa fenomemul care sta la baza conversiei traductoarelor de pozitie si deplasare pot fi:

32



- resistive;

- inductive;

- capacitive;

- optice;

- ultrasonic;

- laser.

e. Dupa locul masurarii:

2. cu masurare directa (asupra elementului in miscare );

- masurare indirecta (asupra unui element de actionare a elementului in miscare).

33

x

M



3.3 Releele termice 1

Releul TSA 10AS este destinat protecţiei impotriva suprasarcinilor de durata ,iar principiul lor de

funcţionare se bazează pe proprietatea bimetalelor de a se deforma atunci cand temperatura acestora se

modifica.

Dacă curentul spre consumator va creste în caz de avarie ,lamela bimetalică va actiona mecanismul de

deconectare si va întrerupe alimentarea de la reţea ,care garantează o funcţionare stabilă şi prelungeşte

termenul de exploatare.

Bimetalul este o banda realizata din doua placi metalice imbinate prin sudare, lipire sau nituire,cu

coeficienţi de dilatare termica diferiţi. Prin încalzire bimetalul se curbează si intrerupe circuitul de alimentare

a instalaţiei protejate, întreruperea se realizează prin cuplarea releului termic cu un echipament de intrerupere

(contactor), releul termic întrerupe circuitul bobinei contactorului (sau al altui echipament de întrerupere) care

va intrerupe circuitul de alimentare a receptorului pe care il protejează.

Releul termic ales pentru protecţia termică a motorului este prevăzut cu rearmare, adică prevăzute sau

lipsite de dispozitivul de blocare a reanclasarii.

Dacă lipseşte dispozitivului de blocare, instalaţia protejata funcţionează instabil, fiind succesiv

conectata si deconectată ,iar reanclasarea se realizează manual sau automat.Releele termice pot fi prevăzute cu o banda metalica de compensare termica ce permite declanşarea la

valoarea impusa a intensităţii din circuit, independent de temperatura ambianta. ( -20 si + 50 °C).

Instalaţiile trifazate sunt protejate prin intermediul unui bloc de relee termice, adică al unui dispozitiv

compus din 3 bimetale montate fiecare pe câte una dintre faze care, prin intermediul unei tije comune, care va

acţiona un sistem de contacte unic.

. Dispozitivul consta in aceea ca, la lipsa deformării bimetalului dupa una din faze, săgeata rezultata

din deformarea celorlalte doua bimetale este mult amplificata, astfel incit circuitul de comanda sa fie acţionatintr-un timp mult mai scurt. Releele termice cu sau fara dispozitiv de acţionare la mersul in doua faze , sunt

folosite la protecţia la suprasarcina a motoarelor trifazate asincrone, pentru a se evita funcţionarea in doua faze

a acestora.

1 http://www.elewatt.ro

34

http://www.elewatt.ro/

http://www.elewatt.ro/



Fig. 10. Releu TSA 10A

Încălzirea lamelor bimetale unui releu termic se realizează prin:

• direct , atunci când se foloseste un şunt sau sunt parcurse de întreg curentul sau de o parte din acesta;

• indirect, dacă benzile bimetalice sunt încălzite prin conductorul de curentul supravegheat;

• mixt, bimetalele se află în serie sau în paralel cu o rezistenţă de încălzire;

• cu redactor de curent, atunci când curentul primit de aparatul supravegheat are valori mari

35



3.4. Motorul de curent continuu cu excitatie în serie 1

Am folosit un motor de curent continuu cu excitatie în serie datorită gamei de turatii disponibile, însă un

lucru necesar pentru respectarea unui ciclu normal de lucru pentru actuatorul cu curea dintată. Maşina decurent continuu este alcatuit dintr-un stator (inductor) , un rotor (indus),perii si un collector(comutator).

Fig 11. Schema de principiu a motorului de cc

Statorul este format dintr-o carcasă de fontă sau de oţel în miezul în miezul căreia sunt fixaţi polii

(principali şi auxiliari) cu bobinajele respective (inductoare) sau fără bobinaje în cazul magneţilor permanenţi

şi genereaza campul magnetic care inconjoara rotorul.

Acest camp magnetic poate fi generat in doua feluri: cu ajutorul unor magneti permanenti sau cu ajutorul

spirelor unor electromagneti.

Rotorul,denumit si armatura este realizat din una sau mai multe infasurari,iar curentul produce un câmp

magnetic care genereaza o forta electromagnetica, si ca rezultat rotorul se roteste ,iar rotatia rotorului induce o

tensiune în bobinajul rotorului. Acesta tensiune indusa are sens opus tensiunii aplicate rotorului. În timp ce

motorul se roteste mai rapid, tensiunea rezultata este aproape egala cu cea indusa. Viteza motorului va ramâneconstanta atât timp cât asupra motorului nu actioneaza nici o sarcina, Când asupra rotorului se aplica o

sarcina, tensiunea va fi redusa, dar motorul va absorbii un curent mai mare pentru a efectua lucru mecanic.

Cat timp motorul se roteste, infasurarile sunt alimentate în mod continuu cu secvente diferite, însă polii

magnetici generaţi de către rotor nu vor depasi polii generati in stator,fenomen numit comutatie.

1 http://www.electricalc.ro

36

http://www.electricalc.ro/




1Capetele bobinelor rotorului sunt conectate la lamelele colectorului care fac contact, în timpul rotaţiei,

succesiv cu periile situate în portperii ce sunt fixate cu material izolant de stator. Periile din cărbune, cupru

sau bronz grafitat sunt conectate prin legături flexibile din cupru, la bornele maşinii. Ele sunt fixate în „axa

neutră”, ceea ce duce la îmbunătăţirea comutaţiei.

Deosebindu-se de celelalte motoare electrice(motoarele de c.c fara perii, motoarele de c.a. asincrone),

motoarele de c.c. cu perii colectoare nu necesita un controler(driver) pentru schimbarea curentului in

infasurarile motorului.

In schimb, comutatia infasurarilor unui astfel de motor este realizata mecanic. Un segment (semiinel) din

cupru numit comutator(colector) face corp comun cu axul motorului. In timpul rotatiei, periile din grafit

aluneca peste colector, venind in contact cu diferitele segmente ale acestuia.Segmentele colectorului sunt

atasate diferitelor infasurari ale rotorului,asadar un camp magnetic dinamic este generat in interiorul motoruluicand tensiunea este aplicata la capetele periilor.Viteza depinde de puterea câmpului magnetic care acţionează

asupra rotorului, cât şi de curentul rotorului. Cu cât este mai puternic câmpul magnetic, cu atât este mai mică

rata rotaţiei necesare să creeze un curent secundar necesar pentru a contracara curentul aplicat. Din acest

motiv viteza motoarelor cu curent continuu poate fi controlată prin variaţia câmpului curentului.

Clasificare motoarelor de curent continuu 2

Atât la generatoare cât şi la motoare, după felul excitaţiei distingem: maşini cu excitaţie derivaţie (paralel),

serie sau mixtă (compound). În comparaţie cu motoarele asincrone, ele permit reglajul turaţiei în limite largi şi

în mod continuu.

Motoarele cu excitaţie derivaţie , alimentarea acestora făcându-se de la o sursă de tensiune constantă sau

având numai înfăşurarea de excitaţie la tensiune constantă, iar indusul alimentat de la o sursă de tensiune

variabilă (motoare cu excitaţia alimentată separat). Motoarele cu excitaţie serie sunt folosite în tracţiunea electrică, la acţionarea tramvaielor, troleibuzelor,

electrocarelor, la demararea motoarelor autovehiculelor şi la unele macarale. Ele au caracteristică mecanică

moale (viteza scade mult la creşterea cuplului de sarcină), au cuplu mare la pornire, suportă mai bine

suprasarcinile şi nu sunt sensibile la căderile mari de tensiune.

1 Universitatea Gheorghe Asachi din Iasi, Facultatea de Electrotehnica-Teoria Sistemelor si Automatizari,www. http://iota.ee.tuiasi.ro

2 http://www.electricalc.ro

37

http://iota.ee.tuiasi.ro/







Motoarele cu excitaţie mixtă se utilizează la acţionările mecanismelor cu regim variabil, cu număr mare de

conectări şi frânare dinamică la oprire. Caracteristicile lor sunt intermediare în raport cu cele ale motoarelor

derivaţie şi serie.

