A.Sa se proiecteze la nivel de calcul a principalilor parametrii tehnologici si constructivi un ..din cadrul unui(ei) sector (sectii) de:..

B. Datele initiale

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

C. Continutul temei

1. Elemente generale

1.1 Tipuri constructive

1.2 Descriere si functionare

1.3 Implementare in fluxul tehnologic

2. Elemente de calcul

2.1 Calcule tehnologice

2.2 Calcule de dimensionare si verificare

2.3 Calcule economice

3. Alegerea elementelor tipizate

3.1 Motoare electrice

3.2 Reductoare

3.3 Cuplaje mecanice

3.4 Generatoare si motoare hidrostatice/pneumatice

4. Norme de tehnica securitatii muncii si protectie a mediului

D.Parti desenate (scanate, copiate)

a) Desen de ansamblu (color, format A4)

b) Principalele subansambluri (detalii)

c) Scheme cinematice (integrate in text)

E. Elemente de proiectare asistata (PAC)

1. Se va proiecta un subansamblu sau detaliu in sistemul CAD

2. Lucrarea va fi tehnoredactata in WORD

3. Predarea lucrarii: scris si pe suport magnetic

F. Termen de predare

G. BIBLIOGRAFIE

(1) Oprescu I.s.a -InstalaTii pentru tratamente termice ale materialelor metalice, Ed. MatrixRom, 2003

(2) Oprescu I. s.a. ‑ Utilaje SI instalatii pentru siderurgie si metalurgie neferoasE Ed. MatrixRom, 1998

(3) Vircolacu I. S.a. - Utilaje metalurgice mecanice pentru turnAtorii, Ed. Bren, 1998

(4) Oprescu I. s.a. ‑Utilaje specifice sectoarelor de prelucrari metalurgice, E.D.P. 1983

(5) zubac,V. -Utilaje in turnatorie,Editura Didactica si Pedagogica,1982

(6) Oprescu I. s.a. ‑MaSini Si utilaje pentru metalurgia extractiva, Ed.Tehnica, 1976

(7) Oprescu I. ‑Utilaje metalurgice‑indrumar de proiectare, litografiat I.P.B., 1988

(8) Oprescu I. s.a. ‑Utilaje metalurgice, Ed.Didactica si Pedagogica, 1977

(9) Oprescu I. s.a. ‑Utilaje metalurgice‑indrumar de calcul si proiectare, litografiat I.P.B. 1974

* * * ‑Manualul inginerului metalurg, vol II, Ed. Tehnica, 82

(10) Radulescu C. s.a. ‑Utilaje de laminoare, E.T. 1979

(11) Radulescu C. s.a. ‑Ajustarea si prelucrarea superioara a laminatelor, E.T. 1984

(12) Moldovan V., Maniu A. ‑Utilaje pentru deformari plastice, E.D.P. 1982

(13) Tabara V., Turbac I.‑Masini pentru prelucrari prin deformare, E.D.P. 1984

(14) Adrian M. ‑Tehnologia laminarii, E.T. 1977

(15) Badea S. ‑Forjarea si extruziunea materialelor metalice, E.D.P. 1980

(16) Cazimirovici E. s.a. ‑Cartea laminoristului, E.T. 1987

(17) Dobrovici . ‑ Metalurgia fontei, Ed. Tehnica, 1979

(18) Dulamita T. ‑Tratamente termice si termochimice, E.D.P. 1980

(19) Iliescu C. ‑Tehnologia presarii la rece, E.D.P. 1984

(20) Popescu N. s.a. ‑Tratamente termice neconventionale, E.T. 1990

(21) Rau A s.a. ‑ Metalurgia otelului, Ed.Didactica si Pedagogica, 1973

(22) Stefanescu,Cl. -Indreptar pentru turnatori,Editura Tehnica, 1972

(23) Voros, -Curatirea pieselor turnate,Editura Tehnica,1989

(24) Vulcu, -Executia miezurilor si formelor prin impuscare, Editura Tehnica, 1968

(25) CheSa I. s.a. ‑Marci si produse din otel, Ed. Tehnica 1989

(26) DrAghici I. s.a. ‑Indrumar de proiectare in constructia de masini, Ed. Tehnica, 1981, 1982, 1986 (Radulescu Gh.)

