Labmiztiparfinal2017 [308644]

Licență

Labmiztiparfinal2017 [308644]

Byadmin ianuarie 1, 2024

DONCA Gheorghe

MAȘINI ȘI INSTALAȚII ZOOTEHNICE

Îndrumător lucrări practice de laborator

Editura Universității din Oradea

2017

Referenți științifici :

prof. univ. dr. ing. [anonimizat]. univ. dr. ing. [anonimizat] a Bibliotecii Naționale a [anonimizat]. Îndrumător pentru lucrări practice de laborator / [anonimizat] : Editura Universității din Oradea, 2017
Bibliogr.
ISBN 978-606-10-0275-7

636.084.7
631.3

[anonimizat] 149.

Toate drepturile rezervate autorului.

Nici o parte din această lucrare nu poate fi reprodusă sub nici o formă, [anonimizat]-o [anonimizat], al autorului.

[anonimizat] a [anonimizat].

[anonimizat].

C U P R I N S

NORME DE SECURITATE ȘI SĂNĂTATE ÎN MUNCĂ

ȘI SITUAȚII DE URGENȚĂ

Respectarea normelor de tehnica securității muncii contribuie la asigurarea condițiilor de muncă normale și la înlăturarea cauzelor care pot provoca accidente de muncă sau îmbolnăviri profesionale.

În această direcție responsabilitatea pe linie tehnică a [anonimizat], [anonimizat].

Studenții sunt obligați să respecte cu strictețe următoarele reguli :

• [anonimizat] a păstra un microclimat corespunzător de lucru;

• nu vor folosi în joacă instrumentele puse la dispoziție;

• nu vor introduce obiecte în prizele electrice;

• vor avea grijă de mobilierul și mijloacele didactice din dotarea laboratorului;

• vor efectua lucrările de laborator în prezența profesorului sau laborantului;

• vor păstra o [anonimizat];

• nu se vor atinge cu mâna părțile aflate sub tensiune;

• nu se va lucra cu mâinile ude;

• [anonimizat] a montajului se face numai după verificarea acestuia de către conducătorul de lucrare;

• executarea conexiunii montajului se va face cu atenție pentru a se evita desfacerea lor accidentală în timpul lucrului sub tensiune;

• nu se vor efectua nici un fel de modificări asupra montajului atâta timp cât acesta se află sub tensiune;

• acționarea organelor de lucru se face numai după avertizarea persoanelor din jur;

• nu se efectuează reglaje în timpul funcționării sau acționării instalațiilor;

• nu se introduce mâna în timpul lucrului în nici o parte a utilajelor;

• în timpul lucrului se vor folosi carcasele de protecție a mecanismelor de transmisie;

• acționarea manuală a cuțitelor de la diferite dispozitive se face numai de către studentul care efectuează determinarea;

• alimentarea cu combustibil a mașinilor termice se va face cu motorul oprit;

• înainte de pornirea instalațiilor se va verifica închiderea carcaselor organelor de lucru;

• în timpul alimentării mașinilor se folosește un echipament protecție adecvat fără a purta haine cu mâneci largi.

Nerespectarea regulilor mai sus menționate poate conduce la accidente nedorite, care vor fi sancționate conform prevederilor legale și ale regulamentului de ordine interioară.

1. Bazele studierii mașinilor, utilajelor și instalațiilor

1.1. Introducere

Scopul lucrării

Familiarizarea studenților cu procesele și tehnicile de măsurare pentru înțelegerea corectă a funcționării mașinilor și instalațiilor.

Obiectivele lucrării

Însușirea noțiunilor legate de măsurătorile realizate în tehnică.

Determinarea erorilor care apar în procesele de măsurare. Prezentarea metodelor și aparatelor folosite pentru măsurarea dimensiunilor liniare. Formarea deprinderii de a măsura corect anumite dimensiuni, cu ajutorul șublerelor și micrometrelor, și determinarea încadrării lor în cele prescrise.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

măsurare, distribuția valorilor, șubler, micrometru, comparator cu ceas

1.2. Considerații teoretice

Prin măsurare se înțelege determinarea cantitativa a unei mărimi fizice cu ajutorul unei unități de măsură pentru aceasta fiind necesar să fie definită univoc mărimea măsurată și să se adopte convențional unitatea de măsură. De multe ori, pentru mărimi complexe cum ar fi de pildă „măcinabilitatea” unei substanțe este extrem de dificilă definirea parametrului în sine neexistând nici unități de măsură, în acest caz recurgându-se la măsurarea unor indici caracteristici consacrați care redau mai complet sau mai puțin complet proprietatea respectivă.

1.2.1. Schema bloc a unui sistem de măsurat idealizat

Idealizarea procesului de măsurare presupune ca procesul de măsurare este determinat numai de mărimea investigată, fără influențe perturbatoare exterioare sau interioare.

Schema bloc (figura 1.1.) structurează sistemul de transmitere și prelucrare a semnalului (sistem de măsurare). La realizarea aparaturii de măsurat și a sistemelor de măsurat se pot înregistra abateri de la schema de mai sus după cum urmează:

frecvent un anumit element al schemei poate îndeplini mai multe funcțiuni,

succesiunea funcțiunilor în schemă poate fi schimbată, uneori una dintre funcții poate fi întâlnită de mai multe ori,

alteori în schemă se întâlnesc funcțiuni suplimentare (ex. amplificare, reglare, corectare etc.).

Figura 1.1. Schema bloc a unui sistem de măsurare idealizat

Legat de procesele de măsurare (metrologie) există mai multe standarde din care amintim :

– SR EN ISO 10012:2004 Sisteme de management al măsurării. Cerințe pentru procese și echipamente de măsurare,

– SR GHID ISO/CEI 99:2010 Vocabular internațional de metrologie. Concepte fundamentale și generale și termeni asociați (VIM).

Prin instalație de măsurat se înțelege ansamblul de elemente reunite într-o schemă sau metodă comună care permit realizarea procesului de măsurare (de la traductor la organul de ieșire). Sistemul de măsurat conține pe lângă instalația de măsurat și procesul sau subiectul care urmează a fi investigat respectiv observatorul sau înregistratorul de date. Aparatul de măsurare este o unitate care conține o parte sau în totalitate instalația de măsurat. În același timp aparatul de măsurat este un mijloc constituit în general pe baza asocierii unui traductor primar (traductor de măsurat a cărui mărime de intrare este mărimea măsurată), a unor dispozitive intermediare (dispozitive cu funcții de adaptare și prelucrare a semnalului provenit de la traductorul primar) și a unui instrument de măsurat conform schemei de principiu și a schemei tehnologice din figura 1.3.