Caracteristicile motoarelor de curent continuu 1

Schema electrică echivalentă a unui motor de curent continuu este ca aceea prezentată în figura de mai

jos.

În această schemă R a reprezintă rezistenţa înfăşurării rotorice ( a indusului ) a motorului de curent continuu, U

este tensiunea de alimentare a motorului iar Ia’ este curentul absorbit de motor (curentul principal din indusul

motorului ). E reprezintă tensiunea electromotoare indusă în înfăşurarea rotorică, aceasta are sens opus

curentului rotoric.

Ex este înfăşurarea de excitaţie a motorului alimentată cu tensiunea Ue iar Ie este curentul absorbit de

înfăşurarea de excitaţie.

Scriind teorema a II-a a lui Kirchhoff pentru circuitul indusului avem:

-E = R a Ia’ – U

de unde: Ia’ =a R

E U −

1 www.regie.live

38

U

Ue

Ia

’

Ie

Ra

E

Ex

http://www.regie.live/

http://www.regie.live/



La pornire, când turaţia motorului este nulă, tensiunea electromotoare E indusă în înfăşurarea rotorică

este nulă şi, ca urmare, curentul absorbit de motor este foarte mare, el poate fi de 6...20 de ori mai mare decât

curentul nominal. Prin urmare este necesară reducerea acestuia cu ajutorul unui reostat de pornire înseriat cu

circuitul rotoric. Curentul de pornire al motorului va fi:

pa

p R R

U I +

=

Motorul de curent continuu cu excitaţie serie are o caracteristică mecanică de forma celei prezentate

în figura de

mai jos.

Caracteristica mecanică are o formă de variaţie suplă, favorabilă sistemelor de tracţiune electrică. Când

maşina urcă o pantă, de exemplu, cuplul dezvoltat de motor creşte până ce va egala cuplul mecanic rezistent

,iar această caracteristică este extrem de utilă la maşinile de ridicat sau la maşinile de extracţie. Dacă valoarea

cuplului scade foarte mult turaţia motorului creşte la valori foarte mari, indmisibile. De aceea pentru a limita

turaţia motorului la o valoare nmax este necesar ca valoarea cuplului să nu scadă sub o valoare minmă Mmin.

39

nn

MM

n

Mmax

Mmin

Mn

nmax

O



Turaţia motorului cu excitaţie serie se poate regla prin modificarea tensiunii de alimentare sau prin

modificarea curentului de excitaţie.

3.5.Butoanele de comanda

Butoanele de comanda sunt aparate neautomate cu o singura pozitie de repaus, care se utilizeaza din

circuitele de comanda ale actionarilor electrice, prevazute cu unul sau mai multe grupuri de contacte normal

inchise (de oprire) si normal deschise (de pornire).

Butoanele de comanda se folosesc in instalatiile de comanda si automatizare fiind destinate comenzii

de la distanta in special a contactoarelor si releelor intermediare. Ele pot avea doua butoane care inchid sau

deschid contactele normal deschise ND, respectiv normal inchise NI sau un singur buton. Butoanele care aucontacte NI cat si ND, pot fi astfel folosite ca butoane de pornire sau/si ca butoane de pornire.

Butoanele de comanda pot fi cu revenire sau cu retinere,totuşi, cu retinere rămân în pozitia de retinere

în pozitia de comanda si dupa incetarea comenzii.

Dintre acestea cele mai utilizate sunt:

- buton de comanda cu retinere

- buton cu pipa

- buton ciuperca

- buton ciuperca cu retinere

- buton cu lampa etc

Butoanele pot avea una din următoarele culori: rosu, galben, verde, negru si alb (sau albastru deschis).

Acelasi standard prevede si functiile corespunzatoare fiecarei culori (de ex: rosu – oprire sau oprire rapida,

verde – pornire etc.).

