Proiectarea functional-constructiva a sitelor vibratoare

Proiectarea functional-constructiva a sitelor vibratoare

1.Datele initiale de proiectare

Din datele initiale de proiectare trebuie realizata o sonda aflata la 2800 m (fig 1), pentru extractia unui amestec de hidrocarburi lichide; din programul de tubaj realizat si din calculul fortelor de la carligul instalatiei de foraj a rezultat ca este nevoie de o instalatie de foraj de tipul F200.

Fig. 1 Schema simplificata a sondei de adancime 2800m

Volumul de fluid de foraj pe care trebuie sa-l vehiculeze sistemul de circulatie este corelat cu volumul de lichid ce trebuie si depozitat.

Volumul de fluid de foraj se determina astfel ca acesta sa fie egal cu jumatate din volumul interior al coloanei de exploatare:

Din programul de tubaj, coloana de exploatare are diametrul interior si lungimea egala cu adancimea sondei, L_CE=H_CE=2800m, deci volumul interior este:

Conform debitul minim si presiunea maxima este:

Se adopta presiunea minima de 0,5Mpa.

Din conditia utilizarii rationale a puterii motoarelor (P=constant) rezulta debitul maxim de fluid de foraj:

Concluzie: sistemul de curatire a fluidului de foraj trebuie sa poata curata un debit maxim de fluid de foraj de 1,988 m3/s; acest debit este distribuit uniform intre traseu de aspiratie-pompele volumice-traseu de refulare-sonda-sistem de curatire a fluidului de foraj.

Fluidul de foraj si echipamente de curatire a fluidului de foraj. Analizarea traiectoriei fluidului de foraj pe sita vibratoare

1. Fluidul de foraj

Calitatea fluidului de foraj este foarte importanta in realizarea forajului unei sonde in conditii optime. Acest lucru se realizeaza cu ajutorul unui echipament adecvat, care se livreaza odata cu instalatia. Acest echipament trebuie sa asigure: capacitatea de stocaj suficienta; preparare rapida; curatarea de detritus; trecerea fluidului dintr-o haba in alta; amestecul si agitarea fluidului in habe; scurgerea libera a fluidului.

Curatarea fluidului de foraj se refera la separarea particulelor de detritus aflate in suspensie. Curatarea se face pe trei principii: gravitational, prin site si centrifugal.

a). Curatarea gravitationala se face prin depunere si este eficace folosind jgheaburi lungi ( aproximativ 20 m) si late (600700 mm), cu sicane de schimbare a directiei de curgere.

b). Curatarea centrifuga se face cu ajutorul hidrocicloanelor, care prezinta avantajul ca sunt utilaje fara piese in miscare. Datorita intrarii tangentiale a fluidului, acesta este antrenat in interiorul hidrociclonului in miscare de rotatie, deci particulele grele sunt proiectate spre periferie. Debitul de detritus eliminat este reglat prin sistemul de obturare de la partea inferioara a hidrociclonului. Fluidul curat, aflat in partea centrala a hidrociclonului, este obligat sa formeye un curent ascendent si iese pe la partea superioara a hidrociclonului. Dezavantajul metodei este ca sunt necesare pompe centrifuge pentru recircularea fluidului de foraj de cu detritus, acestea uzandu-se destul de rapid.

c). Curatarea prin site, se face cu ajutorul sitelor vibratorii care sunt antrenate in miscare vibratoare de un arbore excentric actionat la randul sau prin curele de un motor electric. Curatarea cu ajutorul sitelor nu asigura retinerea particulelor de dimensiuni mici deoarece capacitatea de lucru a acesteia scade odata cu micsorarea ochiurilor.

Initierea separarii mecanice este necesara inca de la inceperea forarii sondelor, din acest motiv, fluidele de foraj (pe baza de apa sau de produse petroliere) au la baza aceleasi principii fundamentale in privinta indepartarii particulelor solide.

Inlaturarea solidelor din fluidele contaminate nu se poate asigura doar prin site vibratoare; separarea particulelor solide fine constituie o preocupare permanenta astfel incat cele mai moderne instalatii de foraj sunt dotate cu hidrocicloane si centrifuge separatoare.