Figura 1.2. Manometru cu indicare directă

Aparatele de măsurat pot fi clasificate în următoarele categorii :

aparate indicatoare,

aparate cu memorie (care stochează datele),

aparate cu înregistrare (care înregistrează datele de regula sub forma unei funcții de o variabilă),

aparate integratoare,

aparate analogice (pentru care semnalul purtător al informației este utilizat într-o formă continuă),

aparate digitale (semnalul purtător al informației este discretizat – iar instrumentul de măsurare are ieșire directă sub formă numerică),

aparate de control (evidențiază încadrarea sau nu a unei mărimi într-un interval prestabilit),

aparate de control activ (care-și realizează funcțiile fără întreruperea procesului tehnologic căruia îi este supus subiectul),

aparate de telemăsurare (cu transmiterea semnalului la distanță).

Figura 1.3. Schemă de măsurare

Instrumentul de măsurare este un mijloc de măsurat în cadrul căruia semnalul de intrare (mărimea măsurată) este raportat la o scară de repere, obținându-se un semnal de ieșire corespunzător cu rezultatul acestei operații.

1.2.2. Erori de măsurare

În cadrul procesului de măsurare, corectitudinea rezultatului trebuie privită conform SR GHID ISO/CEI 98-3:2010 Incertitudine de măsurare. Partea 3 : Ghid pentru exprimarea incertitudinii de măsurare (GUM:1995).

1.2.2.1. Erori întâmplătoare

Apariția unei erori întâmplătoare se poate reprezenta într-o schemă bloc (figura 1.4.). Indicația xe a aparatului de măsură cuprinde suma mărimii xi(τ) și mărimea perturbației z(τ). Mărimea perturbatoare este funcție de timp, neperiodică, adică întâmplătoare. Într-un caz general de măsurare a unei mărimi dinamice xi care este de asemenea dependența de timp, perturbațiile se pot reduce prin filtrare, în cazul în care spectrele lui xi și z se află în domenii de frecvență diferite. La o măsurare statică (xi fiind constant) avem un filtru trece jos și perturbația se micșorează cu atât cu cât lățimea benzii trece jos este mai mică. Cu alte cuvinte filtrul trece jos conduce la obținerea unei valori medii.

Figura 1.4. Schema privind apariția

unei erori întâmplătoare

Dacă indicația xe(τ) nu se urmărește în mod continuu în timp, ci se fac doar citiri periodice de durată scurtă, atunci această observare în sens statistic conduce la o probă de sondaj. Calculul uzual al erorilor se bazează pe luarea în considerare și prelucrarea unui număr de asemenea citiri și mai ales a determinării valorilor medii ale acestor sondaje. Se măsoară de n ori un anumit parametru al sistemului și se elaborează reprezentarea din figura 1.5., în care este redată distribuția a n măsurători ale unei caracteristici. Scara de valori se împarte în intervale Δx, unde Δx este lățimea clasei de valori. Deasupra fiecărui interval se marchează numărul de măsurări din acel interval. Deși valorile individuale sunt absolut întâmplătoare, în distribuția lor se pot recunoaște foarte des unele legități. Pentru un număr mare n și Δx foarte mic, histograma se apropie de o curbă continuă.

Figura 1.5. Distribuția a n măsurări

Pe baza definiției anterioare există următoarea corelație :

(1.1.)

În mod special pentru întreaga suprafață avem :

(1.2.)

De multe ori este important să se cunoască aportul în șirul de măsurări al acelor măsurări care se situează deasupra, sau, sub o anumită valoare limită. Funcția repartiției densității de frecvență este pentru valori mari ale lui n practic independentă de n. Distribuția Gauss este proprie cazurilor în care mărimea măsurată poate lua valori de la -∞ la +∞, ea fiind obținută ca rezultat al unor influențe întâmplătoare (figura 1.6.).

(1.3.)

Figura 1.6. Curba de distribuție Gauss

În cazul efectuării unor măsurări apar foarte des distribuții ale rezultatelor care se încadrează în distribuția Gauss. Aceasta se întâmplă și în cazul în care se suprapun diferite influențe întâmplătoare. Astfel, de exemplu, dacă se aruncă un zar de n ori atunci fiecare valoare între 1 și 6 are aceeași frecvență de apariție neexistând distribuția Gauss. Dacă se aruncă 2, 3 sau mai multe zaruri deodată tot de n ori și se ridică distribuția frecvenței sumei cifrelor de pe fețe la fiecare aruncare, atunci se poate observa că suma evenimentelor (care în parte nu au distribuția Gauss) tinde din ce în ce mai mult spre o distribuție Gauss. Funcția densității de frecvență pentru distribuția Gauss se caracterizează prin următoarea relație de definiție :

(1.4.)

astfel că fx va fi cunoscută prin doi parametrii și anume : valoarea medie , presupusă a fi valoarea efectivă a măsurandului și eroarea medie pătratică σ a unei măsurări singulare dintr-o serie de măsurări cunoscută și sub numele de eroare standard sau dispersie statistică :

(1.5.)

Din analiza curbei distribuției normale de frecvență (figura 1.6.) rezultă următoarele proprietăți :

– distribuția Gauss admite ca asimptotă axa absciselor pentru ;

– valoarea maximă pentru funcția densității de frecvență se obține pentru și anume : valoarea medie fiind cea mai frecvent întâlnită în șirul de măsurători;

– punctele de inflexiune se obțin pentru .

Reprezentarea unei serii de măsurări prin distribuția de frecvență este intuitivă dar din păcate nepotrivită pentru calcule, în acest scop utilizându-se densitatea de frecvență integrată a cărei curbă de reprezentare este cunoscută sub numele de curba distribuției frecvențelor sumate. Dacă se dă variația unei mărimi măsurate într-un interval oarecare, după aceasta se pot determina funcția frecvențelor sumate, valoarea medie și dispersia.

Frecvența sumată poate fi determinată ca raportul intervalelor în care mărimea investigată se găsește sub valoarea x1 și durata totală a intervalului :

(1.6.)

Pentru comoditatea și operativitatea calculelor funcție suma S poate fi reprezentată într-o scară neliniară aleasă astfel ca graficul de forma unei drepte cunoscută sub numele de fișă a frecvențelor sumate. Cu ajutorul fișei se poate stabili dacă măsurătorile dintr-un anumit șir se supun distribuției normale, astfel : pentru diferite intervale de observație se determină valorile SX1, SX2, … SX ca în figura 1.6. Dacă acestea se distribuie funcție de xi după dreapta din figură (xi fiind media între valorile extreme pentru intervalul „i” de observație), măsurările se supun distribuției normale. Dacă dispunem de un singur interval de observație funcția sumă proprie acestuia trebuie să se plaseze în apropierea unei dreptei. Totodată cu ajutorul fisei pentru o anumită funcție S obținuta la măsurări se poate stabili valoarea medie µ și dispersia σ.