40



Figura 12. Butoane de comandă

3.6. Releul electromagnetic intermediar RI-13

1 Am ales releul electromagnetic RI-13 (In=6A) ca dispozitiv de comutare,deoarece este prevazut cu unul

sau mai multe contacte, şi actionat de un semnal electric, având o caracteristica importantă , comutarea unei

valori mari a tensiunii cu ajutorul unei valori mici de tensiune,ca urmare ,sunt folosite în controlul sistemelor

de comandă si prezintă siguranţă în functionare.

Este construit dintr-o bobina de 24V cc, în care este introdus un miez din fier si care dispune de unul sau mai

multe contacte, care pot fi activate daca se alimenteaza bobina si ia nastere un camp magnetic ce atrage lamela

cu contacte.

Fig 13. Releul electromagnetic intermediar RI-13

1 http://www.aplicatii-automatizari.com

41

http://www.aplicatii-automatizari.com/

http://www.aplicatii-automatizari.com/



Fig 14. Parti componente RI-13

Aceste aparate asigură o anumită desfăşurare a proceselor cum ar fi: pornirea, oprirea, protecţia împotriva

regimurilor de funcţionare anormale, avariile, controlul şi reglarea proceselor de producţie sau a deplasării

organelor de maşini unelte.Aparatele se pot clasifica după funcţia pe care o au de îndeplinit, în:

- aparate de conectare care servesc la deschiderea, închiderea şi comutarea circuitelor electrice.1Ele se pot clasifica după felul acţionării (manuale şi automate), după mijlocul de stingere a arcului electric(în

ulei, în aer), sau după funcţiile îndeplinite (întrerupătoare, comutatoare, contactoare, ruptoare, etc.).

- aparate de protecţie (de obicei contra supracurenţilor): siguranţe fuzibile, relee bimetalice, relee

electromagnetice, etc.

Cel mai des întâlnit dintre releele intermediare este releul intermediar RI – 13 şi este produs în toate variantele posibile de alimentare, iar în cadrul aceluiaşi gabarit există diferite

variante constructive : rezistente la vibraţii, cu consum redus, tropicalizate, etc.

Caracteristici tehnice ale releului intermediar RI 13 :

• Tensiuni de alimentare nominale : - 6, 12, 15, 18, 24, 48, 110, 120 VCC ,

- 24, 48, 110, 220 Vca .

• Putere consumată : - max 3 W pentru c.c.,

- max 3,4 VA pentru c.a.,

- max 0,4 W pentru variante cu sensibilitate sporită.

• Variante constructive : - cu 2 sau 3 contacte,

• Curentul nominal de durată la contact : 3 - 10 A.

• Tensiunea nominală la contact : 220 V, curent alternativ sau continuu.

Viteza de comutare este de asemenea net inferioară cele mai multe aparate de comutaţie ajungând abia la

întârzieri de zecimi de secundă

Dar avantajul tehnologiei electromecanice faţă de cea electronică este dată de calitatea contactelor realizate,care datorită folosirii unor materiale de înaltă conductivitate cum ar fi argintul, ajung la rezistenţe foarte mici,

de ordinul sutimilor de Ohm.

.

1 Universitatea Gheorghe Asachi din Iasi, Facultatea de Electrotehnica-Teoria Sistemelor si Automatizari,www. http://iota.ee.tuiasi.ro

42






Fig 15. Reprezentarea contactelor unui releu RI - 13.

Această schema prezintă numerele alocate contactelor, iar acestea reprezinta numerele contactelor de

conectare ale releului; cifrele de la 1,2 si 3 etc. sunt numerotate pe releu de la stanga la dreapta ,dar indică

dacă este vorba de un contact normal inchis sau un contact normal deschis.

Toate contactele a caror ultima cifra este 1 sau 2 indica contacte normal inchise ,însă cifrele a caror ultima

valoare este 3 sau 4 indica contacte normal deschise.

