Proiectarea Unei Linii de Montaj Automatizata Utilizata In Industria Auto
CUPRINS
Introducere
Capitolul 1 – Noțiuni introductive
Benzi transportoare
Caracteristici
Elemente componente
Tracțiuni electrice – ascensoare
Caracteristici
Elemente componente
Mașina de curent continuu
Elemente componente
Funcționare
Capitolul 2 – Proiectarea benzii transportoare
Prezentarea generală a benzii propuse
Elemente de comutație și comandă
Elemente de automatizare
Elemente de protecție
Capitolul 3 – Automatizarea benzii transportoare
Proiectarea schemei de comandă și de forță
Proiectarea softului pentru modul de lucru automat
Realizarea automatizării pentru linia de montaj
Concluzii
Bibliografie
Anexe
Lista figurilor,lista tabelelor si lista acronimelor
Lista figurilor
Figura 1.1. Bilanț de forțe in schema cinematică
Figura 1.2.Schema de suspendare a cabinei
Figura 1.3. Suspendarea cabinei, în cazul ascensoarelor cu trolii cu roată de fricțiune
Figura 1.4.Schema dispozitivului de protecție contra prăbusirii cabinei
Figura 1.5. Schema cinematică a mecanismului de rotire a acestei tobe
Figura 1.6. Construcțiile regulatorului de viteză
Figura 1.7. Conectarea în cascadă a două motoare asincrone cuplate rigid între ele
Figura 1.8. Valorile cuplurilor rezistente
Figura 1.9. Circuitul de fortă pe doua din faze
Figura 1.10. Construcțiile contactelor de blocare
Figura 1.15. Elementele constructive ale mașinii de curent continuu
Figura 1.16. Simbolizarea diverselor circuite electrice ale mașinilor de curent continuu
Figura 1.17. Mașina de curent continuu este antrenată de către un motor primar (motor Diesel,
Turbina cu abur, turbina hidraulică etc.)
Figura 1.18. Bilanțul puterilor mașinii în regim de generator
Figura 1.19. Sensurile celor doi curenți I si Ie în cele două circuite ale mașinii
Figura 1.20. Bilanțul puterilor mașinii în regim de motor
Figura 1.21. Bilanțul puterilor mașinii în regim de frînă
Figura 1.22. Schema electrică a ecuației circuitului de excitație de rezistență Re și inductivitate Le
Figura 1.23. Schema electrică echivalentă ecuației circuitului indusului (rotor) de rezistență Ra și inductivitate La, ce se miscă cu viteza unghiulară Ω
Figura 1.24. Schema electrică asociată ecuației mișcării rotorului avînd momentul de inerție total Ja, viteza instantanee W, cuplul aplicat la ax ms și coeficientul de frecări vâscoase Fa
Figura 1.25. Motor de curent continuu
Figura 2.1. Principalele părți componente ale unui transportor cu bandă
Figura 2.2. Secțiune a benzii cauciucate
Figura 2.3. Construcția unui tambur de întindere
Figura 2.4. Sistemul de susținere a benzii cu ajutorul tablierelor, rolelor sau combinații de tabliere și role
Figura 2.5. Tipuri de role
Figura 2.6. Sistemul de întindere a benzii
Figura 2.7. Sistemul de încărcare a benzii
Figura 2.8. Schema electrică
Figura 2.9. Releu inteligent
Figura 2.10. Reluctanța circuitului magnetic
Figura 2.11. Miez magnetic
Figura 2.12. Senzor inductiv S17-05N-1
Figura 2.13. Principiul de funcționare al siguranței fuzibile
Figura 2.14. Efectul de limitare a curentului prin siguranța fuzibilă
Figura 2.15. Siguranța fuzibilă rapidă
Figura 3.1.Macheta liniei de montaj
Figura 3.2.Schema de forță a motorului de la bandă
Figura 3.3.Schema de forță pentru pornirea motorului de la lift
Figura 3.4.Schema de comandă cu P.L.C
Figura 3.5.Program diagram
Figura 3.6. Schema electrică
Lista graficelor
Graficul 1.1.Cabina incarcată la capacitate mare,care se deplasează în direcție descendentă
Graficul 1.2.Cabina incarcată la capacitate mică,care se deplasează în direcție ascendentă
Lista tabelelor
Tabel 1.1.Caracteristicile dimensionale ale transportoarelor cu bandă
Tabelul 1.2. Valorile uzuale ale vitezelor de deplasare, in metri pe secundă, ale cabinelor diferitelor tipuri de ascensoare
Lista acronimelor
PLC- Programmable logic controller (Controlerele Programabile Logice)
Introducere
Mecanizarea proceselor de producție, mai ales a celor cu volum mare de muncă și a muncilor grele, automatizarea și crearea sistemelor flexibile de fabricație avînd toate drept scop creșterea productivității, reducerea costurilor de fabricație, asigurarea indicilor calitativi și tehnico – funcționali optimi produselor fabricate, nu se pot obține fără contribuția echipamentelor de ridicat și transportat.
Rolul transportului uzinal în lanțul proceselor tehnologice din diverse ramuri de producție este de necontestat, atît în ceea ce privește munca manuală și înlocuirea ei, cît și prin scopul urmărit de creștere a productivității în cadrul proceselor de producție respective, operațiile de ridicare și transport fiind integrate în lanțul de procese tehnologice din diverse ramuri de producție.
În majoritatea cazurilor, în industria auto, echipamentele de transport fac parte integrantă din liniile tehnologice, contribuind în cadrul fluxului tehnologic la efectuarea în bune condițiuni a operațiilor tehnologice necesare obținerii produsului finit.
Prezenta lucrare de licență tratează probleme legate de construcția, proiectarea și exploatarea echipamentelor de transport tipice liniilor tehnologice din diferite sectoare din industria auto. El reprezintă o sinteză documentară în domeniu, modul de abordare al problemelor bazîndu-se pe experiența în proiectare.
Lucrarea de licență este structurată în patru capitole, după cum urmează:
În capitolul 1, intitulat, Noțiuni introductive, se prezintă aspectele generale privind caracteristicile și elementele componente ale benzilor transportoare; caracteristicile și elementele componente ale tracțiunilor electrice ascensoare, precum și elementele componente și funcționarea mașinii de curent continuu.
În capitolul 2, intitulat „Proiectarea benzii transportoare, este ilustrata prezentarea generală a benzii propuse, elemente de comutație și comandă, elemente de automatizare cît și elemente de protecție.
În capitolul 3, intitulat „Automatizarea benzii transportoare, este descrisă proiectarea schemei de comandă și de forță; proiectarea softului pentru modul de lucru automat, dar și realizarea automatizării pentru banda transportoare.
Concluziile evidențiază cele mai importante rezultate din lucrare, opinia personală privind rezultatele obținute în lucrare, precum și potențialele direcții viitoare de cercetare legate de tema abordată.
Conținutul prezentei lucrări poate fi util atît pentru formarea viitorilor specialiști în utilaj tehnologic pentru industria auto, cît și personalului tehnic care se ocupă cu exploatarea și întreținerea echipamentelor de ridicat și transportat.
Capitolul 1 – Noțiuni introductive
1.1 Benzi transportoare
Transportul materialelor cu ajutorul benzilor transportoare reprezintă una din metodele des folosite în cadrul exploatărilor de materii prime, iar distanțele de transport sînt mult mai mari în comparație cu lungimile benzilor transportoare (de regulă benzile transportoare au lungimi de pînă la 300 m) [1].De aceea este necesar ca acestea să fie îmbinate prin vulcanizare [2]. Vulcanizarea pentru îmbinarea benzilor determină obținerea în zona de îmbinare a unor caracteristici mecanice mult inferioare restului benzii, iar acest lucru determină o scădere a duratei de utilizare a benzii și în același timp o creștere a costurilor legate de transportul materialelor [3]. Dobîndirea unor trăsături mecanice, în zona de asamblare, apropiate de cele ale restului benzii ar permite o creștere a duratei de viață a acesteia și o descreștere esențială a costurilor determinată în principal de consumul mai mic de benzi transportoare.
De asemenea o reducere a consumului de benzi transportoare determină și o reducere considerabilă a poluării mediului [4] deoarece procesul de valorificare a deșeurilor de benzi transportoare este unul destul de complex și care la rîndul său este un mare consumator de energie, iar datorită acestui lucru nu întreaga cantitate de deșeuri de benzi transportoare este valorificată superior ci numai o anumită parte, iar restul se valorifică inferior în special prin taluzare [5].
Îmbinarea benzilor transportoare prin vulcanizare se realizează în condiții dificile în cadrul exploatărilor de materiale, iar acest fapt determină de foarte multe ori apariția unor defecte în zona de îmbinare ce au efecte negative asupra caracteristicilor benzii [6].
Transportoarele cu bandă se utilizează pentru transportul pe orizontală sau pe direcție înclinată față de orizontală cu un unghi de 5-25°, atît a sarcinilor vărsate cît și a sarcinilor în bucăți. De asemenea ruta pe care lucrează transportorul poate fi compus, fiind format din zone orizontale, zone înclinate, unite între ele cu zone curbe.
Avînd în vedere durabilitatea benzilor, lungimea maximă a transportoarelor cu bandă s-a redus la 250-300 m. În situația în care sarcina trebuie să fie transportată pe distanțe mai mari, se întrebuințează o instalație de transport combinată din mai multe transportoare care se alimentează în serie. În cazul transportoarelor înclinate, unghiul de înclinare al benzii se ia în funcție de însușirile sarcinilor transportate, de unghiul de frecare al materialului transportat cu banda, de dimensiunea unghiului de taluz natural, de viteză de transport și de metoda de alimentare al transportului.
Se preconizează că unghiul de înclinare al benzii să fie cu 10-15° mai mic decît unghiul de frecare al materialului cu banda, pentru a se preveni alunecarea materialului în timpul transportului, din pricina șocurilor.
Ținînd seama de caracteristicile constructive și funcționale, se poate face următoarea clasificare a transportoarelor cu bandă [7]:
Transportoare cu bandă:
Staționare:
– Lățimea benzii 600 mm (pentru transportul sarcinilor mărunte și în bucăți);
– Lățimea benzii [mm]: 400; 500; 600; 650; 750; 800; 900; 1000; 1100; 1200 (pentru transportul sarcinilor mărunte).
Mobile:
– Lățimea benzii [mm]: 400; 500; lungimea benzii [m]: 5; 10; 15 (pentru transportul sarcinilor mărunte și în bucăți);
– Lățimea benzii 500 mm; lungimea benzii [m]: 5; 7 (pentru transportul sarcinilor mărunte).
Caracteristici
Transportorul cu bandă este unul din cele mai răspîndite modele de instalații de transport continuu.El este supus atît pentru mișcarea sarcinilor granuloase cît și pentru mișcarea celor individuale.