Pentru un număr relativ mare de valori măsurate, frecvența , a valorilor măsurate în intervalul devine în mod asimptotic probabilitatea acestei întâmplări :

(1.7.)

Dacă se cunoaște distribuția unui șir de măsurări atunci poate fi evaluată aproximativ probabilitatea repartiției unei valori într-un interval dat. Este de observat că cea mai mare densitate de frecvență corespunde densității maxime de probabilitate. În cazul distribuției Gauss densitatea maximă de frecvență se înregistrează la x = µ. De aici concluzia că media aritmetică este valoarea cea mai probabilă a mărimii măsurate :

(1.8.)

Dat fiind faptul că alura curbei normale este dependentă nemijlocit de dispersia σ, putem conchide că dispersia statică este un indice cantitativ care caracterizează erorile întâmplătoare. De observat că așa cum se poate demonstra teoretic eroarea medie pătratică a valorii medii a șirului µ sau este :

(1.9.)

relație care permite sublinierea necesitații efectuării unui număr suficient de măsurări în cazul experimentelor de precizie.

În tehnica metrologică se operează frecvent, atât cu eroarea limită a unei măsurări singulare dintr-o serie de măsurări Δ precum și cu eroarea limită a mediei șirului de măsurări . Valoarea extremă a erorilor aleatorii care pot afecta rezultatul unei măsurări singulare dintr-o serie de măsurări este :

(1.10.)

unde t este un coeficient de amplificare care se alege în funcție de nivelul de încredere adoptat și legea de repartiție a erorilor specifice cazului respectiv.

Prin nivelul de încredere al măsurării sau nivel de confidență se înțelege probabilitatea cu care se poate afirma că într-o serie de măsurări o anumită eroare aparentă nu va depăși eroarea limită determinată pe baza acestui nivel de încredere. Astfel, de exemplu, în măsurările cu precizia cea mai ridicată se recomandă să se adopte un nivel de încredere (3σ în cazul repartiției normale) iar în măsurările uzuale . Alegerea nivelului de încredere este o problemă de decizie statistică care admite o soluție optimă dacă se iau în considerare costurile greșelilor de măsurare și costul efectuării unei măsurări în funcție de precizie. În cazul unei repartiții normale în situația că numărul măsurărilor depășește cifra 10 se poate accepta într-o primă aproximație că t = 3 și deci pentru aceasta, așa cum s-a mai spus, asigurându-se Valoarea extremă a erorilor aleatorii care pot afecta media aritmetică obținută pe baza rezultatelor unei serii de măsurări este :

(1.11.)

Este de remarcat că, în cele mai multe situații valoarea adevărată a măsurandului nu este cunoscută, luându-se în locul ei valoarea medie ca fiind cea mai apropiată valoare de cea adevărată. Erorile valorilor măsurate calculată față de această valoare poartă numele de erori aparente care se bucură de următoarele proprietăți :

1. Suma algebrică a erorilor aparente este egală cu zero. Proprietatea poate fi folosită pentru controlul calculării exacte a valorii medii, admițându-se o mică diferență numai când valoarea medie s-a calculat cu aproximație.

2. Suma pătratelor erorilor aparente are o valoare minimă.

Aceasta înseamnă că dacă în loc de valoarea medie vom lua o valoare oarecare și vom calcula diferențele valorilor măsurate individuale față de această valoare, atunci suma pătratelor acestor diferențe va fi totdeauna mai mare decât suma pătratelor erorilor aparente. Această proprietate constituie principiul metodei celor mai mici pătrate și motivează luarea în considerare a valorii medii pentru care suma pătratelor erorilor este minimă. Se menționează că în cazul creșterii nelimitate a numărului de măsurări, valoarea medie (media aritmetică) devine egală cu valoarea adevărată a mărimii de măsurat iar erorile aparente devin egale cu erorile întâmplătoare corespunzătoare. Aceasta confirmă că toate presupunerile pur teoretice făcute asupra erorilor întâmplătoare pot fi aplicate și la erorile aparente, în cazul unui număr destul de mare de măsurări. În afara erorii medii pătratice și a erorii limită, în tehnica metrologică se mai operează și cu erori medii și probabile ale căror definiții și valori, pentru distribuția normală (Gauss) se prezintă în continuare :

Eroarea medie θ a unei valori măsurate (individuale) dintr-un șir de măsurări efectuate în aceleași condiții este dată de relația :

( 1.12.)

Eroarea medie se leagă de eroarea medie pătratica prin relația :

(1.13.)

Eroarea medie θ se utilizează la măsurări de precizie când se bănuiește existenta unor erori sistematice. Nu trebuie confundată eroarea medie a valorilor măsurate ale șirului, cu eroarea întâmplătoare a valorii medii a șirului ; trebuie observat că la θ se face media aritmetică a valorilor absolute ale erorilor întâmplătoare pe când pentru eroarea medie a șirului se face media aritmetica a erorilor întâmplătoare ținându-se seama de semnul fiecăreia.

Eroarea probabilă ρ a unei valori măsurate dintr-un șir de măsurări efectuate în aceleași condiții este valoarea care are posibilități egale de a fi sau nu depășită de valorile absolute de erorile întâmplătoare. Pentru această eroare numărul erorilor care se află între ±ρ este egal cu numărul erorilor aflate în afara acestora. Dacă erorile se distribuie după curba lui Gauss :

( 1.14.)

Relațiile date anterior pentru σ, ρ și θ se pot folosi numai în cazul în care valoarea adevărată a mărimii care se măsoară se poate considera cunoscută. Aceasta se poate întâmpla de exemplu la compararea etaloanelor de verificare cu etaloane principale, unde în anumite condiții acestea din urmă pot fi considerate că au valori adevărate. În majoritatea cazurilor măsurătorilor, valoarea adevărată a mărimilor care se măsoară este necunoscută. Din aceasta cauză nu se cunosc nici erorile întâmplătoare δ. În acest caz, erorile mijlocii σ, ρ și θ se exprimă prin erorile aparente υ, care se pot calcula direct din datele experimentale deținute. Pentru θ se va face calculul cu cele două formule. Dacă se obțin diferențe mari există probabilitatea existenței unor erori sistematice.

Eroarea probabilă a valorii medii a șirului notată cu R este câtul prin al erorii probabile ρ a unei valori măsurate. Când erorile se distribuie după curba lui Gauss :

( 1.15.)

Eroarea medie T a valorii medii a șirului este prin analogie :

(1.16.)

Pentru aprecierea preciziei rezultatului se folosește, în mod obișnuit eroarea probabilă R și eroarea limită. Eroarea medie pătratică nu se folosește în acest scop, iar eroarea medie T foarte rar. Din relațiile de mai sus reiese că, cu cât se mărește numărul de măsurări cu atât erorile limită mijlocii și probabile ale valorii medii a șirului devin tot mai mici, media aritmetica tinzând spre valoarea efectivă a măsurandului. Aceasta este valabilă numai când erorile sistematice sunt excluse. În realitate este imposibil să se elimine cu desăvârșire erorile sistematice. Întotdeauna există erori sistematice remanente, erori care rămân și după introducerea corecțiilor, deoarece corecțiile însăși au erori. În aceeași categorie se pot îngloba și unele erori de instalare a căror excludere totală este foarte dificilă, precum și erorile de metodă de care este greu să se țină seama.

Oricât se mărește numărul de măsurări, erorile sistematice remanente nu pot fi evitate. De asemenea cu cât numărul de măsurări este mai mare, cu atât este mai greu să se asigure aceleași condiții de măsurare iar dacă nu s-a ținut cont atent de aceste condiții, rezultatul obținut este mai puțin cert decât dacă s-ar fi făcut mai puține măsurări dar atente. În mod obișnuit și pentru a se putea aplica relațiile din teoria erorilor, în tehnică se fac cel puțin zece măsurări. În cazul în care numărul măsurărilor este mai mic de zece, erorile limită, mijlocii și probabile au o valoare destul de aproximativă și nu pot servi ca și caracteristici precise ale procesului de măsurare.

1.2.2.2. Erori sistematice

Erorile sistematice sunt erorile al căror caracter și mărime sunt cunoscute. Ele intra în rezultatul măsurărilor ca mărimi constante și cu același semn, sau ca mărimi variabile, a căror variație are loc după o lege anumită. Eroarea sistematică poate fie valoarea unei măsurări, fie indicația unui aparat de măsurat. Clasificarea erorilor sistematice poate fi efectuată după următoarele categorii :

a. erori constante,

b. erori variabile, care pot fi erori progresive sau erori periodice.

Erorile constante își păstrează sensul și valoarea în timpul măsurărilor (de exemplu, eroarea unei rigle la care primul milimetru s-a trasat mai lung).

Erorile progresive sunt caracterizate de creșteri sau scăderi continui în timpul măsurării. În aceasta categorie se încadrează erorile unui șubler care are fiecare dimensiune mai mare sau mai mică cu câțiva microni. Dacă fiecare diviziune ar fi mai mare cu Δl, atunci lungimea reală x corespunzătoare unei citiri l ar fi :

( 1.17.)

Erori periodice sunt erorile care își schimbă periodic valoarea și semnul. Așa de exemplu, un cronometru cu acul excentric pe orizontală, la fix indică mai mult, la un sfert exact, la 1/2 și la 3/4 exact.

După cauzele care le provoacă pot exista următoarele tipuri de erori sistematice:

Erori instrumentale provocate de deficientele constructive ale aparatelor de măsurat. De exemplu măsurarea unei temperaturi cu un termometru cu punctul 0 deplasat conduce la apariția de erori instrumentale.

Erori de instalare legate de instalarea sau reglarea incorectă a aparatului de măsurat cum și de modificarea condițiilor exterioare (temperatură, presiune, umiditate, câmpuri magnetice și electrice etc.). De exemplu, așezarea unei balanțe fără a se ține cont de nivelă, formarea unor bucle la conductori prin care trec curenți puternici și care pot genera câmpuri magnetice care să influențeze instrumentul de măsurat etc.

Erori personale sunt cele provocate de particularitățile proprii fiecărui observator; de exemplu erorile de apreciere a fracțiunilor de diviziune marcate de un ac indicator.

Erori de metodă sunt provocate de însăși metoda de măsurare prin necunoașterea ei suficient sau prin cunoașterea insuficientă a fenomenelor care însoțesc măsurarea. În aceasta categorie intră erorile înregistrate la măsurarea rezistentei electrice cu voltmetrul și ampermetrul când nu se ține cont și de rezistența interioară a aparatelor în raport de tipul conexiunilor.

Erorile sistematice, caracterizate prin repetabilitatea și semnul lor nu se pot determina strict numai cu ajutorul instalației de măsurat, fiind necesară etalonarea acesteia. La etalonare mărimea măsurandului x trebuie să fie cunoscută, ea determinându-se de regula cu ajutorul unui mijloc etalon.

Eroarea sistematica ε, afectată de semn se determină din relația :

(1.18.)

unde este valoarea medie a măsurandului determinată la măsurarea obișnuită și valoarea medie obținută la evaluarea măsurandului cu ajutorul mijlocului etalon de măsurat sau valoarea măsurandului care este el în sine un etalon.

Se operează cu parametrul pentru o reducere substanțială a influențelor erorilor întâmplătoare. Uneori în locul erorii sistematice se utilizează corecția Cε definită prin relația :

(1.19.)

Și în cazul etalonării trebuie avută în vedere eroarea medie pătratică a mărimii măsurate Sµ sau astfel că eroarea sistematică ε va fi afectată de către Sµ. Pentru un aparat de măsurat, eroarea ε este o funcție a mărimii de măsurat, aparatul trebuind a se etalona pe întregul domeniu. În concluzie, utilizând un mijloc de etalonare, pe baza unei diagrame de tipul celei din figura 1.7. pot fi cunoscute erorile sistematice proprii mijlocului de lucru.

Figura 1.7. Diagrama de etalonare

pentru determinarea erorilor sistematice

Pe lângă metodele generale legate de eliminarea erorilor sistematice, metode care au în vedere în primul rând etalonarea îngrijită a aparatului, apoi instalarea corectă, evitarea erorilor de paralaxă, efectuarea observațiilor când observatorul este odihnit etc. există o serie de metode specifice dintre care amintim următoarele :

Metoda substituției cunoscută și sub numele de metoda Borda, are ca scop eliminarea erorii sistematice provenite din lipsa de egalitate riguroasă a lungimii brațelor unei balanțe cu brațe egale.

Metoda opoziției : măsurarea se aranjează de așa manieră ca abaterile introduse de un factor să apară odată cu semnul + și odată cu semnul -, adică acest factor să exercite acțiuni contrare asupra rezultatului. De exemplu, pentru eliminarea erorilor sistematice introduse de jocurile șuruburilor micrometrice de la dispozitivelor de măsurare optice, se citește acționând în două sensuri opuse de rotire a șurubului. Un alt exemplu este ilustrat prin metoda dublei cântăriri a lui Gauss.

Pentru eliminarea erorilor sistematice variabile și anume a celor progresive, se recomandă folosirea metodei observațiilor simetrice. Pentru aceasta se dispun măsurările în așa fel încât media aritmetică a observațiilor dispuse simetric să se egaleze între ele, astfel eroarea progresivă va fi eliminată. Presupunem că la o cântărire raportul brațelor se modifică aproximativ proporțional cu timpul (de exemplu din cauza încălzirii neuniforme a brațelor).

Metodele enumerate mai sus nu reprezintă toate posibilitățile de eliminare a erorilor sistematice. Problema eliminării acestor erori necesită o analiză temeinică atât a condițiilor de măsurare cât și a datelor obținute, o mare influență are experiența și priceperea observatorului. Erorile sistematice sunt cu atât mai periculoase cu cât nu se bănuiește existența lor, distribuția diferită de cea normală făcând susceptibilă apariția erorilor sistematice de măsurare.

1.2.2.3. Greșeli sau erori mari (grosolane)

Greșelile sau erorile grosolane sunt foarte diverse după caracterul lor, toate fiind însă provocate de acțiuni necorecte ale observatorului. Ele se pot datora următoarelor cauze : citirea greșită pe scara aparatului (5 diviziuni se apreciază ca fiind 10 etc.), înregistrarea greșită a rezultatului observării (greșeală de scris) sau calcul greșit, schema greșită a unui montaj de aparate de măsurat, folosirea unui aparat defect sau utilizarea unei constante calculată greșit, variații bruște și de scurtă durată a condițiilor de măsurare (șoc mecanic, curent rece de aer de la o ușă deschisă etc.).

1.2.3. Măsurarea dimensiunilor pieselor

Metoda absolută de măsurare este întotdeauna însoțită de evaluarea întregii mărimi care se măsoară cu ajutorul unui instrument, aparat sau măsură. Deci, valoarea mărimii măsurate se determină în raport cu originea (cota zero). Pentru măsurări absolute se pot folosi rigle gradate, șublere, micrometre, microscopul de atelier etc.

1.2.3.1. Măsurarea diametrelor exterioare, interioare și a adâncimilor cu ajutorul șublerului

Șublerul este instrumentul de măsură cel mai folosit la măsurarea dimensiunilor lineare cum sunt lungimile, diametrele exterioare sau interioare etc. în uzine se întâlnesc șublere de diverse forme și de mărimi diferite, toate însă au la bază același principiu de măsurare. Deosebiri de formă și nu de principiu de măsurare există între așa-zisul șubler normal și șublerul de adâncime.

Șublerul normal (figura 1.8.) se compune dintr-o riglă gradată 1 terminată la un capăt cu un cioc 7 care constituie prima suprafață de măsurare și dintr-un cursor 3 care alunecă pe riglă și pe care este fixată cea de a doua suprafață de măsurare 8. Cele două suprafețe de măsurare sunt plane și paralele. Pe cursor este fixat vernierul constituit dintr-o scară gradată 9 care servește la citirea fracțiunilor de diviziune de pe riglă.

Cu șublerul normal se pot măsura diametre exterioare, diametre interioare. Cu ajutorul ciocurilor ascuțite se pot măsura inclusiv diametrul interior al filetului sau măsurarea diametrului interior al unor degajări. Pentru măsurarea găurilor se vor folosi ciocurile 5 și 6 iar pentru adâncimi tija 4.

Figura 1.8. Șubler

1 – riglă gradată, 2 – șurub fixare, 3 – cursor, 4 – tijă pentru adâncime, 5 și 6 – cioc,

7 și 8 – suprafețe plane de măsurare.

După modul de construcție al vernierului, șublerul măsoară cu diferite precizii. Astfel se utilizează frecvent șublere care măsoară cu preciziile: 0,1 mm, 0,05 mm și 0,02 mm.

Verificări obligatorii înaintea operației de măsurare :

verificarea suprafețelor de măsurare (planeitatea și paralelismul),

verificarea jocului dintre riglă și cursor,

verificarea preciziei (se vor măsura etaloane cu valoare cunoscută).

Pentru măsurătorile de interior trebuie să se țină seama de grosimea dintre suprafețele de măsurare la exterior și la interior LA – LB, care este de 10 mm și care trebuie să se adauge la valoarea de citire. O deosebită importanță trebuie să acorde cel care măsoară cu șublerul, poziției șublerului în timpul măsurării.

Măsurarea este corectă numai atunci când, în timpul măsurării, rigla este perpendiculară pe axul piesei de măsurat, astfel ca fălcile șublerului să ia contact cu piesa pe toată lățimea lor și nu numai cu muchiile, cum se întâmplă atunci când șublerul are o poziție înclinată față de piesă.

Principiul de măsurare cu șublerul se bazează pe utilizarea vernierului. Vernierul este o scară gradată suplimentară cu ajutorul căreia se mărește precizia de citire a fracțiunilor de diviziune de pe scara gradată principală a șublerului.

Între indicii metrologici ai șublerului există următoarele relații :

(1.20)

unde vr este diviziunea (și valoarea diviziunii) de pe riglă, în mm; vv este diviziunea de pe vernier, în mm; i este valoarea diviziunii vernierului (precizia de măsurare a șublerului, în mm); n este numărul de diviziuni de pe vernier; l este lungimea vernierului, în mm; γ este modulul vernierului.

Valoarea dimensiunii măsurate D, în mm, se poate stabili cu ajutorul relației: (1.21)

unde m este numărul reperului de pe riglă aflat cel mai aproape de reperul 0 al vernierului în partea stângă a acestuia iar k este numărul acelui reper de pe vernier care se află în prelungirea unui reper de pe scara gradată principala.

Șublerele se clasifică după următoarele criterii:

după destinație pot fi: șublere de exterior și interior cu sau fără tijă de adâncime, șublere de adâncime, șublere de trasaj, șublere pentru roti dințate și șublere pentru canale;

după limita superioară de măsurare (L) : șublere cu L = 150 ; 200 ; 300 ; 500 ; 800 ; 1000 ; 2000 mm;

după valoarea diviziunii vernierului (i) sunt șublere cu i = 0,1, 0,05, 0,02 mm.

Figura 1.9. Metoda de citire Figura 1.10. Măsurarea

dimensiunilor interioare

Șublerul cu 4 ciocuri de măsurare și tijă de adâncime este constituit din tija gradată 1 cu două ciocuri de măsurare 5 și 10, cursorul cu ciocurile 8 și 9, vernierul 3 și șurubul de blocare 4 al cursorului. Cu ajutorul ciocurilor 5 și 6 se măsoară dimensiuni exterioare I, cu ciocurile inverse 9 și 10 dimensiuni interioare II (se pornește citirea de la reperul 0), iar cu ajutorul tijei 11 adâncimii III.

Figura 1.11. Șubler de adâncime

1 – rigla gradat, 2 – talpă de așezare (suprafața de măsurare), 3 – cioc mobil,

4 – cursorul, 5 – scară gradat inscripționat pe riglă, 6 – scară gradat inscripționat

pe cursor, 6, 7 – șurub de blocare, 8 – mecanism de avans fin,

9 – șurub de blocare a cursorului, 10 – suprafața frontal a riglei.

În principiu, modul de citire pe oricare tipuri de verniere este același. Deosebirea constă doar în valoarea diferită a diviziunilor de la un tip la altul, adică precizia de măsurare.

Șublerul de adâncime (figura 1.11.) este utilizat pentru măsurarea adâncimii unor cavități, a unor canale, a unor găuri înfundate etc., este compus din rigla 1, cursorul 2 cu vernierul 3 și șurubul de blocare 4.

Cu șublerul de adâncime se pot măsura lungimi exterioare, adâncimea unor găuri sau grosimea unor praguri interioare, în care caz, capătul riglei gradate este prevăzut cu un cot la 90ș.

Figura 1.12. Tipuri constructive de șublere de exterior și de interior

a – șubler universal pentru exterior și interior cu patru ciocuri plane, b – șubler pentru exterior și interior cu două ciocuri pentru exterior n formă de cuțit și două ciocuri cilindrice, c – șubler pentru exterior și interior cu două ciocuri pentru interior n formă de cuțit și două ciocuri cilindrice, d – șubler pentru exterior și interior cu două ciocuri inelare și două ciocuri cilindrice.

Figura 1.13. Șubler cu cadran și șubler cu afișaj digital

1.2.3.2. Măsurarea diametrelor exterioare, interioare și a adâncimilor cu ajutorul micrometrului

Micrometrul este un instrument de măsură cu care se pot măsura dimensiunile lineare ale pieselor cu o precizie de o sutime de milimetru (0,01mm). Micrometrele se bazează pe funcționarea mecanismului șurub – piuliță. Au o suprafață de măsurare fixă 1 și o suprafață mobilă reprezentată prin suprafața frontală a tijei micrometrice 3. Tija se înșurubează într-o piuliță fixă 4 și cu ajutorul unui dispozitiv se cuplează de tamburul 5, care este prevăzut cu 50 de diviziuni.

Figura 1.14. Micrometrul de exterior

Deoarece șurubul micrometric are pasul p = 0,5 mm, la o rotație a tamburului 5, suprafața de măsurare avansează axial cu 0,5 mm. Rezultă că la citirea cu o diviziune de pe tambur, suprafața 2 se deplasează axial cu mărimea Vd.

Figura 1.15. Metoda de citire

Orice micrometru este prevăzut cu un dispozitiv pentru limitarea forței de măsurare. Pentru aceasta, s-a prevăzut ca rotația șurubului să se facă prin intermediul unui clichet, care acționează simultan tamburul și tija șurubului micrometric cât timp nu este depășită valoarea maximă admisibilă a forței de măsurare. Dacă se depășește această valoare, clichetul se rotește în gol și nu mai transmite mișcarea. Valoarea maximă a forței de măsurare este 7 ± 2 N.

Figura 1.16. Micrometru de interior

Micrometrele de interior (figura 1.16.) pot fi de tip vergea și cu fălci și se folosesc de regulă la măsurarea alezajelor.

Figura 1.17. Schema cinematică a micrometrului de interior tip vergea

1, 6 – suprafețe sferice de măsurare, 2 – șurubul micrometric, 3 – tambur gradat cu o

porțiune conică, 4 – bucșă filetată, 5 – scară gradată.

Tija șurubului micrometric este cuprinsă într-un tambur cilindric 6, pe care este fixată o scară gradată longitudinală astfel ca distanța dintre două repere consecutive să fie egală cu pasul p = 0,5 mm. Scara longitudinală este formată dintr-o scara milimetrică și o scară a jumătăților de milimetru.

unde Nd = 50 diviziuni. (1.22)

Eroarea de indicație (δ) este exprimată prin relația :

(1.23)

unde Δp este eroarea pasului șurubului micrometric iar Δφ este eroarea de divizare a tamburului.

În ateliere se întâlnesc micrometre de diverse forme și dimensiuni care pot fi grupate în trei categorii de exterior, de interior, de adâncime și speciale (pentru table, țevi, filete, roți dințate etc.).

Figura 1.18. Micrometru exterior digital

Micrometrul de exterior (figura 1.18.) are brațul cilindric gradat din 0,5 în 0,5 mm, diviziunile succedându-se de o parte și de alta a unei linii generatoare. În interiorul brațului cilindric se află dispozitivul micrometric format dintr-o asamblare filetată cu pasul de 0,5 mm. Piulița este fixă, iar șurubul este solidar la un capăt cu tamburul gradat, iar la celălalt cu tija micrometrului. Tamburul este prevăzut cu o scară circulară cu 50 de diviziuni. La o rotație completă a tamburului, întregul ansamblu tambur-șurub micrometric-tijă, se deplasează liniar cu un pas, deci cu 0,5 mm. La o rotație a tamburului cu o diviziune de pe scară circulară deplasarea tijei este de 0,5/50 = 0,01 mm, valoare care reprezintă și precizia de deplasare a micrometrului. Piesa de măsurat este cuprinsă între tijă și nicovală, deplasarea tijei făcându-se prin acționarea dispozitivului care limitează forța de măsurare.

Citirea milimetrilor și jumătăților de milimetru se face pe scară longitudinală a cilindrului micrometric folosind ca limită marginea tamburului, iar pe scara circulară se citesc fracțiunile de milimetru până la 0,01 mm, folosind ca indice limba scării gradate longitudinal. Micrometrele de exterior se construiesc pentru următoarele domenii de măsurare: 0 … 25 mm, 25 … 50 mm și în continuare din 25 în 25 mm.

Micrometrul de adâncime (figura 1.19.) se deosebește din punct de vedere constructiv de celelalte tipuri de micrometre prin aceea că este prevăzut cu o talpă, iar scările de pe cilindru și tambur sunt inverse decât la micrometrul de exterior. Dimensiunea măsurată de micrometru se citește în punctul de intersecție dintre linia generatoare trasată pe cilindrul gradat și marginea tamburului. Pe cilindru se citesc dimensiunile din 0,5 în 0,5 mm, la care se adaugă sutimile de milimetru citite pe tambur.

Figura 1.19. Micrometrul de adâncime

1 – tija de măsurare, 2 – talpa de așezare,

3 – braț cilindric, 4 – bucșă gradată, 5 – tambur,

6 – dispozitiv de limitare a forței de măsurare.

1.2.3.3. Măsurarea cu ajutorul comparatoarelor mecanice cu roți dințate

Comparatoarele sunt cele mai simple tipuri de instrumente sensibile cu pârghie. Așa cum arată și numele său comparatorul este un instrument de măsură cu ajutorul căruia se compară două dimensiuni oarecare, de regulă o dimensiune etalon, iar cealaltă fiind dimensiunea unei piese. Cu comparatorul nu pot fi determinate dimensiunile absolute ale pieselor, așa cum se face cu șublerul sau micrometrul. Sunt aparate la care mecanismul de amplificare este constituit din roți dințate, alese astfel încât deplasarea vârfului cu care se face măsurarea să poată transforma deplasarea acului indicator cu un anumit număr de diviziuni, pe scala unui cadran rotund. În acest caz fiecare diviziune a scalei va corespunde unei anumite deplasări a vârfului, la o rotație completă a acului indicator, vârful de măsurare se deplasează de la poziția inițială cu un număr întreg de mm.

Figura 1.20. Comparator mecanic

1 – tija palpatoare,

2 – ac indicator,

3 – arc spiral, Z1, Z2,

Z3, Z4 – roți dințate.

În figura 1.20. este prezentată schema de principiu a comparatorului.

Mișcarea se transmite de la tija palpatoare 1 prevăzută cu cremalieră, la acul indicator 2 prin intermediul roților dințate Z1, Z2, Z3. Roata dințată Z4 și arcul spiral 3 obligă sistemul de roți să angreneze pe un singur flanc pentru a elimina influența dintre flancuri la mișcarea reversibilă. Comparatoarele se execută cu o valoare a diviziunii de 0,01 mm având limitele de măsurare 0 – 10 mm, sau cu o valoare a diviziunii de 0,001 mm când în schema cinematică din figură mai intervine o treaptă de amplificare.

Figura 1.21. Comparator cu ceas Figura 1.22. Suport magnetic

Comparatoare de interior (figura 1.23.) pentru alezaje sunt constituite dintr-un aparat comparator și un dispozitiv cu palpatoare 2 și 3 dintre care: palpatorul 2 este interschimbabil, iar palpatorul 3 este mobil.

Figura 1.23. Comparator

mecanic de interior cu ceas

Comparatoarele se montează pe suporți rigizi sau magnetici, pentru a măsura dimensiuni, deformații, abateri de la poziție, etc. Din punct de vedere constructiv comparatoarele pot fi : mecanice, optice, electrice sau pneumatice. După precizia de măsurare pot fi: comparatoare mecanice obișnuite cu precizia de 0,01 mm, minimetre sau ortoteste cu precizia de 0,001 mm sau pasametre cu precizia de 0,02 mm. Elementele principale ale unui comparator sunt: palpatorul, mecanismul de amplificare, mecanismul indicator și mecanismul auxiliar. Cele două palpatoare sunt fixate în corpul 1. Palpatorul transmite mărimea de măsurat la comparatorul 6 prin intermediul pârghiei cu brațe egale 4 și a tijei 5.

1.3. Desfășurarea lucrării

Se desenează piesele primite și se notează 5 secțiuni în care se vor măsura dimensiuni exterioare și 5 în care se vor măsura dimensiuni interioare. Rezultatele măsurătorilor exterioare vor fi trecute în tabelul 1.1. Aceleași secțiuni vor fi măsurate atât cu șublerul cât și cu micrometrul și comparatorul. Pentru fiecare set de măsurători, rezultatele se trec într-un un tabel similar cu 1.1.

Se va face diferența dintre valorile maxime și minime obținute pe aceeași direcție de măsurare ( I, II, III, IV ) și se împarte la doi, obținându-se AFrI , AFrII , AFrIII, AFrIV, AFr max, care reprezintă abaterea de la rectiliniaritatea generatoarei măsurate (AFr max). Această valoare trebuie să respecte condiția: AFr max < TAFr.

Tabelul 1.1. Rezultatele măsurătorilor

1.4. Concluzii

Pe baza tabelelor completate se vor face comentarii referitoare la instrumentele de măsurare folosite, la abaterile de măsurare observate și preciziile aparatelor de măsură.

2. Metale și aliaje utilizate în construcția mașinilor,

utilajelor și instalațiilor

2.1. Introducere

Scopul lucrării

Cunoașterea proprietăților metalelor și aliajelor folosite în construcția mașinilor și utilajelor, recunoașterea și identificarea acestora conform standardelor.

Obiectivele lucrării

Prezentarea principalelor metale și aliaje ale acestora folosite în construcția mașinilor, utilajelor, instalațiilor și aparatelor. Prezentarea reglementărilor și standardelor pe care trebuie să le respecte.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

metale, aliaje, feroaliaje

2.2. Considerații teoretice

Se cunoaște din studiul chimiei, că elementele chimice se împart în două grupe principale: metale și nemetale. Se numesc metale elementele chimice care au următoarele proprietăți fizice comune:

• sunt bune conducătoare de electricitate și căldură;

• prezintă un luciu metalic caracteristic;

• sunt maleabile și ductile;

• în stare solidă au o structură cristalină.

Aliajele sunt acele materiale metalice care se obțin prin topirea sau difuzia metalelor între ele sau a metalelor cu nemetalele și care păstrează caracteristicile generate ale metalelor. Ca exemplu de aliaje se pot menționa oțelul care este un aliaj al fierului cu carbonul sau bronzul care este un aliaj al cuprului cu staniul. Elementele principale care intră în alcătuirea unui aliaj constituie componenții aliajului. Componentul care predomină în raport cantitativ în aliaj se numește component de bază. În aliaj se introduc și elemente de aliere pentru conferirea anumitor proprietăți. De asemenea se întâlnesc și componente nedorite, denumite impurități. Prin standard, fiecare calitate de metal sau aliaj primește un simbol convențional alcătuit din litere și / sau din cifre. De exemplu SR EN 10001:1993 Definirea și clasificarea fontelor brute, SR EN 10020:2003 Definirea și clasificarea mărcilor de oțel. Proprietățile fizice ale metalelor și aliajelor se referă la comportarea metalelor sub acțiunea diferitelor fenomene și procese fizice, cum ar fi acțiunea gravitației, schimbarea temperaturii, acțiunea câmpului electric sau magnetic. Principalele proprietăți fizice ale metalelor și aliajelor sunt: densitatea, greutatea specifică, fuzibilitatea, dilatare termică, conductibilitate termică, conductibilitate electrică, magnetismul, culoarea, luciul și structura.

Proprietățile chimice ale metalelor și aliajelor sunt rezistența la coroziune, refractaritatea, pasivitatea, afinitatea.