Fig 16. Reprezentarea contactelor pe schema de montaj

3.7.Sigurante automate monopolare

Un întrerupător automat este un comutator electric automat destinat să protejeze circuitele electrice

43



împotriva scurtcircuitelor , astfel încât circuitul protejat să nu sufere stricăciuni din cauza efectelor termice

provocate de un curent mai mare decât cel nominal, întrerupătoarele automate trebuie reanclanşate (manual

sau automat), după înlăturarea defectului. Întrerupătoarele automate există într-o largă diversitate de mărimi,

de la întrerupătoare miniatură până la întrerupătoare de foarte mari dimensiuni, folosite la tensiuni foarte

înalte (e.g. 400kV). Numărul de poli poate fi 1, 1+N, 2, 2+N, 3, 3+N.Dupa cuvantul "mono" ne putem da seama ca aceste sigurante asigura protectia unui circuit

intrerupand un singur conductor din circuitul respectiv ,iar în instalatiile electrice acestea se ataseaza atat pe

conductorul de faza cat si pe cel de nul (cate o siguranţa pentru fiecare) sau doar pe conductorul de faza .

Figura 17. Siguranţă automată Moeller

44

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Scurtcircuit&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/wiki/Curent_electric

http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Scurtcircuit&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/wiki/Curent_electric

http://ro.wikipedia.org/wiki/Tensiune_electric%C4%83



Fig 18.Conectarea sigurantelor monopolare în tablourile electrice

În tablourile electrice, acestea ocupa un spatiu dublu la conectate deoarece sunt necesare doua astfel

de sigurante pentru un circuit . Un alt dezavantaj importantil constituie, cand se declanseaza doar o singura

siguranţa (din cele doua ) folosite pentru circuitul respectiv , fie ca e vorba de cea atasata pe faza sau cea de pe

nul .

45



3.8.Transformator monofazat de mică putere cu priză mediană

1Transformatorul electric este un aparat electromagnetic static cu ajutorul căruia se transferă tensiunea de la

reţea în circuitele secundare izolate prin intermediul unui circuit magnetic comun,sub formă de tensiune delucru pentru aplicatia prezentată în proiectul de licentă.

Am folosit un transformator cu priză mediană din consideratii practice legate de schema electrica a

proiectului ,deoarece alimentarea se realizează cu tensiuni diferite (12V,24V) şi este compus din:

- o înfăşurare (bobină) primară;

- una sau mai multe înfăşurări (bobine) secundare;

- miezul magnetic comun pe care sunt plasate înfăşurările.

-priză mediană.Transformatorul ales pentru schema electrica îndeplineste două funcţii esenţiale :

- transformă tensiunea şi curentul conform cerinţelor impuse;

- izolează electric circuitul consumatorului de cel al sursei de energie în cazul în care se impune acest

lucru.

Funcţionarea transformatorului se bazează pe legea inducţiei electromagnetice şi anume, a inducţiei mutuale

între două circuite parcurse de curent alternativ, ca urmare, transformatorul modifică valoarea tensiunii u1, a

reţelei de alimentare, la valoarea u2, care convine receptorului conectat la bornele secundare, fără a afecta în

mod semnificativ valoarea puterii cerute de la reţea. 2

Între mărimile caracteristice transformatorului există următoarele relaţii:

U1/U2 = N1/N2 = K

unde:

K - raportul de transformare1 http://www.electricalc.ro2 M.Panu,Masini electrice 2,UlB Sibiu 2007

46





U1 şi U2 - tensiunea din primar, respectiv secundar

N1 şi N2 - numărul de spire din primar, respectiv secundar.

Factorul de putere

Dacă se neglijează pierderile de putere în transformator se poate spune că:P2 ≈ P1, adică U2I2cosφ2 = U1I1cosφ1 → cosφ2 ≈ cosφ1

Această relaţie arată că factorul de putere al unui transformator este determinat de sarcina conectată la

ieşirea sa şi prin urmare este improprie indicarea puterii active a unui transformator: P=UIcosφ, putând lua

valori în intervalul 0 ÷ UI

Din acest motiv în cazul transformatoarelor se indică puterea aparentă, adică: S = UI [ VA ]

Miezul feromagnetic se confecţionează din tole de tablă silicioasă puternic aliată, laminată la cald sautexturată; tolele se izolează între ele cu lac sau oxizi ceramici. Miezul feromagnetic este format din coloane şi

juguri, pe coloane fiind aşezate înfăşurările (figura 3.1).