De mentionat, este si faptul ca gradul de uzura a elementelor componente ale sistemului de circulatie depinde de proprietatile hidroabrazive ale fluidului vehiculat.

Fluidele de foraj sunt de mai multe tipuri in funtie de cerintele impuse forarii sondelor:

a). Fluide pe baza de apa:

a₁) apa industriala (dulce,sarata);

a₂) suspensii de argila in apa (noroaie netratate, noroaie tratate sau inhibate);

a₃)fluide cu continut redus de solide argiloase si polimeri (nedispersate).

b). Fluide pe baza de produse petroliere:

b₁) fluide pe baza de petrol si asfalt (fluide negre);

b₂) emulsiile imerse.

c). Fluide de foraj aerate (aerul, gazele naturale, spume).

Tehnologii si echipamente specifice fluxului de curatire a fluidelor de foraj

Instalatiile moderne de preparare, tratare si curatire a fluidelor de foraj cuprind utilaje si echipamente specifice celor doua categorii de fluide existente la sonde si anume: fluidul de foraj activ si fluidul de rezerva.

Fluidul de foraj activ este fluidul aflat in circuitul propriu zis de sapare al sondei, fluidul refulat de pompe in sonda.

Fluidul de foraj de rezerva este stocat la suprafata si are rolul de combate pierderile de circulatie si manifestarile eruptive.

Instalatiile de foraj sunt prevazute cu echipamente destinate depozitarii apei (sau produselor petroliere), materialelor de adaos, chimicalelor etc. si prepararii cu ajutorul acestora, a unui volum suplimentar de fluid de foraj.

Sistemul poate fi:

a).-Activ, avand subsistemele: de preparare, de curatire, de tratare sau ingreunare, de control si de circulatie;

b).-De rezerza, ce cuprinde subsistemele: de depozitare a fluidului preparat, de depozitare a materialelor de adaos si chimicalelor, de depozitare a apei (a produselor petroliere) si de preparare (ingreunare si tratare).

Proiectarea sistemului activ al fluidului de foraj se face in functie de: tipul instalatiei, adancimea de foraj, particularitatilor constructive ale echipamentelor, conditiile de lucru ale instalatiei de foraj etc.

3.Componenta si functionarea echipamentelor de curatire a fluidelor de foraj

Componenta si functionarea susbsitemului de curatire este dictata de tipul si de umiditatea fluidului de foraj, de ordinea de montaj si de repartitia dimensionala a particulelor solide. Prezenta gazelor impune folosirea separatorului si a degazeificatorului.

Echipamentele trebuie folosite numai in urmatoarea ordine:

a). Pentru fluidele pe baza de apa si argila neingreunate (fig.2):

separator de gaze;

site vibratoare;

-decantor;

-degazeificator;

-denisipator;

-dezmaluitor.

b). Pentru fluide pe baza de apa si argila, ingreunate (fig. 3):

-separator de gaze;

-site vibratoare;

-decantor;

-degazeificator;

separator centrifugal.

Fig.Sistemul de curatire a fluidelor pe baza de apa si argila, neimpreunate.

Fig. 3.Sistemul de curatire a fluidelor pe baza de apa si argila, impreunate.

c). Pentru fluidele pe baza de produse petroliere, indiferent de densitatea acestora, componenta este aceeasi cu cea aferenta fluidelor pe baza de apa si argila, ingreunata, dar fara degazeificator.

4. Parametrii sitelor vibratoare

Sita vibratoare reprezinta un agregat de legatura esential in lantul echipamentelor de curatire a fluidelor de foraj, deoarece lipsa ei conduce la suprasolicitarea celorlalte componente ale subsistemului de curatire. Ea poate fi folosita pentru orice tip de fluid de foraj, iar echiparea ei, in ultimii ani, cu plase fire o face mai eficienta.

Parametrii de baza ce caracterizeaza diferite tipuri de site vibratoare sunt: amplitudinea miscarii sitei, forma orificiilor si sistemul de sprijin.

Amplitudinea miscarii sitei trebuie sa fie relativ mare, pentru a se impiedica infundarea orificiilor. Amplitudinea este proportionala cu greutatea excentricului (vibratorului).

Sitele vibratoare cu plase fire sunt echipate cu greutati excentrice mai mari decat cele ale sitelor obisnuite, vitezele de rotatie ale vibratoarelor fiind mai reduse.

Dupa modul de amplasare a vibratorului se pot distinge doua sisteme de site vibratoare:

-sistemul neechilibrat are vibratorul plasat deasupra sitei ceea ce face ca excentricitatile (de alimentare si de refulare) ale acesteia sa descrie traiectorii eliptice, in timp ce zona centrala are o traiectorie circulara, cu influenta formidabila asupra eficientei separarii. Aceasta miscare genereaza insa tendinta de acumulare a detritusului la capatul de descarcare al sitei. Pentru evitarea acestui neajuns se recurge la inclinarea sitei si, adesea, se utilizeaza si un sistem de spalare cu apa.

-sistemul echilibrat are vibratorul amplasat in centrul de greutate, imprimandu-se astfel sitei o miscare circulara pe intreaga sa suprafata. Ca rezultat, descarcarea sitei producandu-se la orice unghi de inclinare, pana la cateva grade deasupra orizontalei.

Sistemul de sprijin al sitei vibratoare poate fi de doua feluri, dupa cum suportii sunt dispusi la partea inferioara sau la cea superioara. Cel de-al doilea sistem este mai eficient, deoarece sita vibratoare poate suporta o usoara ridicare pe directie perpendiculara fata de directia de miscare a fluidului cernut.

Forma orificiilor sitei poate fi patrata sau dreptunghiulara. Datorita fenomenului de poliere, sita vibratoare cu orificii patrate realizeaza o curatire cu 30% mai buna decat cea cu orificii dreptunghiulare.   

Inlocuirea sitelor vibratoare cu orificii patrate cu site echivalente avand orificii de forma dreptunghiulara, conduce la cresterea debitelor cu 30%, simultan cu reducerea, in aceeasi masura, a eficientei separarii particulelor solide. Debitele de fluide de foraj aduse depind nu numai de densitatea fluidelor, ci si de vascozitatea acestuia, precum si de fractia de particule solide.

Indicatorii de performanta ai unei site vibratoare sunt urmatorii:

umectarea particulelor;

natura materialelor solide;

forma particulelor solide;

granulometria particulelor solide:

, trec usor prin sita;

,aluneca de-a lungul suprafetei de cernere;

infunda plasele (unde x estelatura orificiului sitei).

vascozitatea fluidului de foraj. Influenteaza direct capacitatea de prelucrare (fiind determinata direct de tipul si densitatea fluidului de foraj). La fluidele de foraj pe baza de produse petroliere capacitatea de prelucrare este mai mica comparativ cu cea a unui fluid pe baza de apa si argila, avand aceeasi densitate.

suprafata de cernere

suprafata totala (determinata de dimensiunea normei plasei; odata cu cresterea ei se urmaresc suprafata totala de cernere, dar si pretul de cost al sitei);

suprafata activa de cernere sau suprafata totala a plasei ( reprezinta un element esential pentru stabilirea capacitatii de cernere, marimea suprafetei active fiind determinata de dimensiunea unui orificiu si de diametrul sarmei folosite);

dimensiunea si forma orificiului;

diametrul sarmei din care se tese plasa.

modul de alimentare cu fluid de foraj. Acesta trebuie sa fie distribuit uniform pe suprafata de cernere, iar intrarea sa se faca paralel cu axul longitudinal al sitei, asigurandu-se astfel folosirea intregii suprafete de cernere. Viteza de intrare a fluidului trebuie sa fie cat mai mica, deziderat ce poate fi atin prin dimensionarea corecta a jgheaburilor de alimentare;

debitul de alimentare al sitei cu fluid de foraj. Pentru reducerea acestui parametru se pot monta mai multe site in paralel. Incercarea de a reduce numarul de site montate in paralel prin utilizarea sitelor etajate nu a dat rezultate deoarece etajul inferior nu este alimentat corespunzator, ca urmare plasa inferioara se infunda rapid. In plus, fiecare treapta de cernere necesita o anumita combinatie intre unghiul de inclinare al sitei, amplitudinea miscarii, frecventa vibratiilor si debitul de alimentare pentru a asigura performante maxime. Solutia optima consta in montarea in paralel a unui numar suficient de mare de site monoetajate;

inclinarea sitei. Valoarea optima pentru inclinarea sitei este aceea care asigura capacitatea maxima de prelucrare si trecerea a    debitului de fluid de foraj, impreuna cu fractiunea solida cumulata. Separarea fractiilor solide cernute si ramase se face mai bine atunci cand grosimea stratului de material grosier umectat de pe sita este minima, deoarece astfel particulele solide fine si fluidul pot ajunge la orificiile plasei, pentru a trece prin acestea. Grosimea stratului de material solid umectat depinde de timpul de retinere a materialului pe sita, respectiv de viteza de deplasare a lui de-a lungul suprafetei de cernere. La unghiuri de inclinare mari viteza de deplasare creste, iar timpul de retinere se reduce. Continutul de solide, forma si granulometria lor, precum si propritatile fluidelor de foraj variaza in limite destul de largi in timpul forajului unei sonde, ceea ce impune ajustari ale unghiului de inclinare al sitei;

unghiul de rotatie al excentricului. Randamentul sitei creste cand sensul de rotatie al excentricului este acelasi cu cel de miscare al amestecului de pe suprafata de cernere, deoarece se mareste viteza de deplasare. Daca sensul de rotatie este invers, creste capacitatea de prelucrare, simultan cu reducerea finetii de separare. Deci prin combinarea adecvata a sensului de rotatie a excentricului si unghiul de inclinare, se pot imbunatati performantele sitelor vibratoare in diferite conditii de functionare;

amplitudinea si frecventa vibratiilor. Alegerea corecta a amplitudinii si a frecventei vibratiilor asigura o grosime optima a stratului de solide de pe suprafaia de cernere a sitei, printr-odeplasare corespunzatoare a materialului, precum si evitarea blocarii orificiilor plasei cu particule solide. Amplitudinea vibratiilor este data de excentricitatea volantilor si imbunatatita de elasticitatea arcurilor elicoidale. Sitele moderne utilizeaza amplitudini de 712,5 mm si folosec arcuri elicoidalein locul celor lamelare, care atenueaza componenta orizontala a fortei perturbatoare produsa de rotatia masei excentrice a volantilor si arborelui vibrator. Frecventa vibratiilor este determinata de turatia masei excentrice.

Factorii de la 1-5 nu pot fi influentati de catre operator, dar cunoasterea lor permite insa stabilirea unor limitari in alegerea plaselor, pe cand factorii 6-11 determina caracteristicile constructive ale sitelor.

Concluzie: Din manevrarea variabilelor implicate in performantele sitelor vibratoare se constata ca, datorita numarului lor mare, nu se poate construi o sita vibratoare uninominal utilizabila.

Tehnica proiectarii si alegerii sitelor vibratoare se bazeaza pe experienta si pe cunoasterea influentei parametrilor prezentati.

In exploatarea sitelor vibratoare trebuie respectata capacitatea maxima de prelucrare, prevenindu-se astfel supraincarcarea si blocarea echipamentelor montate in aval pe fluxul instalatiei de curatire a fluidului de foraj.

5. Miscarea particulelor solide si separarea acestora prin cernere cu o sita vibratoare

Cernerea este operatia de separare in fractiuni granulometrice a amestecurilor cu ajutorul suprafetelor prevazute cu orificii. O buna separare presupune o cernere corespunzatoare (cantitativa si calitativa) a fluidului de foraj, cat si o circulatie normala, continua, a particulelor solide ce trebuie separate si indepartate din masa acestuia.

In figura 4 este schematizata o sita vibratoare clasica, unde se pot remarca cele doua excentrice cu centrele de greutate fixate in punctele O₁ si O₂, arcurile de sustinere ale sitei si ansamblul de forte ce actioneaza asupra sitei vibratoare in functionare.

Notatiile folosite in figura 4 sunt urmatoarele:

A - orginea sistemului de referinta mobil, solidar cu sita;

A₁,A₂,A₃,A₄ - punctele in care e monteaza arcurile pe sita;

B - punct situat pe axa de simetrie a sitei;

F^I₁-    forta verticala, data de arcuri ( in A₁ si A₃);

F^II₁ - forta orizontala data de arcuri;

F^I₂ si F^II₂- fortele orizontale si verticale date de arcuri (in A₂ si A₄);

C- central de masa al intregului sistem, cu exceptia excentricului;

(m+m₀+ m₀^I + m₂+ m₃)g forta de greutate al intregului sistem, cu exceptia excentricului;

m₁g forta de greutate a excentricului;

O₀,O₁ excentricitatea

Sistemele de referinta folosite sunt: sistemul fix OX₁Y₁ si sistemul mobil (solidar cu sita) AXY.

Se face ipoteza miscarii plane.

In acest caz numarul gradelor de libertate ale cadrului sitei este egal cu 3. Coordonatele generalizate sunt q₁ si q₂ (coordonatele originii A a sistemului de axe mobil in sistemul de referinta fix), precum si unghiul ƒ facut de planul sitei cu planul orizontal.

Fig. 4. Ansamblul de forte care actioneaza asupra sitei vibratoare.

Coordonatele centrelor maselor sunt:

In sistemul de referinta fix:

O₀(x₀,y₀,l/2);

O₁(x₁,y₁,l/2);

O₂(x₂,y₂,l/2);

C (x_c1,x_c2,l/2).

In sistemul de referinta mobil:

O₀(c+l₁,h,l/2);

O₁(c+l₁+acosθ,h+asinθ,l/2);

O₂(c,h,l/2);

C(x_c,y_c,l/2).

a-excentricitatea sistemului.

Se admite aproximatia potrivit careia masa excentricului e concentrata in axul sau.

(2)

Fig 5. Schema simplificata de calcul a coordonatelor sistemelor de referinta.

Relatiile de legatura intre coordonatele x_f si y_f ale sistemului fix si x, y ale sistemului mobil sunt:

(3)

(4)

(6)

(7)

(8)

Prin ipoteza se admite ca viteza unghiulara    θ=ωt= constant, pentru miscarea de rotatie a excentricului. Se noteaza cu r si p razele saibelor excentricului si motorului, iar cu θ si Ψ unghiurile de rotatie.

Ca urmare, se obtine:

(9)

(10)

Rezulta:

(11)

3.Calculul de optimizare a sitei vibratoare

3.1. Calculul transmisiei prin curea trapezoidala

1). Date initiale:

- puterea de calcul la arborele motor: P_c=4 kw;

- turatia rotii de curea conducatoare: n₁=1380 rot/min;

- turatia rotii de curea conduse: n₂=1100 rot/min.

2). Raportul de transmitere:

(12)

3). Diametrul primitiv al rotii mici conform [2], pag. 473, figura 5.213

4). Diametrul primitiv rotii mari:

(14)

Se adopta: D_p2=224mm conform [2], pag. 469, tabelul 5.63.

5). Diametrul mediu al rotii de curea:

(15)

6). Distanta intre axe:

(16)

Se alege constructiv: - varianta 1: A= 0,5m

- varianta 2: A= 0,4m

7). Unghiurile dintre ramurile curelei:

(17)

(18)

8). Unghiul de infasurare pe roata mica de curea:

(20)

9). Lungimea curelei:

(21)

(21^I)

Se alege: conform [2], pag. 464, tabelul 5.57

(21^II)

Se alege: conform [2], pag. 464, tabelul 5.57

10). Calculul definitiv al distantei intre axe:

V 1:

(22^I)

V 2:

(22^II)

11). Viteza periferica a curelei:

(23)

(23^I)

conform [2] ,pag 474, viteza admisibila la curele trapezoidale clasice

12). Coeficientul de functionare conform [2], pag. 477, tabelul 5.67 :

(24)

13). Coeficientul de lungime conform [2], pag. 478, tabelul 5.68:

(25)

14). Coeficientul de infasurare conform [2], pag. 479, tabelul 5.69:

(26)

15). Puterea nominala transmisa de o curea:

(27)

16). Numarul de curele preliminar:

(28)

17). Coeficientul numarului de curele conform [2], pag. 507, tabelul 5.82:

18). Numarul de curele definitiv:

(30)

Se adopta: Z=2 curele.

19). Frecventa incovoierilor curelei:

40Hz    este frecvența admisibila conform [2], pag. 475.

20). Forta periferica transmisa:

(32)

21). Forta de intindere a curelei:

22). Cotele de modificare a distantei intre axe:

(33)

(33^I)

(34)

(34^I)

Fig. 6. Schema de calcul a transmisie prin curea trapezoidala

Concluzie :

Pentru V1 cu =1,6m, distanta intre axe se modifica cu 72mm;

Pentru V2 cu =1,4m, distanta intre axe se modifica cu 63mm.

3. Calculul fortei perturbatoare

a). Calculul masei excentrice la axul vibrator :

Fig. 7 Schema de calcul a masei arborelui

Masa arborelui:

A-   aria arborelui

L- lungimea arborelui

γ- greutatea specifica a otelului,

b). Calculul centrului de greutate al masei excentrice a axului:

(37)

Tabelul nr.1

c). Calculul masei excentrice a volantului:

Fig. 8. Schema de calcul a masei excentrice a volantului

(40)

Unde: m_e-masa excentrica a volantului;

V- volumul volantului.

(41)

Unde:

(42)

(43)

(44)

(45)

Fig. 9. Schema de calcul pentru V₃

Deci:

(47)

d). Mase excentrice suplimentare:

Varianta 1: m_e1=0,625kg

Fig. 10. Volantul cu masa excentrica suplimentara mica

Varianta 2: m_e2=1,115kg

Fig. 11. Volantul cu masa excentrica suplimentara mare

e). Calculul pozitiei centrului de greutate al volantului cu mase suplimentare:

A₂- aria sectiunii volantului cu masa m_ev=6,17kg;

A₃- aria maselor excentrice suplimentare - V1: m_e1=0,625kg, Ф320;

- V2:m_e2=1,115kg, Ф340.

Fig. 1 Schema de calcul a pozitiei centrului de greutate al volantului cu mase suplimentare

Tabelul nr.2

(50)

Cotele y pentru fiecare suprafata sunt:

(53)

Se determina:

(55)

Pozitia centrului de greutate se determina cu relatia:

f). Calculul fortelor centrifuge:

Puterea consumata este:

(57)

Unde:

- m este masa elementului in rotatie,   

- g este acceleratia gravitationala,

- ω este viteza unghiulara,

- n este turatia masei in miscare,

f₁). Viteza unghiulara de rotatie:

f₂). Forta centrifuga dezvoltata la arbore:

(59)

f₃). Forta centrifuga dezvoltata la volant:

(60)

Unde:   

Tabelul nr. 3

g). Determinarea fortelor perturbatoare

Fig. 13 Reprezentarea fortelor perturbatoare

Tabelul nr. 4

3.3. Calculul resoartelor

1). Forta de pretensionare in resort:

Unde: G_c- greutatea cadrului vibrant: G_c=7571N;

G_n- greutatea noroiului cernut: G_n=980N.

2). Forta perturbatoare in resort:

(63)

Se calculeaza numai pentru aceasta valoare:

Se va verifica numai pentru conditia de blocare a arcului.

3). Alegerea parametrilor arcului (constructiv):

- diametrul mediu, D_m=1,6m;

- numarul de spire active, n=5 spire;

- numarul total de spire, n₁=6,5 spire;

- indicele arcului, i=8.

