CATEGORII DOCUMENTE |
Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
Facultatea: STIINTA SI INGINERIA MATERIALELOR
Disciplina: INSTALATII MECANICE
TEMA DE CASA
A. Cerinte:
Sa se proiecteze la nivel de calcul al principalilor parametrii tehnologici si constructivi un manipulator de forja.
B. Date initiale:
Mecanismul de oscilare al bratului
- mecanismul de oscilare al bratului prin palan cu cablu
a) Gs = 2000 Kg
b) Ga = 3000 Kg
c) a = 3200 mm
d) h0 = 1.3 m
e) t0 = 25 s
f) m = 5 (unde m = nr. scripeti)
g) ηs = 0,9
h) b = 2800
- mecanismul de oscilare al bratului prin sector dintat
a) Gs = 5000 Kg
b) Gt = 8000 Kg
c) a = 2,5 m
d) b = 2
e) c=3m
f) h = 1.3 m
g) t = 10 s
Mecanismul de rotire al bratului
a) G0 = 5000 Kg
b) r = 170 mm
c) viteza de rotatie = 8 rot/min
d) p = 100 Kgf/cm2 (presiunea de lucru a uleiului in cilindru)
e) a = 1800 mm; b = 700 mm (elementele geometrice ale bratului)
f) μl = 0,1 (coeficientul de frecare in lagare)
g) c = 450 mm; d = 500 mm (elementele constructive ale clestelui)
h) μ = 0,3 (coeficientul de frecare dintre falcile clestelui si lingou)
i) Gm = 1820 Kg
j) Gp = 1299 Kg
k) Gc= 5881 Kg
Mecanismul de rotire a platformei
a) Gs = 14 000 Kg
b) a = 3800 mm
c) e = 1700 mm
d) G0 = 4 000 Kg
e) b= 1500 mm
f) d = 680 mm
g) c = 2500 mm
h) h = 340 mm (inaltimea pivotului in lagarul de rostogolire)
i) dr = 100 mm (diametrul arborelui rotitor de rulare a platformei)
j) Dr = 500 mm (diametru! exterior al rotilor de rulare a platformei)
k) Rr = 900 mm ( raza sinei pe care se face rotirea platformei)
l) rl = 200 mm (raza lagarului pivotului)
m) μ = 0,05 (coeficientul de frecare in lagar si la rularea rotilor pe sina)
n) f = 0,05 (bratul parghiei de frecare la rostogolirea rotilor pe sina)
o) t c = tr = 5 s (timpul de demarare a caruciorului si a platformei la rotire)
p) vc = 20 m/min (viteza medie lineara a caruciorului)
q) nc = 4 rot/min (viteza medie de rotire a platformei)
r) η = 0,7 (randamentul mecanismului)
C. Elemente de calcul
Mecanismul de oscilare al bratului
Mecanismul de oscilare al bratului prin palan cu cablu
Puterea de actionare se calculeaza cu relatia:
P = k (Fo * v) / 102 * η [kw]
Pentru a se determina viteza periferica a tamburului reductorului se tine seama de raportul de transmisie la palanului, care este egal cu numarul de scripeti care ii formeaza si de viteza cu care oscileaza.
v = v0 * ip = h0 / t0 * ip = 0,26 m/s
Mecanismul de rotire a bratului
Reactiunile A si B ce se nasc in lagarele bratului se detremina pe baza ecuatiilor:
A = (a + b) / a * Gt = 19,4 t
B = b / a * Gt = 5,4 t
Momentul de rotire la axul bratului are valoarea:
Mr = (A + B) * r * ηl = 0,4215 tfm
Cunoscandu-se momentul de rotire si viteza de rotatie in jurul axei orizontale se poate determina puterea de actionare conform relatiei:
P = (k * Mr * n) / (375 * η) = 5,44 kw
Coeficientul de frecare suplimentara k = 1,1 si randamentul mecanismului η = 0,7.
Determinarea fortei din tija:
F = Gl * XL / XP * d / c * 1 / μ = 185 tf
Mecanismul de rotire a platformei
Valoarea contragreutatii
Gs = [(1 / 2 Ga * a) + (Gb * b)] / c = 13,1 t.