Transportorul cu bandă se utilizează pentru deplasarea orizontală sau inclinata, sub un unghi care nu trebuie să fie mai mare decît unghiul pentru care sarcinile granuloase sau individuale ce se mișca încep să alunece pe bandă.
Banda are misiunea de a face posibilă funcționarea instalațiilor în condiții de securitate și de eficacitatea economică maximă. Pentru aceasta bandă transportorului trebuie să fie flexibilă, rezistenta și durabilă.
Calculele de dimensionare a benzii transportoare precum și a altor elemente ale transportorului impun cunoașterea modului în care forțele de tracțiune din banda (tensiunile din această) variază pe lungimea transportorului. În toate situațiile de funcționare a transportorului trebuie asigurată antrenarea benzii fără apariția fenomenului de patinare a acesteia precum și limitarea săgeții benzii (dintre seturile de role) [8].
Banda solicita o:
întindere prealabilă;
nu indura încărcări unitare prea mari;
nu pot transporta materiale fierbinți și materiale chimic agresive;
nu pot fi întrebuințate în condiții de temperatura scăzută;
Cea mai mare răspîndire la transportoarele cu banda, o are banda textilă cauciucată [9]. Ea se execută din straturi de pînză de bumbac, îmbinate între ele prin vulcanizare cu cauciuc natural său sintetic.
Benzile care nu au acoperire de cauciuc se pot utiliza numai în condiții de folosire deosebit de favorabile. După stilul de așezare al pînzelor în bandă se disting: benzi din pînze separate și benzi din pînze înfășurate.
Numărul straturilor tranzistorii din banda de care depinde rezistența ei, se alege în funcție de lățimea benzii, crescînd odată cu aceasta. Banda trebuie să aibă un anume grad de elasticitate, să nu fie prea mare, pentru că marginile ei să nu se înconvoaie în jos.
Din această pricină, în cazul sarcinilor individuale grele și ale celor granuloase cu bucăți mari și grele, trebuie că indiferent de numărul straturilor cerut din condiția de rezistență, să se ia mai multe straturi intermediare decît în cazul sarcinilor ușoare.
Atunci cînd bandă se calculează la rezistență, la transportoarele cu bandă, coeficientul de siguranță la rezistență se adoptă în funcție de următoarele cauze [10]:
distribuție parțială constantă a efortului dintre straturi;
prezenta în bandă în afară de efortul de tracțiune și a unui alt efort de care nu s-a ținut seama, provocat de încovoierea benzii pe rotițe de acționare;
slăbirea benzii prin obosire și printr-o deteriorare parțială cît și slăbirea benzii în punctele de înnădire.
Tipurile obișnuite de benzi care se execută pot funcționa normal la temperaturi medii, adică aproximativ de la -20 pînă la + 50. +60C. Cînd temperaturile sunt mai coborîte sau mai ridicate, este indispensabil să se întrebuințeze tipuri speciale de benzi.
Atît din cauze tehnologice cît și din motivul condițiilor de transport, benzile se fabrică din bucăți lungi de cel mult 120 m, astfel ca pentru un transportor cu o lungime mai mare este nevoie că benzile să fie înnădite la locul montării lor.
Întocmai și la transportoarele scurte banda are cel puțin o înnădire, pentru că montarea pe transportor a unei benzi fără sfîrșit se complică în mod simțitor. Înnădirea cea mai rațională a capetelor benzii se face prin încleiere și vulcanizare sau prin coasere.
În acest sens, ambele capete ale benzii, ce trebuie înnădite, se taie oblic în trepte și se suprapun unul peste altul, astfel că numărul straturilor din punctul de înnădire și prin urmare și grosimea benzii să se păstreze aceeași. Apoi locul de înnădire se încleiază și se vulcanizează cu un aparat special de forma unei prese, care efectuează simultan o presiune și o temperatură înaltă.
În absența unui aparat de vulcanizare, înnădirea capetelor de bandă se face prin încleiere cu clei de cauciuc și prin coaserea punctului de înnădire cu curelușe. Sunt des folosite înnădirile metalice, sub formă de articulații sau de cleme.
În scopul de a evita străpungerea în bandă a umezelii, ceea ce ar produce putrezirea pînzelor, este bine ca locul de înnădire să se acopere cu o pastă care să rețină străpungerea umezelii sau să se vulcanizeze cu cauciuc.
Caracteristici dimensionale:
Transportoarele cu bandă se utilizează la transportul sarcinilor atît pe distanțe mici, cît și pe distanțe mari.Ținînd cont de rezistență benzilor, lungimea maximă a transportoarelor cu bandă se limitează la 250 ~ 300 m. în cazul în care este necesar ca sarcina să fie transportată pe lungimi mai mari, se va folosi o instalație compusă din mai multe transportoare cu banda care se montează în serie și se alimentează în cascadă.
În funcție de natura materialului transportat și de lățimea benzii se alege viteza benzii transportoare.
Tabel 1.1.Caracteristicile dimensionale ale transportoarelor cu bandă [11]
Benzile transportoare se aleg în funcție de următoarele caracteristici [12]:
Materialul din care este realizat învelișul benzii transportoare;
Tipul inserției și numărul de straturi;
Tensiunea corespunzătoare unei elongații de 1%;
Grosimea profilului de la suprafața benzii transportoare etc;
Siguranța operațională și perioada de funcționare a operațiunilor grele și benzile transportoare, foarte productive, reprezintă o caracteristică specială, foarte importantă pentru sistemele de transport în mînă, cu funcționare continua [13].
Elemente componente
Elementele componente ale transportoarelor cu bandă sînt următoarele:
1 – Grup antrenare;
2 – Grup întindere;
3 – Role superioare;
4 – Role inferioare;
5 – Banda transportoare;
1-Grup antrenare:
Transportoarele cu banda utilizează ca organ de transport benzi din cauciuc cu inserții antrenate pe suporți de role cilindrice [14].Banda poate fi montată și în jgheab metalic sau închisă în carcasa metalică.
Antrenarea benzii se face de la un grup de antrenare motor – reductor – tambur.
Variația puterii de antrenare a benzii transportoare pentru două situații concrete [15]:
A) în funcție de viteză de transport la funcționarea în gol;
B) în funcție de viteză de transport cînd greutatea materialului excavat pe unitatea de lungime de covor, este constantă, pentru diferite tipuri de benzi;
Punerea în mișcare și întinderea benzii se execută cu ajutorul tamburului de acționare și a tamburului de întindere montate la capetele acesteia.
Tamburul de acționare este montat împreună cu întregul grup de acționare (motor, reductor și elemente de legătura sau moto reductor cu elemente de legătură) pe capătul superior al benzii, iar
Tamburul de întindere cu mecanismul de întindere se montează la capătul inferior al transportorului.
Reductorul are rolul de a micșora turația arborelui motorului, corespunzătoare vitezei periferice a tamburului de antrenare, care trebuie să fie egală cu viteza de transport.
2-Grup întindere:
Pentru funcționare transportorului cu bandă este necesar ca banda să fie întinsă astfel ca între rolele de reazem să nu se formeze săgeți preamări și să se poată realiza transmiterea forței de tracțiune corespunzătoare frecării necesare dintre tambur și bandă [16].
Această forța de întindere este aplicată benzii cu ajutorul unui dispozitiv de întindere care este astfel conceput încît să poată recepționa și alungirea permanentă care o suferă banda prin funcționare îndelungată.
Dispozitivele de întindere sunt de două feluri: cu șurub și cu greutate.
Dispozitivul de întindere cu șurub este de construcție simplă, dar prezintă dezavantajul că forța de întindere a benzii diferă pe măsura ce bandă se alungește sau se schimbă gradul ei de încărcare, ceea ce supune un control des al întinderii benzii.
3-Role superioare:
Pentru a împiedica deformarea benzii în timpul lucrului, sub acțiunea greutății proprii și a greutății materialului, aceasta se sprijină pe role superioare și role inferioare. Rolele superioare sînt grupate cîte 3, conferind formă de jgheab a benzii (mărește capacitatea de transport).
4-Role inferioare:
Rolele inferioare se montează cîte una pe lățime și au rolul de a susține covorul de cauciuc pe traseul de întoarcere. O parte din rolele inferioare pot fi dotate cu talere pentru a ghida covorul de cauciuc. De asemenea banda poate fi dotată suplimentar cu role de ghidare
5- Banda transportoare:
Benzile transportoare din cauciuc se pot dota cu racle ti, pereți laterali (ALIANȚA) sau pot avea din turnare profiluri tip CHARRON.
Aceste benzi se împart în două mari categorii:
Seria standard (din cauciuc cu inserție de poliester);
Seria stele cord (din cauciuc cu inserție de toroane oțel sau plasa oțel);
Seria standard: benzile sînt acoperite cu un înveliș din amestec de cauciuc cu proprietăți specifice care conferă rezistenta la agenți exteriori, uzură, rupere și taiere chiar și în condiții de temperatură ridicată, reziduuri uleioase sau substanțe acide de la încărcătura transportată [17].
Seria stele cord sînt fabricate potrivit standardelor 22131, cu cabluri de oțel galvanizat cu un înveliș din amestec de cauciuc cu excelente proprietăți mecano-chimic.
Această caracteristică este deosebit de importantă pentru distribuția încărcăturilor intre cabluri, pentru incorporarea deformărilor locale, ciclu de viața prelungit și rezistența racordurilor.
Pentru a conferi izolație fata de mediul exterior și fata de contactul cu produsele transportate, cordul metalic este acoperit cu straturi de cauciuc cu proprietăți speciale care oferă protecție chiar și pe laturile exterioare (taloane).
Învelișul de cauciuc protejează cablurile de agenții corozivi, mecanici și chimici, temperatură ridicată sau medii gazoase sau inflamabile, dacă este cazul, învelișul poate fi prevăzut cu o protecție din material sintetic sau metalic care are rol împotriva tăieturilor.
1.2. Tracțiuni electrice – ascensoare
1.2.1 Caracteristici
1.2.2 Elemente componente
1.2.1. Caracteristici
Consideratii generale
Calculul mecanic strict necesar schemei cinematice:
Existența materiei, a cărei componentă suntem și noi, cu tot ce ne înconjoară, presupune mișcare, adică mișcarea este un mijloc fundamental de existență a materiei.