Fig 19. Transformator monofazat.

Îmbinarea jugului cu coloanele se poate efectua prin suprapunerea sau prin întreţeserea tolelor ca în figura de jos.

Fig 20 . Îmbinarea miezurilor.

47



La transformatoarele mici (până la 1 kVA),miezul va avea o sectiune de formă pătrată sau

dreptunghiulară iar la transformatoarele de puteri mai mari ,miezul are secţiunea realizată cu două sau mai

multe trepte (figura ).

Fig 21. Forme ale secţiunii miezului.

Miezul feromagnetic se poate construi “cu coloane” sau “în manta” (figura ),iar înfăşurările

transformatoarelor se realizează din conductor de cupru sau de aluminiu, ele fiind izolate cu bumbac, email

sau hârtie.

În continuare se vor nota cu indice “1” toate mărimile caracteristice înfăşurării primare şi cu indice

“2” toate mărimile caracteristice înfăşurării secundare.

Fig 22.Tipuri constructive de miez.

1 În schema de funcţionare există un număr bine stabilit de echipamente electrice si anume:

• cinci relee intermediare cu o putere ,P =3*5=15W;

1 M.Panu,Masini electrice 2,UlB Sibiu 2007

48



• două relee de timp cu o putere de Pt=6W;

• un motor de cc ,Pm=12*3=36W

Puterea de încărcare a transformatorului este situată în jurul procentului de 80%,iar valoarea calculată sub

forma:36+6+15=67 W

67*1,2=80,4W

În concluzie, transformatorul ales va avea puterea de 100 wati,aşadar,se poate afirma că functionează în

parametri normali.

Fig 23. Transformator monofazat de mica putere 1

1 www.bizoo.ro

49



CAPITOLUL IV

REZULTATE EXPERIMENTALE SI

INTERPRETAREA ACESTORA

Nr. crt Deplasare PS1

-PS3 Distanta Timpul

1.

PS1 - PS2

AR 0 -90 mm 5 sec

2.PS2 - PS3

AT90 -240 mm 15 sec

3.PS3-PS1

RR 240 – 0 mm 10 sec

CAPITOLUL V

CONCLUZII SI CONTRIBUTII PERSONALE

Standul este folosit pentru studiul cinematic al transmisiilor cu roţi dinţate,care reprezintă o variantă

optimă pentru transferul unor cupluri mari de fortă.Am urmărit determinarea experimentală a vitezei de deplasare între două puncte, precizia de deplasare şi

poziţionarea. Prezenţa senzorilor facilitează folosirea unui ciclu de lucru folosit la actionarile hidraulice ,iar

schimbarea vitezei de deplasare a curelei şi oprirea mesei deplasabile într-un anumit punct,vor permite o

comparaţie între rezultatele practice şi cele teoretice.

Am calculat dimensionarea curelei dinţate pornind de la puterea motorului de acţionare,însă am încercat să

pun în evidentă avantajele acestui tip de trasmisie ,datorită vitezei constante si ridicate , solicitarea mică a

arborilor şi reazemelor.

50



Automatizarea se referă la posibilitatea modificării vitezei curelei între anumite puncte şi prin acest sistem se

poate realiza o deplasare cu viteză variabilă. Comanda pentru modificarea turaţie sistemului de acţionare este

dată de un sistem de automatizare, care transmite motorului electric efectuarea unor mişcări de lucru necesare

sistemului de transmitere a mişcării de direcţie printr-o curea dinţată.

Avantajele utilizarii acestor transmisii sunt: posibilitatea transmiterii miscarii de rotatie si a puterii la distantemari, functionare silentioasa, amortizarea socurilor, protectie la suprasarcini, posibilitatea functionarii la

turatii mari.

Am utilizat această temă pentru a arăta funcţionalitatea transmisiei printr-o curea dinţată comandată de o

instalaţie electrică de automatizare, mişcarea indicatorului fiind urmărită de trei senzori inductivi între

punctele A-B (apropiere rapidă), B-C (mişcare tehnologică) şi C-A (retragere rapidă).