(27) Crudu ‑Atlas de reductoare, Ed.Didactica si Pedagogica,

(28) RAduTi C., Nicolescu E. ‑Masini electrice rotative fabricate in Romania, Ed. Tehnica 1981

* * * ‑Norme de protectia muncii si a mediului,

MASINA DE OMOGENIZARE

Masinile de omogenizat sunt masini de reluare in straturi verticale (de fapt inclinate la unghi de taluz natural) a materialelor stivuite in straturi orizontale de catre masinile de stivuire; astfel realizandu-se omogenizarea chimico-mineralogica si granulometrica a materialelor de incarcare a agregatelor de elaborare.

Aceste masini, denumite si grape mecanice, se construiesc in prezent pe baza a doua conceptii principale si anume:

Dislocarea materialului folosind greble(grape) cu dinti si reluarea folosind un rotor avand in componeneta cupe (masini cu cu rotor cu cupe si grapa);

Dislocarea si reluarea materialului cu transportoare cu razuitoare (masini cu razuitoare).

Masini cu rotor prevazut cu cupe si grapa

Lucreaza dupa principiul rezultat rezultat din fig. I, deosebindu-se in doua tipuri principale dupa modul de realizare a deplasarii transversale a subansamblului tehnologic de dislocare si reluare a materialului:

Deplasare circulara, cu mechanism de rotatie fig Ia;

Deplasare rectilinie cu mecanism de translatie(miscarea de translatie a rotorului) fig. Ib.

Ambele tipuri sunt utilizate, prezentand reciproc avantaje si dezavantaje constructive, pentru stivele cu latime mare pe sol fiind preferabil tipul din fig. I b

Fig. I. Schemele masinilor de omogenizare cu rotor cu cupe cu miscare pendulara (a) si de translatie (b) a rotoruluui:

1-sasiu; 2-platforma rotitoare; 3-brat articulate; 4-rotor cu cupe; 5-grebla(grapa); 6-transportorul bratului; 7-troliu de inclinare a greblei; 8-mecanism de inclinare a bratului; 9-transportoare laterale; 10-transportoare colectoare; 11-constructie tip pod; 12-carucior; 13- transportor lateral.

Masini cu transportor cu razuitore

Au principiul din fig. II. Tipul din figura II a, simplu constructiv, se deplaseaza lateral pe lungimea stivei, reluand straturi longitudinale de diverse inclinatii, in functie de unghiul de inclinare al transportorului cu razuitoare, ceea ce conduce la o omogenizare imperfecta in cazul formarii stivei din straturi orizontale. El este utilizat pentru stivele de lungime mica si preferabil formate din straturi inclinate. Tipul din figura II b, mai complex constructiv, are acelasi mod de actiune ca si masinile cu rotor, reluand straturi transversale paralele.

Masinile de omogenizare cu grapa sunt din ce in ce mai putin utilizate in present, datorita greutatii si compexitatii mari la latimi mari de stivuire si gradului de omogenizare realizat mai scazut.

Fig. II Schemele masinilor de omogenizare cu transportor cu razuitoare:

a-cu actiune laterala; b-cu actiune frontala;

1-sasiu; 2-grinzi verticale; 3-transportor cu razuitoare, 4-troliu de inclinare a transportorului; 5-transportor cu banda de evacuare; 6-constructie tip pod; 7-carucior, 8-transportor lateral.

Tipuri de masini cu actiune laterala

Se deplaseaza pe lateral pe lungimea stivei, reluand straturi longitudinale de diverse inclinatii, in functie de unghiul de inclinare al transportorului cu razuitoare, ceea ce conduce la o omogenizare imperfecta in cazul formarii stivei din straturi orizontale.

Ele se utilizeaza pentru stivele de lungime mica si preferabil formate din straturi inclinate.

Tipuri cu actiune frontala

Mai complex construite, au acelas mod de actiune ca si masinile cu rotor, reluand straturi transversale paralele.