În figura 1.1. sunt prezentate numai acele părți ale schemei cinematice care contribuie la alegerea motorului de acționare:
Figura 1.1. Bilanț de forțe in schema cinematică [18]
Au fost utilizate notațiile:
ME – Motorul electric de acționare (motor de c.c. în cazul enunțului dat),
T – Transmisie mecanică (reductorul de viteză melc-roată melcată),
RF – Roata de fricțiune,
RCL – Roata de conducere liberă,
Mc – Masa cabinei,
Gc – Greutatea cabinei, Gc Mcg,
g – Accelerația gravitațională, g 10ms-2,
QN – Masa persoanelor corespunzătoare încărcăturii nominale,
Q – Masa persoanelor aflate în cabină la un moment oarecare,
Mcg –Masa contragreutății,
Ff – Forța de frecare echivalentă calculată din randamentul puțului,
T1,2 – Tensiunile din fir,
(+), v, am –Sens pozitiv de mișcare, viteză de deplasare și accelerație maximă,
Ft –Forța de tracțiune dezvoltată de roata de fricțiune
Ascensoarele servesc exclusiv pentru ridicarea și coborîrea sarcinilor. Din punctul de vedere al felului sarcinii, ascensoarele pot fi de materiale, de persoane și mixte, iar din punct de vedere al comenzii pot fi:
Cu însoțitor, în care caz comandă se face cu ajutorul unui controler de comandă de către însoțitor;
cu comandă prin butoane din exterior (ascensoare de materiale);
cu comandă prin butoane din interior și apel;
cu comandă prin butoane din interior și cu auto-nivelare;
cu comandă centralizată de la un post dispecer.
Din punctul de vedere al construcției troliului ascensorului se disting ascensoare echipate cu trolii cu tobă și cu trolii cu roata de fricțiune. Troliile cu roata de fricțiune prezintă o serie de avantaje față de primele și de aceea sînt mult mai des întîlnite [19]. În cazul în care troliile cu toba, suspendarea cabinei se face după una din schemele din Figura 1.2. Cabină este echipată parțial de contragreutatea G.
Figura 1.2.Schema de suspendare a cabinei
În cazul ascensoarelor cu trolii cu roata de fricțiune, suspendarea cabinei se face că în Figură 1.3. Ultimele două sisteme cu circuit închis se numesc cu cablu de echilibrare și se adoptă în cazul ascensoarelor care deservesc clădirii cu multe etaje, cu înălțimi mari de ridicare, la care influenta greutății lablului I, în lipsa cablului de echilibrare 2, ar fi apreciabilă.
Figura 1.3. Suspendarea cabinei, în cazul ascensoarelor cu trolii cu roată de fricțiune
Sarcina nominală a ascensorului Gn este definită drept sarcină maximă utilă transportată de ascensor.Cu alte cuvinte sarcina nominală a unui ascensor nu cuprinde greutatea cabinei Gc și a utilajului care se găsește în permanență în ea.
Greutatea contragreutății se ia:
G≈ G + (0.4÷0,5)* G
În tabelul 1.2. Sunt date valorile uzuale ale vitezelor de deplasare, în metri pe secundă, ale cabinelor diverselor tipuri de ascensoare.
Tabelul 1.2. Valorile uzuale ale vitezelor de deplasare, in metri pe secundă, ale cabinelor diferitelor tipuri de ascensoare [20]
Dispozitivul de protecție contra prăbușirii cabinei :
Unul din dispozitivele ascensorului de cea mai mare răspundere este așa-zisul dispozitiv de blocare a cabinei pe șinele de ghidare a acesteia, intitulat și dispozitiv de protecție împotriva prăbușirii cabinei. Acest dispozitiv are rolul de a bloca cabină pe șinele de ghidare atunci cînd viteza ei, dintr-un motiv oarecare, depășește cu 40%÷50% viteza sa nominală. În felul acesta se împiedică prăbușirea cabinei, de exemplu, la ruperea cablurilor de suspensie.
Figura 1.4.Schema dispozitivului de protecție contra prăbusirii cabinei
În Figură 1.4.se dă schematic una din construcțiile unui asemenea dispozitiv.Acesta se compune din doi clești 1 a căror strîngere pe șinele de ghidare 2 se realizează cu ajutorul a două piese conice 3, deplasate axial prin rotirea tobei 4, cuplată cu cele două piese 3 prin filet, și anume unul pe dreapta, celălalt pe stînga.Schema cinematică a mecanismului de rotire a acestei tobe este dată în Figură 1.5.
Figura 1.5. Schema cinematică a Figura 1.6. Construcțiile regulatorului de
mecanismului de rotire a acestei tobe viteză
Cabul auxiliar 1, care este petrecut după scripetele 2, cuplat axial cu un regulator de viteză și după scripetele de întindere 3, este fixat de cabina ascensorului 4 prin intermediul unei asamblări cu fricțiune 5. Cablul 6 al acestei tobe este rigid fixat de cablul 1. Atît timp cît viteza se menține sub viteza maximă, regulatorul de viteză nu intervine, cablul 1 se deplasează liber la o dată cu cabina, fiind antrenat de acesta prin intermediul asamblării cu fricțiune 5. În această situație, toba mecanismului de blocare nu suferă nici o mișcare, iar acest mecanism nu intervine. Cînd viteza cabinei depășește valoarea maximă admisă, regulatorul de viteză produce blocarea scripetului 2. În această situație, cabina continuînd să coboare, face să apară o lunecare a cuplajului 5 pe cablul 1, ceea ce produce desfășurarea cablului 6 de pe toba dispozitivului de blocare. Toba acestuia se rotește, și prin aceasta, după cum s-a văzut mai sus, produce blocarea cabinei pe șine.
În Figură 1.6. Este dată una din construcțiile regulatorului de viteză [21] amintit:
1 – carcasa fixă;
2 – piese mobile;
3 – axe piese mobile;
4 – resorturi;
5 – disc;
La o turație prea mare vîrfurile 6 ale pieselor mobile 2, datorită forței centrifuge, intra în locașurile 7 ale carcasei, realizînd blocarea discului 5 (respectiv a cabinei pe șine).
Alegerea sistemului de acționare al ascensorului:
Sistemul de acționare al unui ascensor este determinat în primul rînd de cerințele care se impun ascensorului în legătură cu accelerația și încetinirea cabinei, precum și cu precizia opririi ei la etaje. Acționarea ascensoarelor de persoane și a celor de mărfuri cu viteze de deplasare pînă la 1 m/s se realizează de cele mai multe ori cu ajutorul motoarelor asincrone, în scurtcircuit sau cu inele, cuplate cu toba, respectiv cu roata de fricțiune prin intermediul unui reductor. La aceleași ascensoare, în scopul realizarii unei opriri exacte a cabinei în dreptul palierelor
respective, cu alte cuvinte în scopul obținerii unei nivelări precise, se impune ca înainte de oprire viteza cabinei să fie redusă pînă.la 0,1÷0,25 m/s. Pentru aceasta, acționarea lor se poate face folosind două motoare diferite, dintre care unul principal de putere mai mare pentru deplasarea cabinei cu viteza normală, iar al doilea de putere mai mică pentru obținerea vitezei de nivelare. Cel deal doilea motor acționează troliul ascensorului prin intermediul unui reductor separat, cu raport de transmisie mult mai mare. Obținerea nivelării se face prin deconectarea puțin înainte de a ajunge la nivelul respectiv a motorului principal și conectarea în locul lui a motorului auxiliar. Mai comodă pentru acest scop este folosirea motoarelor asincrone în scurtcircuit cu două viteze, avînd două înfășurări separate pe stator. Raportul perechilor de poli ai celor două înfășurări se ia cel mai des egal cu 3: 12 sau 2: 10. În felul acesta se obține o viteză de nivelare de patru, respectiv cinci ori mai mică decît viteza nominală al ascensorului. Cum cuplul rezistent la roata de fricțiune al ascensorului rămîne același în cazul ambelor viteze, cele două înfășurări stat orice se calculează pentru funcționarea motorului la cuplu constant.
Cîteodată trecerea la viteza de nivelare se realizează prin conectarea în cascadă a două motoare asincrone cuplate rigid între ele Figura 1.7.
Figura 1.7. Conectarea în cascadă a două motoare asincrone cuplate rigid între ele
În mod normal funcționează numai motorul Mu contactorul K fiind anclanșat. Pentru a trece la viteza de nivelare se produce declanșarea acestui contactor. Prin aceasta se realizează montajul în cascadă amintit, și anume rotorul motorului principal Mi se conectează la statorul motorului în scurtcircuit M2. Bornele de ieșire ale înfășurărilor statori ce ale acestui motor rămîn conectate la rezistență de pornire R. Ordinea fazelor la alimentarea motorului M2 se alege astfel încît cîmpul învîrtitor să se rotească în același sens cu rotorul. Viteza sincronă a motorului Mt este dată de relația:
1.1
Frecvența curentului rotoric va fi:
f2=sf1=∙ f1 = ∙ = 1.2
Viteza sincronă a motorului M2, considerată față de frecvență de alimentare f2, respectiv viteza cîmpului învîrtitor al motorului Mg, va fi:
n02 = = ∙ = (n01−n) 1.3
Determinarea puterii motorului de acționare:
Determinarea puterii motorului electric de acționare a unui ascensor impune cunoașterea regimului de lucru, a diagramei de sarcină a motorului, precum și a valorilor cuplurilor rezistente la roata de fricțiune în timpul diferitelor deplasări [22].
Se determina mai întîi valorile cuplurilor rezistențe.Pentru aceasta să considerăm Figura 1.8 Cuplul rezistent la arborele roții de fricțiune excluzînd pierderile determinate de frecările în lagăre i de încovoierea.Cablului, este dat de relația:
MT =(Tc- Tg) ∙ RT 1.4
și el presupune cunoașterea tensiunilor Tc și Tg în punctele a și b ale celor două ramuri ale cablului.Să considerăm valorile celor două tensiuni în regimul dinamic în cazul diferitelor operații.
Figura 1.8. Valorile cuplurilor rezistente
Pornire la ridicarea cabinei (Tcpr, Tgpr). Valoarea tensiunii în ramura de cablu pe care atîrna cabina este dată de relatia:
Tcpr= ( Gc+G) + ∑ Pc 1.5
în care:
Gc este greutatea cabinei, in kgf ;
G — sarcina din cabină, in kgf;
a — accelerația cabinei, in m/s2;
g — accelerația gravitației, 9,81 m/s2;
ΣPc— suma tuturor celorlalte eforturi care se opun mișcarii cabinei..
Din cadrul acestor eforturi rezistente fac parte: efortul de frecare a cabinei pe glisiere (șine de ghidare), efortul suplimentar de frecare în glisiere la încărcarea dezaxată a cabinei, efortul rezistent datorită aerului.
Tensiunea în ramura contragreutății este:
Tgpr = Gg – ∑Pg = (Gc+KGn) – ∑ Pg , 1.6
În care Gn este sarcina nominală a ascensorului, în kgb, iar, Pg este suma tuturor eforturilor care se opun mișcării contragreutății.
Oprire la ridicarea la ridicarea cabinei (Tcor, Tgor)
Valorile tensiunilor respective sînt date de relațiile:
Tcor = (Gc+ G) – ∑ Pc 1.7
și
Tgor = (Gc+ KGn) ∙ – ∑ Pg 1.8
Pornire la coborîrea cabinei(Tcpc, Tgpc)
In acest caz vom avea
Tcpc=(Gc+ G) – ∑ Pc 1.9
și
Tgpc=(Gc+ KGn) + ∑ Pg 1.10
Oprirea la coborîrea cabinei (Tcpc, Tgpc).
Valorile celor doua tensiuni sunt date in acest caz de relațiile:
Tcpc=(Gc+ G) – ∑ Pc 1.11
si
Tgpc= (Gc+ K∙Gn) + ∑ Pg 1.12
Valorile cuplurilor pe care trebuie să le dezvolte motorul de acționare la arborele sau, în cazul diferitelor operații, excluzînd pierderile în lanțul cinematic al transmisiei sînt:
a) Pornire la ridicarea cabinei (Mprc)
Mprc= = 1.13
În care Mjt și GAD2 sunt cuplul dinamic al întregii transmisii (de la motor pînă la roata de fricțiune inclusiv), respectiv momentul de volant, reduse la arborele motorului, iar i — raportul de transmisie de la motor la roată.
b) Oprire la ridicarea cabinei (Morc):
Morc= =
= 1.15
c) Pornire la coborîrea cabinei (Mpcc):
Mpcc =
1.16
d) Oprire la coborîrea cabinei (Mocc):
Mocc=
1.17
În regimul static valorile cuplurilor respective se obțin anulînd accelerația. Se obține astfel pentru ridicarea cabinei:
Mrc =
1.18
iar la coborîrea cabinei
Mcc= 1.19
Din relațiile de mai sus se constată că atît în regim staționar cît și în regim dinamic, regimul de funcționare al motorului este determinat de raportul dintre cuplurile care se opun mișcării și cele ce o favorizează. Astfel de exemplu, în cazul regimului staționar de ridicare a cabinei, regimul de funcționare al motorului este:
— regim motor dacă
— regim de mers în gol dacă G+ΣPc+ΣP=K*Gn;
— regim de generator cu recuperare dacă G+2PC+ 2Pg <K*Gn
Aparate de comandă folosite la ascensoare:
Limitatoarele de cursă. Limitatoarele de cursă folosite la ascensoarele electrice sunt de tipul obișnuit. Ascensoarele se echipează în mod curent cu limitatoare de cursă conectate în circuitul de comandă, care trebuie să oprească cabina În pozițiile limita ale parcursului ei de lucru, precum și cu un limitator de siguranță, conectat în circuitul de forță pe două din faze., care limitează ambele curse ale cabinei, atît cea de ridicare cît și cea de coborîre.
Figura 1.9. Circuitul de fortă pe doua din faze
Contactele de blocare.În Figură 1.10. Este dată una din construcțiile unor asemenea contacte. Construcția este similară cu a unui limitator de cursă destinat a fi conectat în circuitul de comandă.
Figura 1.10. Construcțiile contactelor de blocare
Traductoare de poziție.La unele ascensoare, cum sunt, de exemplu, ascensoarele rapide și cele exprese, este necesar ca în timpul deplasării cabinei să se emită diferite semnale de comandă
[23].
Emiterea acestor semnale trebuie să aibă loc într-un moment precis, cînd cabină se găsește Într-un anumit loc al puțului. Pentru emiterea acestor semnale se folosesc traductoare de poziție, formate dintr-un magnet permanent fixat de cabină și una sau mai multe bobine fixate de puț în locurile unde trebuie să se emită semnalele respective. Prin trecerea magnetului permanent în dreptul bobinei respective, la bornele ei apare o t.e.m. de inducție care constituie semnalul primar respectiv.
1.2.2. Elemente componente
Un ascensor clasic include trei componente principale [24]:
motorul;
cabina ascensorului;
contragreutatea;
Motor:
Determinarea puterii motorului electric de acționare a unui ascensor impune cunoașterea regimului de lucru, a diagramei de sarcina a motorului, precum și a valorilor cuplurilor rezistente la roata de fricțiune în timpul diferitelor deplasări.
Cu cît motorul ascensorului este mic, cu atît el cîștiga un spațiu sporit fata de alte modele.Sistemul de acționare poate fi instalat în zona superioarã a puțului și nu necesitã camera mașinii. Motorul consumã puținã energie electricã și, datoritã mijloacelor de tracțiune, nivelul de zgomot în cabinã este mic.
Cabina ascensorului:
Sistemul folosit pentru realizarea unui ascensor iu clasic nu ar trebui să necesite mult spațiu.Acesta ar fii un beneficiu evident, deoarece ar fii mai multă libertate de mișcare datorită unei cabine mai mari.
Contragreutatea este proiectată pentru a echilibra o cabină încărcată pe jumătate.Energia electrică este generată atunci cînd cabina încărcată la capacitate mare se deplasează în direcție „descendentă” sau atunci cînd o cabină încărcată la capacitate mică se deplasează în direcție „ascendentă” (suprafața de culoare verde a graficului) [25].
Graficul 1.1.Cabina incarcată la Graficul 1.2.Cabina incarcată la capacitate
capacitate mare,care se deplasează mică,care se deplasează în direcție
în direcție descendentă ascendentă
Mașina de curent continuu
Mașinile electrice sînt echipamente electromecanice ce convertesc energia mecanică în energie electrică sau invers, după cum ele funcționează în regim de generator electric sau de motor electric [26].
Elemente componente
Figura 1.15. Elementele constructive ale mașinii de curent continuu
1 – carcasă; 2,3 – scuturi; 4 – pol principal; 5 – pol de comutație; 6 – miezul rotorului;
7 – bandaj; 8 înfășurarea rotorului; 9 – ax; 10 – suport portperii; 12 – colector; 13 – capac exterior; 14, 15 rulmenți; 16 – cutie de borne; 17 – bulon; 18 – bobina polului de comutație; 19 – bobina polului de excitație; 20 – inel de ridicare; 21 – ventilator; 22 – perie; 23 – colier portperie.
Mașina de curent continuu se compune în principal dintr-un inductor care în construcția clasică formează statorul, capabil să genereze în întrefier un cîmp magnetic hetero polar și un indus, care constituie rotorul mașinii [27]. În figură 1.15. Pot fi evidențiate în detaliu elemente constructive specifice.
Statorul mașinii din figura are 2p = 4 poli, denumiți poli principali sau poli inductori.
Miezul magnetic al acestor poli poate fi masiv, sau din tole de 0,5.2 mm grosime, asamblate prin nituire. Cea de-a doua variantă este mai ușor de executat și în plus asigura reducerea pierderilor datorate eventualului caracter pulsatoriu al cîmpului magnetic. Bobinele aparțin circuitului de excitație al mașinii, fiind plasate în jurul acestor miezuri; modul lor de conectare este astfel încît sensul cîmpului magnetic să alterneze de la un pol la altul în lungul periferiei statorului.
Cîmpul magnetic creat de polii principali se închide prin jugul magnetic stator ic, care poate îndeplini uneori și rolul de carcasa a mașinii, cazul din figura 2.1., prin întrefierul dintre stator și rotor și apoi prin miezul magnetic al rotorului.
La mașinile de puteri medii și mari între polii principali inductori se plasează polii de
comutație, ale căror bobine sînt conectate de asemenea astfel încît cîmpul magnetic al acestora să alterneze de la un pol la altul; se folosește și denumirea de poli auxiliari pentru acești poli.
Mașinile de puteri medii și mari, precum și cele destinate să funcționeze în regimuri cu variație rapidă a sarcinii, sînt echipate cu o înfășurare de compensare a cîmpului de reacție al indusului, plasată în piesele polare ale polilor inductori, în imediata vecinătate a întrefierului.
Aceasta înfășurare se conectează în serie cu înfășurarea indusului, axa magnetică a acesteia fiind axa polilor principali.
Statorul este echipat în părțile frontale cu scuturi portțigare, pentru susținerea și centrarea rotorului [28]. Sistemul de perii colectoare este fixat pe unul din aceste scuturi, uneori astfel încît periile să poată fi decalate în direcție azimutală.
Figura 1.16. Simbolizarea diverselor circuite electrice ale mașinilor de curent continuu
Simbolizarea diverselor circuite electrice ale mașinilor de curent continuu este aceea din figura 1.16., marcarea bornelor fiind după cum urmează:
înfășurarea indusului, A;
înfășurarea polilor auxiliari, B;
înfășurarea de compensare, C;
excitația serie, D;
excitația derivație, E;
excitația separată, F
Indusul sau rotorul mașinii de curent continuu consta dintr-un miez magnetic realizat din tole de hotel electrotehnic [29], uzual cu grosimea de 0,5 mm.
Partea dinspre întrefier a acestui miez conține crestături repartizate uniform, în care se plasează înfășurarea indusului.
Înfășurarea indusului este de tipul repartizată în crestături, în două straturi, închisa, cu multiple prize conectate la lamelele colectorului.
Colectorul, situat la una din extremitățile frontale ale rotorului, este constituit dintr-o
succesiune de lamele din cupru în direcție azimutală, izolate față de restul rotorului; aceste lamele asigura legătura electrică între înfășurarea indusului și periile colectoare.
În funcție de modul de alimentare al înfășurării de excitație se diferențiază:
– Mașini cu excitație separată, sau independenta, la care înfășurarea de excitație este
Alimentată de la o sursă separată, exterioară mașinii;
– Mașini cu autoexcitație, categorie din care fac parte:
– Mașinile derivație,la care înfășurarea de excitație este conectată în paralel cu înfășurarea indusului.
– Mașinile serie,unde înfășurarea de excitație este conectată în serie cu înfășurarea
Indusului.
– Mașinile compund, avînd doua înfășurări de excitație, una conectată în serie cu indusul, iar cealaltă în paralel.
– Mașini cu excitație mixtă, care combina variantele anterioare, cel puțin una dintre
Înfășurările de excitație fiind alimentată de la o sursă separată.
1.3.2 Funcționare
Mașina de curent continuu poate funcționa în trei regimuri, din punct de vedere al transformării energetice efectuate: de generator, de motor și de frînă [30].
Regimul de generator:
În regimul de generator, mașina transforma puterea mecanică primită pe la arbore de la un motor (care antrenează mașina) în putere electrică debitata într-o rețea de curent continuu.
Să presupunem că mașina de c.c. este antrenată de către un motor primar (motor Diesel, turbina cu abur, turbina hidraulică etc.) în sensul arătat în figură 1.17., cu viteza (turația n) constantă. Motorul primar dezvolta pentru aceasta cuplul activ Mă cu același sens ca și viteza de rotație. Mai presupunem că înfășurarea de excitație a mașinii de c.c. este asigurată de un curent Ie de la sursa de c.c. oarecare, care poate fi un redresor, un acumulator, un alt generator de c.c. sau chiar mașina electrică considerată (autoexcitație).
În aceste condiții, în secțiile înfășurării rotorului, învîrtite în cîmpul magnetic de excitație, se vor induce t.e.m., care se regăsesc la bornele exterioare Ar și Am sub forma unei tensiuni de mers în gol, egală cu t.e.m. culeasă de perii (U E 0 ).
Figura 1.17. Mașina de curent continuu este antrenată de către un motor primar (motor Diesel,
Turbina cu abur, turbina hidraulică etc.)
Dacă între aceleași borne A1 și A2 conectăm o rezistență de sarcina oarecare Ros, t.e.m. E va da naștere unui curent I care va străbate înfășurarea rotorului, avînd același sens ca și t.e.m. E.
La funcționarea în sarcina, tensiunea UA la bornele înfășurării rotorului va fi obținută de t.e.m. E în urma acoperirii unor căderi de tensiune cauzate de curentul I la trecerea prin înfășurarea rotorului, prin înfășurarea polilor auxiliari și prin înfășurarea de compensare (RaI) pe de o parte, și la trecerea prin contactele perii colector ale mașinii pe de altă parte (Up).
Într-adevăr, aplicînd teorema a II-a a lui Kirchhoff pe conturul din figura 1.17., se obține:
Ra +∆Up+U= E,
relație ce poartă denumirea de ecuația de funcționare a mașinii în regim de generator.
Dacă se neglijează căderea de tensiune Up la perii în raport cu căderea ohmică RăI ecuația
de funcționare se simplifică:
E= U+ Ra∙ I.
Dacă ne referim la cuplurile ce acționează asupra mașinii în regim de generator, putem
evidenția:
A) cuplul activ Ma, datorat motorului primar, care dictează și sensul de rotație (același sens
cu );
B) cuplul Mm, datorat frecării rotorului cu aerul, frecărilor din lagărele mașinii și pierderilor
mecanice în ventilatorul fixat pe același arbore, Mm fiind un cuplu rezistent (de sens contrar cu );
C) cuplul MFe, datorat pierderilor în fierul rotorului prin fenomenul de histerezis și prin curenți turbionari, fiind tot un cuplu rezistent;
D) cuplul electromagnetic, a cărui valoare este:
M=,
și care se opune, de asemenea, mișcarii.
Dacă Ω=ct, atunci:
Ma=M+Mm+MFe
Puterea mecanică transmisă mașinii prin intermediul arborelui de către motorul primar va fi:
P1=MaΩ=MΩ+MmΩ+MFeΩ+P+Pm+PFe,
În care termenii au următoarea semnificație fizică:
Pm=MmΩ pierderi datorate frecărilor;
PFe=MFeΩ pierderi în fierul rotorului;
P=MΩ= Ω=EI puterea electromagnetică;
și utilizând ecuatia Ra +∆Up+U= E:
P=EI=UI+pI+RaI2
unde: -P2=UI este puterea utilă, de natură electrică cedată receptorului și care are ponderea
cea mai mare.
-UpI+RaI2 pierderi Joule la perii si în înfășurarea rotorului.
Bilanțul puterilor mașinii în regim de generator [31] este ilustrat în figură 1.18, unde s-a inclus și puterea electrică necesară excitației, cît și pierderile Joule din rezistența înfășurării de excitație.
Figura 1.18. Bilanțul puterilor mașinii în regim de generator
Regimul de motor electric:
În regimul de motor, mașina transforma energia electrică primită de la o rețea electrică în energie mecanică, prin intermediul cîmpului electromagnetic.
Să considerăm o mașină electrică conectată prin intermediul bornelor sale A1 și A2 la o rețea electrică de curent continuu cu tensiune constantă U, indiferent de condițiile de funcționare. Mașina va absorbi un curent I în înfășurarea rotorului, a polilor auxiliari și eventual în cea de compensare. Să presupunem că înfășurarea de excitație este străbătută de un curent Ie provenit de la o sursă oarecare sau chiar de la aceeași rețea de la care se alimentează și înfășurarea rotorului (autoexcitație). Să considerăm sensurile celor doi curenți I și Ie în cele două circuite ale mașinii, precum cele din figura 1.19.
Figura 1.19. Sensurile celor doi curenți I si Ie în cele două circuite ale mașinii
Conductoarele înfășurării rotorice, fiind străbătute de curent și aflîndu-se în cîmpul magnetic al polilor de excitație, vor fi solicitate de forțe electromagnetice, care vor da naștere unui cuplu de formă:
M=
Dacă acest cuplu este mai mare decît cel static, opus la ax (cuplul de ferecări și cel al mașinii de lucru cuplate mecanic), atunci rotorul accelerează pînă cînd cuplul sau egalează cuplul static. După aceasta, mașina se mișca uniform (= ct.).
Datorită mișcării conductoarelor înfășurării rotorice în cîmpul magnetic de excitație, ei devin sediul unei t.e.m. care are sens contrar sensului curentului din înfășurare:
E=
Dacă se aplică teorema a II-a a lui Kirchhoff pe traseul punctat din figura 6.13, se obține:
U= E + RaI+Up,
sau ecuația de funcționare a mașinii în regim de motor, care în cazul neglijării căderi de tensiune la perii devine:
U=E+Ra I.
Să presupunem că motorul tractează o mașină de lucru care are un cuplu rezistent Mr și luînd în considerare și cuplurile rezistente proprii definite anterior, putem scrie ecuația cuplurilor cînd mișcarea este uniformă (Ω=ct.).
M=Mr+Mm+MFe.
Dacă se multiplică ecuația prin se obține un bilanț de puteri, după cum urmează:
P=M∙Ω=P2+Pm+PFe,
unde:P=M∙Ω=E∙I- poate fi considerată puterea mecanică totală dezvoltată de către motor, dar și puterea electrică, rezultînd că diferența între puterea electrică de alimentare P1=U∙I și respectiv pierderile prin efect Joule în înfășurări și la perii.
P=P1-Ra∙I2-∆Up∙I.
Ca atare, bilanțul puterilor mașinii în regim de motor,se poate ilustra ca în figura 1.20.
Figura 1.20. Bilanțul puterilor mașinii în regim de motor
Mașina de curent continuu în regim de frînă:
În regim de frînă electrică, mașina primește putere mecanică pe la arbore și putere electrică de la rețea de curent continuu și le transformă ireversibil, în timp, în căldura, dezvoltînd, totodată, un cuplu necesar frînarii unei instalații mecanice.
Pentru a înțelege funcționarea mașinii într-un astfel de regim, să presupunem că funcționează inițial în regim de motor, dezvoltînd un anumit cuplu activ la o viteză de rotație, sensul vitezei fiind același cu al cuplului.
În această situație se inversează sensul tensiunii U la bornele înfășurării rotorului, se adăuga o rezistență suplimentară RF în serie cu înfășurarea retorică, păstrînd sensul inițial al curentului de excitație.
Cuplul electromagnetic dezvoltat de motor schimba de sens odată cu curentul I, în comparație cu regimul inițial de motor electric și se opune vitezei de rotație întocmai ca un cuplu de frînare (rezistent).
Bilanțul de puteri în acest regim de funcționare este ilustrat în figură 1.21.
Figura 1.21. Bilanțul puterilor mașinii în regim de frînă
Deși transformarea ireversibilă a unei puteri mecanice simultan cu cea a unei puteri electrice în căldură prin efect Joule este excesiv de solicitantă pentru mașină, totuși, acest regim de funcționare are importante aplicații în acționările electrice industriale [32].
Ecuațiile în regim staționar ale mașinii de curent continuu după tipul excitației:
Mașinile de curent continuu se pot clasifica după modul de realizare a alimentarii excitației. În continuare vom prezenta schemele electrice ale mașinii de curent continuu în regimul de generator, respectiv, de motor și vom scrie ecuațiile în regim staționar cu ajutorul teoremelor lui Kirchhoff.
Mașina de curent continuu cu excitația alimentată de la o sursă separată (independența).
E=U+Ra∙I U=E+Ra∙I
Mașina de curent continuu cu excitație alimentată de la propria înfășurare retorică (autoexcitație)
derivatie:
E=U+Ra∙Ia U=E+Ra∙Ia
Ia=I+Ie I=Ia+Ie
serie:
E=U+(Ra+Re)∙I U=E+(Ra+Re)∙I
mixtă:
E=U+Ra∙Ia+Res∙I U=E+Ra∙Ia+Res∙I
Ia=Ied+I I= Ia+ Ied
Regimul dinamic al motoarelor de curent continuu:
În funcționarea motoarelor de curent continuu se pot modifica următorii parametri [33]:
tensiunea la bornele indusului;
rezistența circuitului indusului;
rezistența circuitului de excitatie;
cuplul aplicat la axul mașinii.
Regimul dinamic reprezintă trecerea dintr – un regim stabilizat în alt regim stabilizat, la
modificarea unui parametru enunțat mai sus.
Ecuațiile de funcționare ale motoarelor de curent continuu cu excitație independentă, în regim dinamic,sunt:
ecuația circuitului de excitație de rezistență Re și inductivitate Le este:
ue= Re∙Ie+ Le∙ ,
având schema electrică echivalentă în figura 1.22. :
Figura 1.22. Schema electrică a ecuației circuitului de excitație de rezistență Re și inductivitate Le
ecuația circuitului indusului (rotor) de rezistentă Ra și inductivitate La, ce se miscă cu viteza unghiulară este:
ua= Ra∙ia+ La∙+Km∙∙
cu schema electrică echivalentă prezentată în figura 1.23. :
Figura 1.23. Schema electrică echivalentă ecuației circuitului indusului (rotor) de rezistență Ra și inductivitate La, ce se miscă cu viteza unghiulară Ω
ecuația mișcării rotorului având momentul de inerție total Ja, viteza instantanee W, cuplul aplicat la ax ms și coeficientul de frecări vâscoase Fa este următoarea:
m=Fa Ja ms ,
iar schema electrică asociată este reprezentată în figura 1.24. :
Figura 1.24. Schema electrică asociată ecuației mișcării rotorului avînd momentul de inerție total Ja, viteza instantanee W, cuplul aplicat la ax ms și coeficientul de frecări vâscoase Fa
Pe baza schemei structurale se analizează regimurile dinamice ale motoarelor de curent continuu în funcție de parametrii modificați și anume funcție de mărimile de intrare, respectiv,de ieșire, se analizează polii funcției de transfer,rezultînd astfel răspunsul mașinii (mărimii de ieșire) la variația mărimii de intrare.
Pentru acționarea electrică a liniei de montaj am ales un motor de curent continuu
Figura 1.25. Motor de curent continuu
cu următoarele date :
Intensitatea nominală (In) 10A
Tensiunea nominală (Un) 12V
Puterea nominală (Pn) 120W
Capitolul 2.Proiectarea benzii transportoare
2.1. Prezentarea generală a benzii propuse
2.2. Elemente de comutație și comandă
2.3. Elemente de automatizare
2.4. Elemente de protecție
2.1. Prezentarea generală a benzii propuse
Transportoarele cu bandă reprezintă tipul cel mai răspîndit de transportor continuu, putînd fi utilizat atît ca instalație staționara cît și ca transportor mobil [34].