Pentru determinarea puterii motorului de actionare, in vederea rotirii platformei va trebui determinat momentul total ce trebuie invins. In acest scop se va stabili pozitia centrului de greutate pentru doua situatii distincte, respectiv pentru cazul cand manipulatorul lucreaza fara semifabricat in cleste si cazul cu sermifabricat.
Cazul fara semifabricat in cleste
Se determina pozitia centrului de greutate g de coordonate x si y:
x = (c - Gg * c - Gb * b) / (Gg - Gb ) = 0,93 m
y = (Gg * d + Gp * d + Gb * e ) / (Gg + Gp + Gb) = 0,82 m.
Momentul total rezistent determinat de fortele stabilite are expresia:
Mt = Mr + Mf + Mimax
in care:
Mr este momentul rezistent la rotirea platformei;
Mf este momentul de frecare in lagarul pivolant;
Mimax este momentul rezistent dat de fortele de inertie.
Explicitand fiecare moment rezistent in parte, rezulta:
Mr = (Gt * Rr * μ * dr + 2 * f) / Dr = 0,272 tfm
Mf = Gt * μ * (c - x) + ΣH * μ * rc
unde: ΣH reprezinta suma rezultatelor din partea superioara si inferioara a
lagarului.
Mf = 29,8 * 0,05 * (2,5 - 0,9) + (143 + 144) * 0,05 * 0,2 = 5,25 tfm
Mi = Fir (c - x) - Fi (c - x) sin α
Valoarea maxima a acestui moment se obtine prin anularea primei derivate a expresiei in raport cu variabila α, respectiv:
dMi = - Fi (c - x) * cos α = 0
rezulta ca pentru α = 90, momentul fortelor de inertie este maxim, deci:
Mimax = (Fir - Fi) * (c - x) = (0,254 - 0,202) * (2,5 - 0,9) = 0,0832 tfm.
Puterea necesara pentru rotirea platformei va avea expresia:
P = Mt * nc / 975 * η = 33 kw
Cazul cu semifabricat in cleste
Pozitia centrelor de greutate g se calculeaza cu relatiile:
x = (c + Gs * a + Gb * b + Gg * c) / (Gg + Gb + Gs ) = 3,35 m
y = (Gg * d + Gp * d + Gb * s + Gb * e) / (Gg + Gp + Gb + Gs) = 1,10 m.
Calculul momentelor rezistente:
Mr = (Gt * Rr * μ * dr + 2 * f) / Dr = 0,41 tfm
Mf = Gt * μ * (x - 0) + ΣH * μ * rc
Mf = 44,8 * 0,05 * (3,37 - 2,5) + (117 + 118) * 0,05 * 0,2 = 4,3 tfm
Mi = Fir (x - c) - Fi (x - c) sin α
Mimax = (Fir + Fi) * (x - c) = (0,381 - 0,305) * (3,37 - 2,5) = 0,595 tfm.
Puterea necesara pentru rotirea platformei va avea expresia:
P = Mr * nc / 975 * η = 31 kw
Concluzie: din cele doua situatii analizate rezulta ca situatia nefavorabila o prezinta cazul cand in clestele manipulatorului nu se afla prins semifabricatul.
Alegerea elementelor tipizate
Mecanismul de oscilare al bratului
1. Motor
2. Reductor
3. Cuplaj
Mecanism de rotire al bratului
1. Motor
2.Reductor
3.Cuplaj
Mecanismul de rorire al platformei
1.Motor
Tip: ASI 225 S - 60 - 4
Puterea: P = 37 kw
Turatia: n = 1 465 rot / min
Curent nominal = 72,6 A
lp / In = 6,5
MP / Mn = 2,5
Mmax / Mn = 2,7
GD2 = 2,3 daNm
Masa neta = 365 Kg
2. Reductor
3.Cuplaj
NORME DE TEHNICA SECURITATII MUNCII
Pentru prevenirea accidentelor in sectoarele de forja trebuiesc respectate urmatoarele masuri de tehnica securitatii
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 847
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved