FISA DE LUCRU - SISTEMELE DE ACTIONARE ELECTRICA

FISA DE LUCRU - SISTEMELE DE ACTIONARE ELECTRICA

Un sistem de actionare este formata din urmatoarele parti componente (fig.1):

masina de lucru, sau masina care este actionata;

motorul pentru actionarea masinii de lucru;

organul de transmisie care face legatura intre motor si masina de lucru si are rolul de a modifica felul miscarii (translatie, rotatie, miscare continua ori intermitenta), sensul/directia acesteia, viteza etc.;

Figura 1. Schema bloc a unui sistem de actionare.

In functie de motorul folosit pentru actionarea unei masini de lucru, se pot distinge urmatoarele tipuri de actionari:

actionari electrice;

actionari hidraulice;

actionari pneumatice.

Masina de lucru primeste de la motor energia necesara pentru a invinge toate fortele ce apar in timpul procesului de lucru, respectiv a fortelor rezistente statice F_s si a fortelor rezistente dinamice F_d.

Fortele rezistente statice sunt constituite din forte utile si din forte de frecare

Fortele rezistente dinamice apar datorita inertiei pieselor in miscare din intregul sistem de actionare; deci, ele apar numai pe durata variatiilor de viteza (porniri, opriri, franari, accelerari).

In cazul actionarilor cu miscare liniara, motorul poate pune in miscare o masina de lucru daca dezvolta o forta F egala cu suma tuturor fortelor rezistente, statice si dinamice:

F = F_s + F_d

Aceasta relatie este cunoscuta sub denumirea de ecuatia fundamentala a miscarii pentru actionarile liniare.

Ecuatia de mai sus poate fi scrisa si sub forma:

F = F_s + ma

deoarece forta dinamica este exprimata prin ecuatia    F_d = ma.

Pentru v = const. (deci in lipsa acceleratiei), F_d = 0 si in acest caz, sistemul functioneaza in regim stabilizat (marimile care-l caracterizeaza nu variaza).

In cazul actionarilor cu miscare de rotatie, care sunt cele mai numeroase, ecuatia miscarii capata o forma specifica, in care fortele se inlocuiesc cu momente:

M = M_s + M_d

in care:

M - cuplul motor [Nm],

M_s - cuplul rezistent static [Nm];

M_d - cuplul rezistent dinamic [Nm].

Relatia de mai sus reprezinta ecuatia fundamentala a miscarii pentru actionari cu miscare de rotatie.

Aplicatie. Efectuati un studiu de caz pentru a identifica sisteme de actionare. Pentru fiecare dintre acestea veti preciza:

- tipul sistemului de actionare

- tipul motorului de actionare

- masina de lucru

- organele de transmitere a miscarii si rolul acestora

- cerinte pentru instalatia de comanda (porniri, opriri, franari, reglaje etc.)

Figura 2. Organe de transmisie. Reductoare utilizate in transmisie.

FISA DE LUCRU

CARACTERISTICILE MECANICE ALE MASINILOR DE LUCRU

Actionarea masinilor de lucru trebuie realizata cu vitezele impuse de conditiile tehnologice specifice proceselor de fabricatie. Cu alte cuvinte, comportarea unui sistem de actionare depinde de masina de lucru. Numarul si varietatea constructiva a masinilor de lucru intalnite in practica necesita o grupare a acestora din punctul de vedere al caracteristicilor lor mecanice.

Prin caracteristica mecanica a unei masini de lucru se intelege modul de variatie a cuplului rezistent static al acesteia in functie de un parametru care determina valoarea acestui cuplu.

Cuplul rezistent static al unei masini de lucru poate depinde de diferiti parametri, cum ar fi:

viteza de deplasare sau de rotatie;

un unghi pe care un organ component al masinii de lucru il face cu o anumita pozitie de referinta;

drumul parcurs de masina de lucru.

In functie de acesti parametri se poate face o prima clasificare a masinilor de lucru:

Masini de lucru cu cuplul rezistent static constant

La aceasta categorie de masini, cuplul rezistent static este, practic, constant (fig. 1).

Figura 1.Cuplul static rezistent constant in raport cu turatia.

Din aceasta categorie de masini de lucru fac parte, de exemplu: mecanismele de ridicat greutati, podurile rulante, macaralele, ascensoarele, benzile transportoare cu sarcina uniforma de-a lungul lor, laminoarele reversibile, masinile de imprimat etc.

Masini de lucru cu cuplul rezistent static dependent de viteza

Masinile de lucru din aceasta categorie pot avea:

cuplul rezistent static dependent liniar de viteza (figura 2.a) - valturile din industria cauciucului, masinile de bobinat etc.

cuplul rezistent crescator cu patratul vitezei (figura 2.b) ventilatoarele, turbocompresoarele, pompele centrifuge, elicele de pe navelor maritime etc.

cuplul rezistent variabil invers proportional cu viteza (figura 2.c) - masini de infasurat sarma, tabla, hartie, masini de prelucrare prin aschiere etc.