Lungimea unui transportor cu banda este limitată de rezistentă benzii în ce privește preluarea forței de tracțiune (benzile cu inserție din bumbac au lungimi de pînă la 300 m, în timp ce benzile metalice pot ajunge pînă la 500 m).
Vitezele de transport sînt variate în funcție de natura sarcinii fiind cuprinse intre 0,4 – 4 m/s (vitezele mici sînt pentru sarcini individuale și cele mari pentru materiale în vrac cu granulație mijlocie, așa cum ar fi cerealele).
Transportoarele cu bandă se utilizează pentru transportul pe orizontală sau pe direcție înclinată față de orizontală cu un unghi de 5-25°atît a sarcinilor vărsate cat și a sarcinilor în bucăți. De asemenea traseul pe care lucrează transportorul poate fi combinat,fiind format din zone orizontale, zone înclinate, unite între ele cu zone curbe [35].
Principalele părți componente ale unui transportor cu banda sînt: organul de tracțiune este banda (4) înfășurată pe tamburul (5),tamburul de întoarcere (1),tamburul de antrenare (7) și tamburul de întindere (8).Materialul transportat este împiedicat să cadă lateral de jghiab ul (3) fixat pe cadrul transportorului.Acționarea transportorului se face de la motorul electric (10) prin intermediul variatorului de turație (11) și a reductorului planetar (12).Susținerea benzii se face cu ajutorul unor role de susținere.Unele transportoare mai sînt prevăzute cu dispozitive de curățire a benzii dispuse pe ramura inferioară a acestora.
Figura 2.1. Principalele părți componente ale unui transportor cu bandă
Tambur de întoarcere;
Capac transportator;
Jgheab;
Banda;
Tambur spate;
Sistem antrenare;
Tambur antrenare;
Tambur de întindere;
Șurub de întindere;
Motor electric;
Variator de turație;
Reductor planetar;
Clasificarea transportoarelor cu bandă se poate face după mai multe criterii:
a)după destinație :
– cu destinație generală
– cu destinație specială;
b)după tipul benzii :
– plane;
– sub formă de jgheab;
c) după materialul din care se confecționează banda:
– cauciuc cu inserții textile
– material textile
– oțel
d)după modul de descărcare:
– cu descărcare la capăt;
– cu descărcare pe parcurs;
Transportoarele cu bandă au construcție simplă, greutate mică, siguranță in funcționare și consum de energie redus.
Principalele dezavantaje ale transportoarelor cu bandă sînt următoarele:unghi de inclinare mic, durata de funcționare și viteza de deplasare a benzii relative redus, produc praf în timpul funcționării (în cazul transportului produselor pulverulente) [36].
Transportoarele cu bandă se folosesc la diverse mașini și instalații zootehnice: tocători, combine de siloz, bucătarii furajere, fabrici de nutrețuri combinate, instalații de distribuire a hrane, etc.
Construcția principalelor părți componente ale transportorului cu bandă
Banda este organul flexibil de tracțiune și în același timp organul purtător al materialului
ce urmează a fi transportat. Ea se confecționează din cauciuc cu inserții din fire chimice (poliester în urzeala și poliamida în bătătură), simbolizate conform STAS 8983-75; PEȘ/Pa 125; PEȘ/PA 160; PEȘ/PA 400 în care 125, 160, 250 și 400 reprezintă rezistenta la rupere nin/mm pe o inserție în banda finite conform STAS 2077/1-85.
Inserțiile tastele au grosimea de 1,2-3 mm, iar stratul de cauciuc dintre ele este de 0,2-0,3 mm.Inserțiile cu grosime mare au urzeala formată din cord textile cu răsucire dublă.Rîndurile de cord textile sînt legate între ele prin fire transversale (bătătură) comune.Benzile cu cabluri din oțel au de obicei pe ambele părți 1-2 inserții care au rolul de a prelua loviturile din partea bucăților de material, de a asigura rezistenta transversală a benzii și de a proteja cauciucul împotriva tăierii din material,de a asigura rezistenta transversală a benzii si de a proteja cauciucul împotriva tăierii de către cabluri la trecerea peste tambure.Insertiile din material textile pot fi formate dintr-o singură bucată înfășurată în spirală sau reduse treptat în zona centrală pentru a mari elasticitatea benzii.Numărul de inserții și grosimea învelișului de cauciuc pentru benzile de transport cu inserții textile sînt indicate în Stas 2077/1-85.
Lățimile nominale ale benzilor cu inserții textile sînt: 400, 500, 650, 1000, 1200,1400, 1600, 1800 și 2000 mm (STAS10674-86).
Pentru a realize o bandă fără sfîrșit pe o anumită lungime, capetele benzii trebuiescinadite. Acesta operație se poate face pe cale mecanică sau prin vulcanizare. Inadireamecanica trebuie să asigure flexibilitatea benzii atît în sens londitudinal cît și transversal. Se folosește legătura prin eclise sau balamale fixate de benzi prin nituri sau șuruburi. La acest mod de inadire a benzii găurile pentru nituri constituie concentratori de tensiune simicsoreaza rezistenta la tracțiune a benzii. Acest dezavantaj este înlăturat la benzileimbinate prin vulcanizare. Îmbinarea prin vulcanizare poate fi la cald sau la rece. Benzile instalațiilor de transport continuu îndeplinesc atît funcția de organ de tracțiune cît și de aceea de organ de lucru. Pentru transportoarele cu banda din industria alimentară se folosesc benzile textile cauciucate și în anumite cazuri benzile metalice. Materialul folosit pentru benzi se alege în funcție de condițiile de lucru ale instalației.
La benzile în construcție tăiată,în unele cazuri,se întrebuințează în afară straturilor intermediare normale, un strat special rar 2,ce înconjoară straturile intermediare fie numai pe deasupra și lateral, fie numai lateral,care servește pentru a mari aderenta dintre startul superior și pojghița de cauciuc,precum și pentru întărirea marginilor benzii.
Banda trebuie:
– Să fie rezistentă la tracțiune și elastică;
– Să fie puțin higroscopică;
– Să reziste la acțiunea abrazivă a materialelor transportate;
– Să se alungească relativ puțin în timpul funcționării;
– Să se poată inadii ușor în cazul ruperii;
Figura 2.2. Secțiune a benzii cauciucate
Semnificația notațiilor:
1-înveliș de cauciuc cu rol de suprafață de lucru
2-tesatură de apărare (ce poate lipsi)
3-strat de rezistență a tracțiunii
4-insertii textile
5-strat de cauciuc cu rol de suprafață de sprijin
6-plasă de sîrmă
7-strat de azbest
8-cabluri metalice
Ce tip de bandă folosești
B) Tambure antrenarea benzilor se face în general cu ajutorul unui tambur, mai rar cu două tambure de antrenare [37].Pentru mărirea aderentei dintre tambur și banda, suprafata tamburului se acoperă cu un strat de cauciuc de 15-20 mm grosime fixat cu șuruburi cu cap înecat, în figura 2.3.S-a construit un tambur dublu conic pentru a asigura centrarea benzii.
Tamburele de antrenare se pot executa în două variante constructive: normală si întărită.Varianta întărită are grosimea mantalei și diametrul arborelui mai mare decît la varianta normală și se folosește pentru sarcini și momente mai mari decît pentru tamburele normale.Principalele diametre ale tambure de întoarcere a benzii de transport, tambur de deviere, în scopul măririi unghiului de înfășurare a benzii pe tamburul de antrenare sau a tambure lui de întindere.Aceste tambure se rotesc liber pe ax și nu sunt prevăzute cu strat adeziv. În figura 2.3. este prevăzută construcția unui tambur de întindere.
Figura 2.3. Construcția unui tambur de întindere
c) Sistemul de susținere a benzii este realizat cu ajutorul tablierelor, rolelor sau combinații de tabliere și role.
a) b) c)
Figura 2.4. Sistemul de susținere a benzii cu ajutorul tablierelor, rolelor sau combinații de tabliere și role
1 –cadru ;
2– tabliere;
3– bandă ;
4 – role;
Susținerea benzii pe tabliere (confecționate din tablă sau lemn) se folosește în cazul transportoarelor de lungime foarte mică puțin încărcată, este o construcție simplă, cu dezavantajul unui consum de energie ridicat și uzura rapidă a benzii.
Rolele reprezintă o soluție mai complicată și din punct de vedere constructiv,dar mai avantajoase din punct de vedere energetic.
,,L’’ b) ,,B’’ c) ,,D’’
Figura 2.5. Tipuri de role
Rolele cu suprafață lisa „L” se pot utiliza oriunde pe traseul de transport.
Rolele cu benzi de cauciuc „B” se utilizează în zona de încărcare a benzii cu material în cazul alimentării cu material cu granulație mare care cad de la o înălțime.
Rolele cu discuri „D” se folosesc pe ramură de întoarcere în cazul transportului unor materiale aderente la banda, cu rol de a curați banda.
d) Sistemul de întindere a benzii are rolul de a prelua deformații permanente ale benzii și a crea forța normală a benzii pe tamburul de antrenare [38].
a) b) c)
Figura 2.6. Sistemul de întindere a benzii
Cursa sistemului de întindere este de aproximativ 3% din lungimea transportorului pentru cu lungime mică (30 -40 m) și 5% din lungimea transportorului pentru cele mari.
e) Sistemul de încărcare are rolul de a încărca bandă cu un strat uniform de material. Construcția depinde de material încărcat pe bandă.
Pentru încărcarea benzii cu material cu granulație mică și care curge ușor, schema este reprezentată mai jos.
Figura 2.7. Sistemul de încărcare a benzii
1 – coș de alimentare;
2- clapeta pentru reglarea debitului;
3- plăci de ghidare a materialului;
Dimensiunile căruciorului trebuie astfel alese încît înclinarea maximă a benzii αmax<ψ
(unghiul de taluz natural) pentru că materialul să nu alunece în jos pe acesta [39].
Scuturile simple sau duble sînt plasate deasupra benzii astfel că materialul ajuns in dreptul peretelui înclinat, alunecă pe acesta și trebuie descărcat lateral. Sistemele cu scuturi înclinate prezintă dezavantajul că produce uzura benzii datorită frecării acestora cu materialul transportat.
2.2. Elemente de comutație și comandă
Schema electrică următoare este a unui dublor de tensiune foarte simplu utilizând circuitul Ne 555. Integratul Ne 555 este legat aici ca un multivibrator stabil acționînd la aproximativ 9KHz.Baza celor 2 tranzistori Q1 și Q2 este scurtcircuitata iar ieșirea lui Ne555(pinul 3) este conectată la aceasta. (La bazele scurtcircuitate).