Masinile de omgenizare cu grapa, snt dince in ce mai putin utilizate

in prezent, datorita greutatii si complexitatii mari la latimi mari de stive si gradul de omogenizare realizat, mai scazut.

Ciclul de lucru al masinilor de acest fel este:

Se pozitioneaza rotorul cu cupe (4), cu mecanismul de inclinare a bratului (8), la baza stiveisi apoi se pozitioneaza grebla*grapa* (5) folosind troliul de inclinare a grapei (7), astfel incat sa aiba o inclinare egala cu unghiul de taluz natural al materialului .Prin actionarea mecanismului de rotire, organele de lucru vor executa o miscare dute-vino pe toata latimea stivei, razuind o sectiune transversala completa. Dupa aceasta, masina avanseaza incepand ciclul urmator.

Trebuie mentionata importanta stabilirii corecte a unghiului de inclinare a greblei si a pasului de avans al masinii, astfel incat in stiva sa patrunda numai dintii greblei, nu si cadrul acesteia. De asemenea, rotorul trebuie mentinut permanent la baza stivei, nefiind permisa actionarea mecanismului de inclinare a bratului (8) in timpul ciclului de lucru.

Tabel I

Caracteristicile generale ale masinilor cu rotor cu cupe si grapa

In figura III, se prezinta constructia masinii, iar in tabelul I caracteristiticile tehnice generale ale unor masini.

Fig. III. Constructia masinii de omogenizare:

I-constructie metalica; 1-sasiu; 2-platforma rotitoare; 3-brat mobil; 4-tiranti; 5-articulatie; 6-contragreutate; 7-brate laterale fixe; 8-palnie; 9-palnie bilaterala; II-mecanismul de grapare: 10-grebla(grape); 11- troliu de inclinare a grapei; 12-palan; III-rotorul cu cupe: 13-constructia metalica a rotorului; 14-cupe; 15-grup motor-reductor de actionare; IV-transportor principal: 16-banda; 17-tambure de ghidare; 18-reazeme cu role; 19-tabliere laterale; 20-grup motor-reductor de actionare; 21-mecanism de intindere cu surub; V-mecanism de inclinare a bratului mobil; 22-mecanism cu surub-piulita; VI-transportoare laterale; 23-tambur motor; 24-tambur de abatere; 25-palnie de descarcare; 26-reazeme cu role; 27-mecanism de intindere cu contragreutate; 28-grup motor-reductor de actionare; 29-dispozitiv de rabatare a capatului transportorului; 30-dispozitiv de inzovarare; VII-mecanism de deplasare; 31-grinda principala; 32-grinda auxiliara; 33-boghiuri; 34-grupuri motor-reductor de actionare; VIII-mecanism de rotire; 35-grupuri motor redactor; 36-rulment axial; 37-coroana dintata; XI-elemente auxiliare; 38-cabina de comanda; 39,40-tambure pentru cablurile de alimentare cu energie electrica de forta si comanda; 41-dispozitiv de curatire a caii de rulare; 42-dispozitiv manual de blocarela sina; 43-dispozitiv de ridicare; 44-dispozitiv de rotire a boghiurilor.

Debitul de reluare al masinii se stabileste conform schemei din figura IV.

Masa stratului transversal preluat la o cursa (ciclu) este

unde : h_c este latimea coltilor (dintilor) grapei, in m.

Fig. IV. Scheme pentru calcululdebitului (a) si rezistentei la grapare a masinii cu rotor cu cupe si grapa (b).

Debitul de reluare maxim (aproximativ, deoarece in realitate reluarea se efectueaza pe un arc de cerc)

relatie in care timpul de pendulare t_p [min] este

iar timpul de avans t_a [min] este

Forta de rezistenta maxima la pendularea bratului este theoretic forta de frecare intre care se reia si stratul urmator fix, deci

unde: μ_m este coeficientul de frecare material pe material.

Coeficientul μ_m este influentat de granulatia si umiditatea materialului. Daca materialul este inghetat, F_lmax devine forta de disociere a acestuia.

Intre lungimea bratului L_b si unghiul de pendulare exista relatia:

care cere ca unghiul de pendulare sa nu fie prea mare, incat ar conduce la dezechilibrarea masinii. Uzual, α=35.38s, rezultand L_b.

Cota H de deplasare a punctului de oscilatie a bratului trebuie sa indeplineasca conditia:

unde: β₂ este ungkiul de inclinare a bratului (β₂ ≤18s)

Constructia si calculul principalelor subansambluri si mecanisme ale masinilor de stivuire si de omogenizare

Rotorul cu cupe si mecanismul sau de actionare.

Rotorul este o constructie sudata, realizata din profile si table fig. IV.Periferia rotorului este inchisa de inelul sudat(fundul fix al rotorului), care se intrerupe in zona de descarcare pentru a permite evacuarea materialului din cupe pe suprafata laterala a conului de descarcare si de aici in palnia de deversare pe transportorul cu banda. Cupele sunt de tip cozoroc, intarite cu dinti de otel rezistent la uzura.

Toate suprafetele in contact cu materialul sunt captusite cu table din otel rezistent la uzura.

Mecanismul de actionare cuprinde 3-5 trepte (la unele variante avand schimbator de viteza manual). Treapta conica cu dantura curba, treapta schimbatorului de viteza cilindrica cu dinti inclinati, iar ultimele doua trepte cilindrice cu dinti drepti.

este montat pe platforma de capac a bratului mobil. Mecanismul are frana electro-hidraulica pentru blocarea rotorului in repaus( si avarie), iar unele variante cuprind si cuplaj de siguranta la treapta a II-a sau a III-a, acesta este de tip uscat cu lamele de otel pe ferodou, actionate de arcuri elicoidale, care comanda prin limitator de cursa deconectarea motorului si franarea la momentul maxim de avarie. La moment maxim de avarie corespunzator unei rezistente specifice la muchia cupelor de 1000..1200N/cm.

Momentul rezistent la axarotorului este dat de relatia:

Fig. IV. Rotorul cu cupe si mecanismul sau de actionare (a) si shema de calcul Mr(b):

1- inele chesonate; 2- cupe; 3- bolturi de fixare a cupelor; 4- diafragma; 5- butuc; 6- arbore; 7- lagare cu rulmenti oscilanti; 8- inel sudat(fund fix); 9- con de evacuare; 10- motor ;11- cuplaj elastic; 12- redactor; 13- pompa de ungere; 14- ureche de articulatie la bratul masinii.

in care: F_r este forta rezistenta periferica la muchia cupei in N;

D_r,d_r diametrul rotorului, respective al fusului acestuia, in m;

G_r - greutatea rotorului, in N;

n_c, V_c- numarul cupelor, respective volumul cupei, dm;

φ_u- coefficient de umplere a cupelor;

γ_v - greutatea volumetrica a materialului, N/dm;

μ_l - coefficient de frecare in lagare.

Forta F_r se calculeaza cu relatia:

in care:

l_sp - lucrul specific pe unitatea de masa de material evacuate;

ρ_v - densitatea volumetrica, kg/dm.

La masinile de omogenizare(la care rotorul nu depune efort de razuire, forta periferica F_r este un efort de priza a materialului la cupe, in limitele 15000.25000 N.

Puterea motorului de actionare se calculeaza cu relatia cunoscuta:

in care:

n_r - este turatia rotorului, in rot/min;

η - randamentul mecanismului.

Mecanismul de actionare a bratelor mobile

In general, aceste mecanisme se realizeaza in doua variante: electromecanice cu trolii si palane pentru curse lungi si cu surub-piulita pentru curse scurte. Primele, au blocul rolelor active montate pe o grinda catarg mobile, solidara cu bratul sau chiar pe brat.

Troliile de actionare sunt cu doua tambure cu palane duble, prevazute cu dispozitive de siguranta contra slabirii cablurilor, numarul de role active fiind de 8..12. Cablurile utilizate sunt de constructie speciala ( Warington-Sill Z/S, 1600 N/mm) spre a se obtine diameter reduse si a se preveni derasucirea si uzura premature.