4). Coeficientul de asimetrie al arcului:

(65)

5). Tensiunea tangentiala admisibila maxima la un ciclu de solicitare oscilanta:

Se alege material ARC 8 cojit cu proprietatile:

τ_a=402MN/m²

τ_{a/2 max}=485MN/m²

6). Coeficient de forma:

(68)

7). Diametrul barei cojite:

(69)

Se alege: Ф=20mm.

8). Constanta arcului:

(70)

Unde: G - modulul de elasticitate transversal, G=8000daN/mm

9). Parametrii de forma ai arcului:

- diametrul exterior, D=D_m+d=0,16+0,02=0,18m; (71)

- diametrul interior, D₁=D_m-d=0,16-0,02=0,14m;    (72)

- pasul spirelor active in stare libera,

se adopta:    (73)

diametrul exterior la blocare,

(74)

inaltimea arcului in stare libera,

(75^I)

10). Parametrii functionali ai arcului:

- sageata arcului in stare montata:

inaltimea arcului in stare montata:

sageata maxima de lucru a arcului:

(78)

inaltimea arcului sub sarcina maxima:

inaltimea de blocare:

(80)

verificare conditiei de blocare:

(81)

sageata arcului la blocare:

(82)

cursa arcului:

(83)

verificarea sarcinii maxime de lucru:

(84)

tensiuni tangentiale efective:

-maxima:

-minima:

verificarea functionarii pentru volanti cu contragreutati mari:

3.4. Elemente de miscare ale sitei vibratoare

1). Masa si pozitia centrului de greutate a sistemului perturbator ( arbore cu volanti):

Tabelul nr. 5

(91)

2). Amplitudinea miscarii centrului de greutate:

Unde: m_{c m}- greutatea cadrului mobil (masurat in practica).

3). Deplasarea maxima a centrului de greutate:

Se observa ca valoarea deplasarii maxime a centrului de greutate a cadrului mobil este de aproximativ sase ori mai mare decat valoarea indicata de diagrama de functionare a sitelor obisnuite (Δ_{S O}=1mm), ceea ce corespunde prescriptiilor literaturii de specialitate privind cernerea fina.

(94)

4). Determinerea coeficientului de cernere:

Unde: - δ este unghiul de inclinare al sitei, δ=9^0.

τ_v corespunde conditiei de cernere umeda prin alunecare, τ_v<1.

5). Verificarea arcurilor la frecventa de rezonanta:

perioada oscilatiilor proprii:

Unde: c- este constanta arcului, c=7,81N/m.

(97)

viteza unghiulara de rezonanta:

Se verifica deci conditia de functionare:

deci, nu exista pericolul de functionare in rezonanta.

3.5. Calculul la torsiune a arborelui in secțiunea cea mai slabita

Momentul de torsiune:

(100)

Modulul de rezistenta este:

Diametrul necesar al arborelui:

Puterea utila la ax:

(104)

Unde:

P_n puterea nominal a motorului;

_c randamentul transmisiei prin curele _c

Pentru OLC 45 imbunatatit:

Se alege:

Iar diametrul axului din solicitarea de torsiune va fi:

Din motive constructive se adopta d=0,06m.

Concluzii:

Din calculul transmisiei cu curele trapezoidale s-a ob inut numarul de curele necesare: Z=2 curele ce suporta o for a de intindere S=615,4N cu o lungime de curea de L_p=1,4m i distan a intre axe de 0,4m (construc ie compacta);

S-a determinat centrul de greutate a masei excentrice a axului yc= 18mm fa a de sistemul de referin a fixat. Masa excentrica a volantului este constant de 6,17Kg;

Pentru ob inerea unei plaje de valori de forțe perturbatoare se propune montarea și a unor mase excentrice suplimentare (din practica de 0,625Kg și de 1,115Kg);

Datorita mișcarii de rotație apar forțe centrifuge dezvoltate la arbore cu valoarea P_a=2354N și la volant P_v=16387N. Forțele perturbatoare sunt determinate in funcție de forțele centrifuge dezvoltate la arbore și la volanți.