Cînd ieșirea pe NE555 este mică Q1 va fi oprit și Q2 va fi activ.Terminalul negativ al condensatorului C3va fi pus la masa prin T2 și va fi încărcat cu tensiunea de alimentare.
Cînd ieșirea pe NE555 este mare tranzistorul Q1 va fi cuplat iar Q2 decuplat.Condensatorul C4 va fi încărcat din condensatorul C3 plus tensiunea de alimentare ceea ce face că tensiunea să se dubleze.
Pe scurt acesta este principiul de funcționare al circuitului.
Circuitul va putea livra pînă la 50mA pe ieșire iar peste această valoare tensiunea de ieșire va scădea dramatic.
Tensiunea reală de ieșire va fi undeva în jurul valorii de 19V atunci cînd tensiunea de alimentare este de 12V.Oricum, pentru aplicații de curent mic circuitul este destul de bun.
Figura 2.8. Schema electrică [40]
Releul inteligent
Unitatea logică programabilă este un echipament integrat,destinat realizării funcției de proiectare logică pentru aplicații în controlul industrial.PLC-ul înlocuiește utilizarea firelor pentru conectarea diferitelor module,reduce dimensiunile panoului de control, desigur,cu creșterea flexibilității și a fiabilității sistemului.
Releul folosit este de tip zelio Sr D101FU
Figura 2.9. Releu inteligent
Afișare locală: Fără
Numărul de linii din schema de comandă: <= 200 cu FBD programare 120 cu scara programare
[Uș] tensiune de alimentare nominală: 100…240 V
Limite tensiune de alimentare: 85…264 V
Frecvența de alimentare: 50/60 Hz
Curent de alimentare
30 mĂ la 240 V (fără extensie) M80 mĂ la 100 V (fără extensie)
Număr intrare discretă: 6
Tensiune de intrare discretă: 100…240 V c.a.
Limite pentru tensiune la iesire: 24…250 V c.a.5…30 V c.c. (ieșire releu)
2.3. Elemente de automatizare
Senzori inductivi
1. Principiul de funcționare
Funcționarea senzorului inductiv se bazează pe variația inductanței unei bobine alimentate în curent alternativ [41]. Modificarea inductanței are loc datorită modificării circuitului magnetic prin deplasarea miezului bobinei sau a unei părți din miez [42]. Înfășurînd N spire pe un miez magnetic se obține o bobină a cărei inductanța este:
L = N2 /Rm , [L]SI =H (Henry) (1)
unde Rm este reluctanța a circuitului magnetic:
Rm = (l1+l2)/(o rSf) + d/(oSa) (2)
cu
L1 și l2 – lungimea circuitului magnetic din miezul feromagnetic;
d – distanța parcursă de liniile de cîmp magnetic prin aer;
Sf = aria secțiunii miezului;
Sa = aria secțiunii întrefierului;
N = numărul de spire al bobinei;
o – permeabilitatea magnetică a vidului (=4 10 7 H/m);
r – permeabilitatea relativă a miezului magnetic.
Figura 2.10. Reluctanța circuitului magnetic
Reluctanta magnetică este raportul dintre tensiunea magnetică (H dx) și fluxul fascicular (B S). Joacă în circuitele magnetice rolul rezistenței electrice din circuitele de curent continuu. În practică se utilizează mult inversul reluctantei, permeanța pe care producătorii de miezuri magnetice îl dau sub forma coeficientului AL, măsurat în Henry/spira2. Inductanța bobinei se afla înmulțind numărul de spire N la pătrat cu coeficientul AL al miezului. Impedanța circuitului are expresia:
Z = [R2 + ( L)2 ]1/2 . (3)
În majoritatea cazurilor rezistenta ohmică R este neglijabilă față de reactanța inductivă, iar reluctanta miezului de fier (l1+l2)/(o rSf) este mult mai mică decît reluctanta întrefierului, de aceea inductanța se poate scrie:
L 0·Sa·N2/d (4)
Variația ei cu distanța "d" este practic hiperbolică. Doar pentru deplasări mici "x" în jurul unei valori date a întrefierului variația este cvasi liniara:
L =o·N2·S/(d –x)–o·N2·S/d = L·x/(d–x) L·x/d (5)
Figura 2.11. Miez magnetic
Pentru mărirea domeniului de liniaritate și sensibilitate ridicată se folosesc sistemele cu miez mobil și bobine duble legate în opoziție de faza pentru sesizare și bobină separată pentru excitare în curent alternativ (LVDT – Linear Variable Diferențial Transformer)
U=U[R1 /(R1+R2)–Z1 /(Z1+Z2)=(U/2)(Z2–Z1)/(Z1+Z2) (6)
unde:
M este inductanța mutuală
R 1 = R 2
Z1 j (L1 + M)
Z2 j (L2 + M)
Avantajul deosebit al senzorilor inductivi îl constituie semnalul mare, ei lucrînd cu curenți relativ mari, avînd o imunitate mare la zgomotele electrice [43]. Ca revers al acestui fapt avem o forță de reacție relativ mare asupra armaturii mobile.
Senzorul inductiv folosit în automatizarea liniei de montaj este:
Figura 2.12. Senzor inductiv S17-05N-1
Tip senzor inductiv:
Rază 0…5mm;
Configurație ieșire NPN/NO;
Tensiune alimentare 10…30V DC;
Curent de lucru max. 100mA;
Conexiune cablu 2m;
Clasă etanșeitate IP66;
Temperatura de lucru -25…70°C;
Dimensiuni exterioare 17 x 17 x 28.5mm.
. Elemente de protecție
Siguranțe fuzibile – Principiul de funcționare al siguranțelor fuzibile
Siguranță fuzibilă este un aparat de conexiune și protecție a cărui funcție este de a întrerupe circuitul în care este conectată și de a întrerupe curentul, atunci cînd acesta depășește un anumit timp o valoare dată, prin topirea unuia sau mai multor elemente fuzibile (destinate și proiectate în acest scop) [44].
Siguranțele fuzibile se folosesc atît în instalațiile electrice de joasă tensiune, cît și în cele de medie și înaltă tensiune și deși din punct de vedere constructiv ele diferă mult în funcție de domeniul de utilizare, funcția de protecție este aceeași.
1. Principiul de funcționare al siguranțelor fuzibile
Siguranță fuzibilă are două regimuri de funcționare: cînd curentul care o străbate este mai mic decît curentul minim de topire (I<Imin top) și regimul tranzitoriu condiționat de curenții de scurtcircuit sau de suprasarcină, curenți ce depășesc curentul minim de topire (I>Imin topire) [45].
Figura 2.13. Principiul de funcționare al siguranței fuzibile
Elementul fuzibil este înglobat într-o masă de nisip de cuarț și se topește la depășirea Imin top, apărînd arcul electric, a cărui stingere este determinată de preluarea căldurii de către granulele de nisip. Din momentul în care firul ajunge în stare lichidă, masa de lichid nu mai păstrează forma geometrică a firului, fiind supusă deformării cauzate de forțele electrodinamice în bucla parcursă de curent 1si de forțele Lorentz în masă de lichid.
Fuzibilul se topește apoi se evaporă, din stare solidă trece în stare lichidă apoi în stare de vapori.
Se constată că pe durata 0… t1 are loc încălzirea elementului fuzibil, conform curbei din figura, pînă la temperatura q1corespunzătoare temperaturii de topire (q1=qtop). Durata t1este de 1…5 ns și ca urmare s e poate considera că într-un interval atît de scurt nu există schimb de căldură cu mediul ambiant, procesul fiind adiabatic.
În intervalul t1-t2 materialul fuzibilului se topește în întregime, iar temperatura se păstrează constantă în timpul procesului de topire la valoarea q1=qtop. În acest interval există atît metal solid, cît și lichid, care ocupa ipotetic formă geometrică a elementului în stare solidă.
În intervalul de timp t2 – t3 metalul lichid se încălzește la temperatura q1la temperatura q2 cînd se ajunge la temperatura de vaporizare (q2=qvap), după care ar urma formarea arcului electric.
Intervalul de timp scurs între momentul apariției curentului de scurtcircuit și momentul apariției arcului electric se numește durata de prearc.
La trecere din stare lichidă în stare de vapori, conductanța devine practic nulă și curentul se întrerupe brusc [46]. După străpungerea mediului, se stabilește un arc, a cărui durata de ardere și caracter al stingerii depind de construcția dispozitivului de stingere al arcului cu care este prevăzut siguranță.
Valoarea supratensiunii care ia naștere în siguranță după evaporarea fuzibilului, depinde de lungimea acestuia. Cu cît lungimea este mai mare cu atît supratensiunea care ia naștere este mai înaltă.
Arcul care ia naștere într-o siguranță după topirea și evaporarea fuzibilului, trebuie stins într-un timp cît mai scurt.În funcție de condițiile de funcționare a siguranței, de puterea scurtcircuitului și de valoarea tensiunii de serviciu, se folosesc diferite metode de stingere a arcului, începînd de la întreruperea simplă în aer și terminînd cu dispozitive complicate.
a) b)
Figura 2.14. Efectul de limitare a curentului prin siguranța fuzibilă
a) Regim sinusoidal, b) Regim aperiodic.
Siguranțele fuzibile limitatoare de curent sînt siguranțele care după topirea fuzibilului reduc repede curentul la zero, înainte să atingă valoarea maximă. Toate construcțiile de siguranțe se pot împărți în:
1) cu limitare de curent;
2) fără limitare de curent.
În figură 2.16. S-au reprezentat mărimile standardizate și notate conform recomandărilor CEI:
– Ip curentul prezumat, definit ca acel curent care ar trece prin circuit dacă siguranță fuzibilă ar fi inlocuita cu un conductor de impedanța nulă;
– Ipt curentul prezumat tăiat, definit că valoarea instantanee a ip în momentul apariției arcului electric;
– Il curentul limitat este curentul care trece prin siguranță fuzibilă după amorsarea arcului electric;
– Ilt curentul limitat tăiat este valoarea instantanee maximă a curentului limitat;
– tpa este durata de prearc;
– ta este durata de ardere a arcului electric.
Rezultă că durata de ardere a arcului electric este tpa + ta.
Din figura 2.16. se constată că în regim aperiodic efectul de limitare este mai pronunțat dar durata de ardere a arcului electric este mai mare.
Siguranțele fuzibile limitatoare de curent sînt siguranțele care după topirea fuzibilului reduc repede curentul la zero, înainte să atingă valoarea maximă.