Masini de lucru cu cuplul rezistent static dependent de unghi

Din aceasta categorie de masini fac parte: roboti, manipulatoare, fierastraie mecanice, foarfece de taiat metal, ciocane mecanice, compresoare cu piston, pompe de adancime pentru extractia de titei si in general toate masinile care au in componenta lor mecanisme biela-manivela (fig.3)

Figura 3. Cuplul static rezistent pulsatoriu

Masini de lucru la care cuplul rezistent static depinde de drumul parcurs

Din aceasta categorie de masini fac parte instalatiile de ridicat la mare inaltime sau de la mare adancime, la care greutatea cablului de ridicare este comparabila cu sarcina utila: macarale, ascensoare, instalatii de foraj, instalatii de extractie miniera etc. Spre deosebire de instalatiile de ridicat la inaltime mica la care greutatea cablului este mult mai mica decat sarcina utila si la care cuplul static este, practic, constant, la instalatiile de ridicat la mare inaltime, lungimea cablului (si deci, si greutatea sa) variaza in timpul actionarii proportional cu deplasarea sarcinii utile.

Masini de lucru pentru care cuplul rezistent static variaza aleatoriu in timp

Din aceasta categorie de masini fac parte, de exemplu: ferastraiele pentru lemn, malaxoarele, morile cu bile, sondele de foraj etc. Cuplul rezistent static depinde de un numar apreciabil de parametri, care se modifica permanent, fara a exista o lege de variatie a acestora in timp (fig.4).

Figura 4. Cuplu static rezistent aleatoriu

FISA DE DOCUMENTARE

Supracurenti

Supracurentii sunt curenti mai mari decat curentul nominal. Orice supracurent se caracterizeaza prin marime si durata.

Masurile de protectie impotriva supracurentilor constau in:

Ø      evitarea conectarii consumatorilor de putere direct la retea, prin utilizarea unor rezistente inseriate ori prin incarcarea treptata la sarcina nominala ;

Ø      utilizarea aparatelor de protectie pentru deconectarea circuitelor defecte sau supraincarcate;

Ø      verificarea starii izolatiei pentru a preveni defectele grave.

FISA DE DOCUMENTARE

Intreruptoare si comutatoare cu parghie

Definitie

Intreruptoarele-parghie sunt aparate de joasa tensiune caracterizate prin faptul ca inchiderea si deschiderea circuitului se realizeaza cu ajutorul unui contact mobil in forma de brat de parghie.

Utilizare

Ele servesc pentru conectarea la retea si intreruperea manuala a circuitelor de lumina si forta de joasa tensiune, atat in curent continuu, cat si in curent alternativ, la consumatori de importanta redusa. Aparatele au o capacitate de rupere egala cu cel mult curentul nominal.

Clasificare

Parti componente

Figura 1.Intreruptor cu parghie: elemente constructive.

Intreg ansamblul este acoperit cu un capac de protectie din bachelita, carton presat sau alt izolant rezistent si la actiunea arcului electric.

Contactul de rupere se intalneste la variantele constructive moderne, mai ales la cele pentru curent continuu. Rolul sau este de a mari capacitatea de rupere prin cresterea vitezei de deschidere (cursa contactului mobil principal armeaza resortul si cand forta elastica a acestuia devine suficient de mare, smulge contactul auxiliar cu o viteza mare, de nerealizat prin actiunea operatorului uman).

Figura 2. Intreruptor cu parghie

In figura 3 este indicat montajul corect (in pozitie verticala) al unui intreruptor cu parghie.

Figura 3. Intreruptor cu parghie:

a - pozitia de montare a intreruptorului cu parghie; b - schema electrica multifilara;

c - schema electrica monofilara; d - monatrea in circuitul electric prin intermediul sigurantelor fuzibile.

FISA DE LUCRU

Intreruptoare si comutatoare PACHET

Sunt aparate de joasa tensiune caracterizate prin faptul ca se obtin prin insiruirea pe acelasi ax a unui numar variabil de elemente (numite pacheti) de constructie similara (nu neaparat identice), fiecare pachet continand o cale de curent.

Fiecare cale de curent este formata din doua sau trei contacte fixe montate pe discuri presate din material electroizolant si tot atatea contacte mobile din tombac (material conductor si elastic) fixate pe un ax central.

Se deosebesc trei tipuri de contacte mobile (fig. 1) primul fiind folosit la intreruptoare si celelalte, la comutatoare.

Figura 1. Tipuri de contacte mobile pentru intreruptoare si comutatoare - pachet:

a - contacte in opozitie; b - contacte in unghi; c - contacte in T.

Intreruperea/comutarea circuitului se realizeaza brusc datorita unui mecanism de sacadare care este, de fapt, un resort montat intre ax si maneta de actionare (maneta este montata liber pe ax): axul cu contacte mobile "sare" brusc dintr-o pozitie in alta, numai dupa ce maneta a fost rotita cu un anumit unghi pentru a putea tensiona astfel, resortul.