La mecanismele cu surub-piulita (curse de 800..1000mm) piulitele se articuleaza cu bratul mobil iar corpul mecanismului la platforma mobila rotitoare si sunt prevazute cu cuplaje de siguranta pentru decuplarea si franarea motorului la eventuala blocare a rotorului in stiva.

Forta totala in cabluri la periferia tamburelor troliukui se calculeza cu relatia:

in care:

G_b-greutatea bratului mobil incarcat, in N;

F_rmax-forta rezistenta maxima la periferia rotorului, in N;

I_p-raportul de transmitere, respective randamentul palanului;

l₁,l₂,l₃-distanta, in m.

Cuplul la axa tamburelor troliului de diametru D_t este:

iar viteza de rotire a acestora este:

Forta din cablu rezulta din relatia:

in care:

c_s-coeficientul de siguranta (c_s=8..10).

Forta la periferia tamburilor troliului rezulta din relatia:

in care:

α-este unghiul de amplasare a palanului fata de brat.

Grapa (grebla) si mecanismul sau de actionare.

Grapa masinilor de omogenizare este o constructie sudata din profile, prevazuta cu colti pentru dislocarea materialului fig.VI. Este articulate la capatul bratul mobil si se aplica pe stiva la unghiul de taluz natural al materialului, cu mecanismul de orientare.

Fig. VI Constructia grapei (a) si schema de calcul (b)

Lungimea grapei se calculexa cu relatia:

iar troliul se calculeaza similar celui de actionare a bratelor mobile.

MECANISMUL DE ROTIRE AL PLATFORMEI:

Are constructia uzuala din fig. VII, cu grupul motor-reductor fixat pe platforma si coroana dintata fixa, ceea ce confera compactitatea maxima ansamblului. Rulmentul axial-radial are usual diametrul D_r≈3000.5000mm. Este de tipul axial-radial cu unul sau doua randuri de bile, sarcinile radiale fiind preluate in acest ultim caz de rolele orizontale de ghidare.

Motorul mecanismului de rotire este cu rotor in scurt circuit sau cu sinele colectoare la masinile de stivuire si omogenizare si de current continuu ceea ce permite varierea turatiei in limitele 0,03.0,3 rot/min.

Schema de calcul al mecanismului de rotire este data in fig. VIII. Momentele rezistente la axa de rotatie a rotorului sunt:

-momentul de frecare datorita fortelor axiale; intrucat greutatea totala a partii rotitoare G_r este plasata la o excentricitate e<(0,15.0,20)D_r, momentul este dat de relatia:

Fig. VII. Mecanismul de rotire:

1-motor; 2- cuplaj cu frana; 3- redactor; 4- grup motor-pompa de ungere pentru treptele de turatie ridicata; 5- arborele pinionului;

6- pinion de atac;7- rulment oscilant; 8- coroana dintata; 9- rulmentul platformei(axial sua axial-radial); 10- platforma rotitoare; 11- sasiu; 12- cuplaj de siguranta; 13- arbore de iesire; 14-bolturi sferice de cuplare.

-momentul de frecare datorat fortelor radiale, care constau din componentele orizontale ale fortelor din tiranti sau palane F, componentele orizontale ale fortelor rezistente la periferia rotorului F_r si forta vantului frontal F_vf , calculate la o presiune a acestuia p_v=250 N/m, rezulta din relatia:

-momentul de rasturnare datorar componentelor verticale ale fortelor periferice la rotor F_r , greutatii materialului pe transportorul cu banda principal G_m si fortei vantului frontal F_vf si lateral F_vl , este dat de relatia:

-momentul rezistent darorat fortelor laterale; rezistenta laterala a stivei F_l si forta vantului din lateral F_vl se calculeaza cu relatia :

Fig. VIII Schema pentru calcului mecanismului de rotire

Fig. IX Costructia punctelor de sprijin la masinile cu trei puncte de sprijin (a) si a unui boghiu motor (b):

1- grinda principala; 2- grinda secundara; 3- articulatie sferica; 4,5- articulatie prin bolturi; 6- boghiuri motoare; 7- boghiuri libere; 8- boghiuri; 9- motor cu cuplaj si frana; 10- redactor inclinat; 11- pinion de atac; 12- coroana dintata pe roata; 13- coroana dintata intermediara; 14- dispozitiv de blacare la sina; 15- arbore de iesire al reductorului; 16- arbore intermediar; 17- rulmenti oscilanti.

Forta laterala a stivei se determina cu relatia:

in care:

μ_m - este coeficientul de frecare material pe material;

Q_s - masa de reluare la o cursa a masinii ,in t.

Mecanismul de deplasare. Masinile de omogenizare au patru puncte de sprijin (unghiul de rotire al bratului < 90s). Actiunea boghiurilor este individuala, cu scheme cinematice variate .

Masini de omogenizat

Omogenizator

Grapa (grebla) masinii de omogenizat

BIBLIOGRAFIE

(1) Oprescu I.s.a -InstalaTii pentru tratamente termice ale materialelor metalice, Ed. MatrixRom, 2003

(2) Oprescu I. s.a. ‑ Utilaje SI instalatii pentru siderurgie si metalurgie neferoasE Ed. MatrixRom, 1998

(3) Vircolacu I. S.a. - Utilaje metalurgice mecanice pentru turnAtorii, Ed. Bren, 1998

(4) Oprescu I. s.a. ‑Utilaje specifice sectoarelor de prelucrari metalurgice, E.D.P. 1983

(5) zubac,V. -Utilaje in turnatorie,Editura Didactica si Pedagogica,1982

(6) Oprescu I. s.a. ‑MaSini Si utilaje pentru metalurgia extractiva, Ed.Tehnica, 1976

(7) Oprescu I. ‑Utilaje metalurgice‑indrumar de proiectare, litografiat I.P.B., 1988

(8) Oprescu I. s.a. ‑Utilaje metalurgice, Ed.Didactica si Pedagogica, 1977

(9) Oprescu I. s.a. ‑Utilaje metalurgice‑indrumar de calcul si proiectare, litografiat I.P.B. 1974

* * * ‑Manualul inginerului metalurg, vol II, Ed. Tehnica, 82

Radulescu C. s.a. ‑Utilaje de laminoare, E.T. 1979

(11) Radulescu C. s.a. ‑Ajustarea si prelucrarea superioara a laminatelor, E.T. 1984

(12) Moldovan V., Maniu A. ‑Utilaje pentru deformari plastice, E.D.P. 1982

(13) Tabara V., Turbac I.‑Masini pentru prelucrari prin deformare, E.D.P. 1984

(14) Adrian M. ‑Tehnologia laminarii, E.T. 1977

(15) Badea S. ‑Forjarea si extruziunea materialelor metalice, E.D.P. 1980

(16) Cazimirovici E. s.a. ‑Cartea laminoristului, E.T. 1987

(17) Dobrovici . ‑ Metalurgia fontei, Ed. Tehnica, 1979

(18) Dulamita T. ‑Tratamente termice si termochimice, E.D.P. 1980

(19) Iliescu C. ‑Tehnologia presarii la rece, E.D.P. 1984

(20) Popescu N. s.a. ‑Tratamente termice neconventionale, E.T. 1990

(21) Rau A s.a. ‑ Metalurgia otelului, Ed.Didactica si Pedagogica, 1973

(22) Stefanescu,Cl. -Indreptar pentru turnatori,Editura Tehnica, 1972

(23) Voros, -Curatirea pieselor turnate,Editura Tehnica,1989

(24) Vulcu, -Executia miezurilor si formelor prin impuscare, Editura Tehnica, 1968

(25) CheSa I. s.a. ‑Marci si produse din otel, Ed. Tehnica 1989

(26) DrAghici I. s.a. ‑Indrumar de proiectare in constructia de masini, Ed. Tehnica, 1981, 1982, 1986 (Radulescu Gh.)

(27) Crudu ‑Atlas de reductoare, Ed.Didactica si Pedagogica,

(28) RAduTi C., Nicolescu E. ‑Masini electrice rotative fabricate in Romania, Ed. Tehnica 1981

* * * ‑Norme de protectia muncii si a mediului,