La curentul i, fuzibilul se evaporă și au loc străpungerea intervalului și amorsarea arcului. În siguranțele limitatoare de curent, curentul din circuit nu atinge valoarea maximă Im ci, dimpotrivă, începînd de la valoarea I, scade tinzînd către zero. Astfel de proprietăți remarcabile au de exemplu siguranțele umplute cu o substanță cu granulație mică. În cazul acesta, arcul se găsește în astfel de condiții, încît rezistența sa capătă, dintr-o dată o valoare mare care apoi crește repede. Proprietate siguranțelor, umplute cu substanțe granuloase de a reduce forțat curentul la zero înainte de trecerea sa normală prin zero, indica posibilitatea utilizării acestui fel de siguranțe și în curent continuu, lucru confirmat în practică.
În siguranțele fuzibile se folosește pe scară largă stingerea arcului cu ajutorul descompunerii unei substanțe solide de stingere. Astfel de siguranțe sunt de exemplu, sînt siguranțele tubulare la care stingerea are loc într-un curent de gaz longitudinal, ce ia naștere în tubul executat din material generator de gaz. Astfel de siguranțe de înaltă tensiune de curent alternativ sînt utilizate în special în instalații exterioare.
O răspîndire și mai mare a căpătat metodă de stingere a arcului electric în siguranțele fuzibile cu ajutorul unei substanțe de umplutură cu granulație mică. Acest principiu de stingere a arcului este folosit pe scară largă, atît la siguranțele de înaltă tensiune pentru instalații interioare (pînă la 35 kV) cît și la siguranțele de joasă tensiune. Siguranțele cu umplutură granuloasă au efect limitator de curent și pot fi utilizate pentru întreruperea curenților mari de scurtcircuit.
Siguranța folosită pentru protecția circuitului electric al liniei este siguranța fuzibilă rapidă.
Figura 2.15. Siguranța fuzibilă rapidă
Date tehnice:
Capitolul III .Automatizarea benzii transportoare
3.1. Proiectarea schemei de comandă și de forță
3.2. Proiectarea softului pentru modul de lucru automat
3.3. Realizarea automatizării pentru linia de montaj
Figura 3.1.Macheta liniei de montaj
3.1. Proiectarea schemei de comandă și de forță
Figura 3.2.Schema de forță a motorului de la bandă
Pentru acționarea motorului se va închide Km 1
Figura 3.3.Schema de forță pentru pornirea motorului de la lift
Pentru acționarea motorului în sensul de urcare se va închide Km 1, iar pentru sensu de coborîre se va deschide Km 1 și se va închide Km 2.
Figura 3.4.Schema de comandă cu PLC
L-fază
N-nul
I1,I2,I3,I4-intrări in P.L.C
Q1,Q2,Q3-iesiri din P.L.C
K1,K2,K3-bobine
3.2. Proiectarea softului pentru modul de lucru automat
Softul s-a realizat în mediul de dezvoltare zelio cu limbaj ladder
Figura 3.5.Program diagram
Pentru pornirea benzii transportoare va trebui că liftul să fie jos și să avem piesă pe bandă. Intrarea [I1] să fie activată, banda va rămîne activa pînă în momentul în care piesa este detectată de senzorul de pe lift [I2], în acel moment bandă se va opri și datorită TIMER-ULUI [T1], liftul va începe să urce după 3 secunde.
În momentul în care limitatorul de sus [I4] va fi activat liftul se vă oprii.
După ce piesă este preluată de pe lamele liftului, senzorul nu va mai detecta și sub acțiunea TIMER-ULUI [T2] liftul va începe să coboare după 3 secunde, se vă oprii în momentul activării limitatorului de jos [I3] și se reia ciclu după ce senzorul din capul benzii [I1] va fi activat.
3.3. Realizarea automatizării pentru linia de montaj
Figura 3.6. Schema electrică
CONCLUZII
După realizarea experimentului pe macheta proiectată, piesa va trebui să treacă prin cele 3 puncte (A, B, C) așa cum se observă în anexa 1.
Timpul dintre puncte va fi modificat în funcție de turația motorului.
Piesa va porni din punctul (A) în momentul în care senzorul o va detecta, atunci cînd beculețul roșu al senzorului va fi aprins.
Anexa 1
Piesa va ajunge în capătul benzii,după cum se poate observa în anexa 2, de unde va fi preluată de lamele liftului acesta fiind punctul (B) liftul va începe să urce spre punctul (C) doar după ce senzorul detectează piesa și după o temporizare de 3s.
Anexa 2
Sfîrșitul circuitului este în momentul cînd liftul ajunge sus (C) și va rămîne așa pînă cînd piesa va fi preluată, senzorul nu o va mai detecta iar după o temporizare de 3s liftul va începe mișcarea de coborîre spre punctul (B) și se vă oprii în momentul în care limitatorul de jos al liftului se va închide,după cum se observă în anexa 3.
Anexa 3
Timpul pe care piesa îl va parcurge pe banda la turație maximă din punctul (A) în punctul (B) este de 4s
După modificarea turației timpul din punctul (A) în punctul (B) este de 7s
Turația motorului la lift va rămîne aceeași iar timpul pe care piesa îl va parcurge din punctul (B) în punctul (C) vs fi de 1.31min
Iar la coborîre timpul din punctul (C) în punctul (B) vă va fi de 1.19 min.
BIBLIOGRAFIE
[1] Amza Gh., Dobrotă D., Researches concerning the ultrasonic energy’s influence over the resistance at extraction of the metallic insertion from the rubber matrix, Revue Plastic Materials, 45, ISSUE 4, 2008, pag. 377-380;
[2] Amza, Gh et all – Damage Detection of Composite Materials with LAMB Wave Method – Revue Plastic Materials, 45, No2,2008;
[3] A.I.Isaev, Ultrasonic devulcanization of rubber vulcanizates. Simulation and experiment, Journal of Applied Polymer Science, volume 59, ISSUE 5, 2009, pages 815-824;
[4] Dobrota D., Amza Gh. Researches regarding the influence of ultrasounds applications on the mechanic characteristics of conveyor belts vulcanization joints, Wseas Congerence, Bucharest, pages 106-112, 2010;
[5] Matthias Jaunich, Monitoring the vulcanization of rubber with ultrasound: Influence of material thickness and temperature, Polymer testing, volume 28, ISSUE 8, 2009, pag. 901-906;
[6] Annals of the „Constantin Brîncuși” University of Tîrgu Jiu, Engineering Series, Issue 4/2010
[7] http://www.omg.ugal.ro/om/ro/personal/hm/desc/curs/etia.pdf
[8] Annals of the „Constantin Brîncuși” University of Tîrgu Jiu, Engineering Series, Issue 4/2012
[9]http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/TRANSPORTOR-CU-BANDA-B-m152232112.php
[10] https://ro.scribd.com/doc/87440013/Transport-Or-Cu-Banda-b-1200
[11] http://www.adiss.ro/ro/pdf?modul=info&link=transportoare-cu-banda
[12] http://www.rotherm.eu/benzi%20transportoare.php
[13] Annals of the „Constantin Brîncuși” University of Tîrgu Jiu, Engineering Series, Issue. 1/2009
[14] http://www.clubafaceri.ro/4534/transportoare-930278.html
[15] Annals of the „Constantin Brîncuși” University of Tîrgu Jiu, Engineering Series, Issue 4/2012
[16] http://www.om.ugal.ro/om/biblioteca/Echipamente_de_transport_in_ind_alim.pdf
[17] http://rombelt.ro/benzi-transportoare-din-cauciuc/
[18] https://ro.scribd.com/doc/85194519/Proiectarea-Un-Sistem-de-Actionare-Pentru-Un-Ascensor-de-Persoane-de-Mare-Viteza
[19] https://ro.scribd.com/doc/202575338/Ascensoare-electrice
[20] https://ro.scribd.com/doc/202575338/Ascensoare-electrice
[21] Călin, Sergiu. (1976). Regulatoare automate, București: Editura Didactică și Pedagogică
[22]http://www.om.ugal.ro/om/biblioteca/Reductor%20de%20turatie%20cu%20o%20treapta.pdf
[23] Sabina Hiloli, Năstase Bichir-, Elemente de comandă și control pentru acționari și sisteme de reglare automata’’-Editura Didactică și Pedagogică București, 2004;
[24]http://www.otis.com/site/ro/OT_DL_Documents/OT_DL_DownloadCenter/The%20Way%20To%20Green/Gen2%20Flex.pdf
[25]http://www.otis.com/site/ro/OT_DL_Documents/OT_DL_DownloadCenter/The%20Way%20To%20Green/Gen2%20Comfort.pdf
[26] Annals of the „Constantin Brîncuși” University of Tîrgu Jiu, Engineering Series, Issue 2/2010
[27]http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii/m1/Petra%20Florea%20%20Actuatori.%20Masina%20de%20curent%20continuu/
[28] Mikos, L., Organe de mașini și transmisii mecanice, Editura Mirton, Timișoara, 2005
[29] http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/MASINI-DE-CURENT-CONTINUU85317.php
[30] http://proiectxi.wikispaces.com/file/view/motoare+de+cc.pdf
[31] https://ro.scribd.com/doc/233700578/Intrebari-Licenta-Masini-Electrice
[32] Transformatorul electric, V. Cozma, C. Popescu, Ed. SITECH, Craiova, 2004
[33] https://ro.scribd.com/doc/64789692/MĂ%C5%9EINA-DE-CURENT-CONTINUU
[34] https://www.scribd.com/doc/72796723/transportor-cu-banda
[35] https://www.scribd.com/doc/225111456/Transportor-Cu-Banda
[36] https://www.scribd.com/doc/55554790/st-final-1
[37] https://ro.scribd.com/doc/55554790/st-final-1
[38] http://www.om.ugal.ro/om/biblioteca/Echipamente_de_transport_in_ind_alim.pdf
[39] https://www.scribd.com/doc/55554790/st-final-1
[40] http://schemaelectrica.blogspot.ro/2015/05/circuit-dublor-de-tensiune-cu-ne555.html#0
[41] http://users.utcluj.ro/~mbirlea/z/06z.htm
[42] Ababei Ștefan, Senzori și traductoare teorii și aplicații, ALMA MATER, Bacău, 2007
[43] https://ro.scribd.com/doc/114438408/Senzori-Comanda-directa-Reprezentarea-informatiei
[44] http://www.rasfoiesc.com/inginerie/electronica/SIGURANTE-FUZIBILE-Principiul-43.php
[45] Manolea, Gh. Acionri electromecanice. Tehnici de analizteoretic i experimental, Editura Universitaria, Craiova, 2003
[46] https://ro.scribd.com/doc/54640451/Aparate-electrice-de-joasa-tensiune
ANEXE
Anexa 1. Experiment pe macheta proiectată
Anexa 2.Detectarea piesei de catre senzor
Anexa 3.Sfarsitul circuitului
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Proiectarea Unei Linii de Montaj Automatizata Utilizata In Industria Auto (ID: 163185)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.