51



CAPITOLUL VI

BIBLIOGRAFIE

1. Gafitanu, M. s.a. Organe de masini, vol. II. Bucuresti, Editura tehnica, 1983

2. Paizi, Gh. s.a. Organe de Masini si mecanisme. Bucuresti, Ed. Didactica si pedagogica, 1977

3. Mlădinescu, T. Organe de masini si mecanisme, Bucuresti, Ed. Didactica si pedagogica, 1972

4. I. Cioc, N. Catrina, N.Cristea. tehnologia fabricarii, intretinerii si repararii masinimor si aparatelor

electrice, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1977

5. Horovitz, B. Reductoare si variatoare de turatie, Bucuresti, Ed. tehnica, 1963

6. Horovitz, B. s.a. Transmisii si variatoare prin curele si lanturi, Bucuresti, Editura tehnica, 1971

7. Manea, Gh. s.a. organe de masini vol II, Bucuresti, Editura tehnica, 1958

8. Miloiu, Gh. s.a. transmisii mecanice moderne, Editia a II- a, Bucuresti, Editura tehnica, 1980.

9. Bodgan Laurean, Automatizari pentru masini-unelte, Universitatea „Lucian Blaga” Sibiu, 2009

10.Prof.dr.ing. Emil Simion, prof.dr.ing. Basarab Guzun, prof.dr.ing. Roman Morar, Acta Universitatis

Cibiniensis. Vol. XLI : Seria Tehnica : H. Inginerie electrica si electronica, Sibiu, Editura Universitatii

'Lucian Blaga, 1999

11.Bogdan Mihai, Notiuni generale de inginerie electrica si electronica, Sibiu, Editura Universitatii

"Lucian Blaga", 2000

12.M.Panu,Masini electrice 2,UlB Sibiu 2007

52

http://toggle%28%22doc_1%22%29/








CUPRINS

Rezumat lucrare (romana & engleza)........................................................................................................................3

Cap. 1 INTRODUCERE……………………………………………………...………………………………….4

1.1 Obiectivul lucrării................................................................................................................................Error:

Reference source not found

1.2. Transportoarele cu curea dinţată .......................................................................................................4

a. Destina ie........................................................................................5ț

b. Avantaje............................................................................................7

c. Dezavantaje..........................................7

Cap. 2 TRANSMISII PRIN CURELE..............................................................................12

2.1. Caracterizare. Domenii de folosire....................................................................................12

2.2. Clasificarea transmisiilor prin curele……………….......................................................13

2.3. Tipuri de curele. Materiale. Elemente constructive.....................................................................................18

2.3.1. Clasificarea curelelor................................................................................................26

2.3.2. Performanţele transmisiilor prin curele.....................................................................27

2.3.3. Materiale pentru curele.....................................................................27

Cap. III TRANSMISII PRIN CURELE DIN ATEȚ .......................................................................12

3.1. Caracterizare. Domenii de folosire.......................................................................123.2. Parametrii curelelor din ate.......................................................................12ț

3.3. Dimensionarea transmisiei prin curea dinţată.......................................................................12

Cap. IV PREZENTAREA PROIECTULUI ........................................................................................38

4.1. Prezentarea proiectului la nivel de schema bloc................................................................38

4.2. Traductoare de pozitie si deplasare ( senzori inductuvi)…….……………………….....…….43

4.3. Clasificarea sistemelor de măsurare a deplasării…………………………………….…..……….47

4.4. Relee termice…………………………………….…..……….474.5.Motorul de curent continuu cu excita ie în serie...................................................................ț 54

4.6. Butoanele de comanda........................................................................................................65

4.7. Relee intermediare electromagnetice..............................................66

4.8. Sigurante automate monopolare........................................................................................67

4.9 Transformator monofazat de mică putere cu priză mediană............................................................67

Cap. V REZULTATE EXPERIMENTALE SI INTERPRETAREA ACESTORA.......................70

Cap. VI CONCLUZII SI CONTRIBU II PERSONALEȚ ..................................................................73

53



BIBLIOGRAFIE .................................................................................................................................74

54

Proiect Herlea 2011

Documents

Transcript of Proiect Herlea 2011