Proprietățile mecanice ale metalelor și aliajelor sunt rezistența la rupere, elasticitatea, plasticitatea, tenacitatea, fragilitatea, duritatea, ecruisarea, rezistența la șoc și rezistența la oboseală.

Proprietățile tehnologice ale metalelor și aliajelor sunt capacitatea de turnare și deformabilitatea (maleabilitatea, ductilitatea, forjabilitatea, sudabilitatea, prelucrabilitatea prin așchiere și călibilitatea).

2.2.1. Fonte și oțeluri

Aliajele Fe-Fe3C se clasifică în funcție de conținutul de carbon și de microstructura în oțeluri și fonte.

Fontele albe sunt aliajele care conțin între 2,14 … 6,67%C și se caracterizează prin aceea că nu pot fi deformate plastic. Denumirea de fonte albe provine de la faptul ca în spărtura proaspătă au cristale de culoare argintie. Atât culoarea în spărtură cât și fragilitatea fontelor albe se datorează prezenței cementitei primare în structură. După conținutul în carbon, fontele albe se clasifică astfel:

– fonte albe hipoeutectice, care conțin între 2,14 … 4,3%C și au o structura formată din perlită și ledeburită,

– fonte albe eutectice, care conțin în jur de 4,3%C și au structura formată numai din ledeburită,

– fonte albe hipereutectice, care conțin între 4,3 … 6,67%C și au structura formată din cementită primară și ledeburită.

Aliajele fier-carbon cu mai mult de 2,14%C în care carbonul se găsește sub formă de grafit, poartă numele de fonte cenușii. La conținuturi mai scăzute de carbon și siliciu, condițiile sunt favorabile separării carbonului sub formă de cementită și obținerii a unor structuri de fonte albe, iar la conținuturi mai mari de carbon și siliciu, condițiile sunt favorabile separării carbonului sub formă de grafit și obținerii de structurii de fonte cenușii. Aliajele feroase folosite în tehnică conțin, pe lângă fier și carbon și alte elemente, numite elemente permanente însoțitoare, care rămân în urma proceselor de extragere și de elaborare. Dintre acestea, cele mai importante sunt siliciul, manganul, fosforul și sulful. Ele sunt prezente în compoziția aliajelor în proporții relative mici (sutimi sau zecimi de procent), influențând într-o oarecare măsură cristalizarea, structura și proprietățile acestora. Influența acestora creste pe măsură ce crește și conținutul lor în compoziția oțelurilor și fontelor. De aceea, la studiul aliajelor feroase obținute pe cale industriala trebuie să se țină seama de prezența și influența elementelor însoțitoare.

Oțelurile sunt aliajele care conțin până la 2,14%C și se caracterizează prin faptul că pot fi deformate plastic la cald sau la rece, prin presare sau lovire, fără să se rupă. După conținutul în carbon se deosebesc trei grupe:

– oțeluri hipoeutectoide, care conțin până la 0,8%C și au microstructura formată din ferită și perlită;

– oțeluri eutectoide, care conțin în jur de 0,8%C și au structura formată din perlită;

– oțeluri hipereutectoide, care conțin între 0,8 … 2,14%C și au o structură formată din perlită și cementită secundară.

Elaborarea oțelurilor se poate face în cuptoare electrice cu arc sau cu inducție, în cuptoare Siemens-Martin sau în convertizoare Bessemer. Ca materii prime se utilizează fier vechi, deșeuri de oțel, fonta de primă fuziune, feroaliaje. Elaborarea oțelului cuprinde următoarele etape: încărcarea, topirea, afânarea, dezoxidarea și alierea. Încărcarea și topirea sunt două etape deosebit de importante din punct de vedere economic și metalurgic. Desfășurarea proceselor în cursul acestor etape influențează atât calitatea oțelului cât și durata de elaborare a șarjei. Afânarea se referă la decarburarea băii metalice, care trebuie să se desfășoare cu viteză mare pentru a realiza o bună degazificare a metalului. Dezoxidarea băii metalice se face prin difuziune, proces care are la bază reacția de trecere în zgură a oxigenului dizolvat în oțel pe baza legii repartiției. Scăderea conținutului de oxid de fier din zgura se realizează prin adăugarea unor reducători (praf de cocs, oxid de calciu) pe zgură. Când zgura devine reducătoare atunci oxizii din baia metalică difuzează în zgură. În cazul oțelurilor aliate, după dezoxidare se introduc elementele de aliere: crom, mangan, molibden, vanadiu, wolfram, siliciu. Dintre proprietățile tehnologice ale oțelului amintim : fluiditatea și contracția. Fluiditatea este mai redusă decât la fonte deoarece oțelul conține mai puțin carbon și siliciu și ca urmare, capacitatea de turnare a oțelului este inferioară fontelor. Contracția oțelului este relativ mare, fiind cuprinsă între 2,18 … 2,4 % ceea ce îi conferă tendință spre formarea retasurilor și crăpăturilor în timpul solidificării. Oțelul prezintă și o tendință mare de a absorbi gazele din procesul de turnare. Pentru obținerea pieselor de bună calitate se impun luarea unor măsuri speciale cum ar fi: realizarea unor rețele de turnare cu secțiuni mari, care să permită curgerea liniștită a materialului topit; solidificarea dirijată prin utilizarea răcitoarelor; evitarea apariției retasurilor prin prevederea de maselote. După turnare, piesele cu structuri fine se supun operațiilor de recoacere și de normalizare. Optimizarea elaborării oțelurilor se face prin extinderea metodelor moderne de dezoxidare și modificare a oțelurilor în stare lichidă, la un nivel de 2,5 ori față de cel actual, precum și prin implementarea diverselor echipamente și tehnici de tratare în vid, prin insuflare de argon, sau prin desulfurare avansată.

Aceste tehnologii contribuie la reducerea consumurilor de feroaliaje și conduc prin ridicarea caracteristicilor oțelurilor, la înlocuirea oțelurilor înalt aliate cu unele slab aliate.

Clasificarea oțelurilor standardizate se face pe baza destinațiilor lor iar gruparea în cadrul standardelor, pe baza compoziției sau proprietăților. În funcție de compoziția chimică, există oțeluri aliate și oțeluri nealiate. Oțelurile nealiate sunt de trei feluri:

a) oțeluri nealiate de uz general

b) oțeluri nealiate de calitate

c) oțeluri nealiate speciale.

Oțelurile de uz general sunt folosite pentru fabricarea șuruburilor, arborilor, axelor. Aceste piese sunt cele mai ieftine piese și sunt produse în masă.

Exemplu: SR EN 10293:2005/AC:2008, Oțeluri turnate pentru utilizări generale, au ca și simboluri OL30, OL37, OL42, OL44, OL50, OL 60.

Oțeluri nealiate de calitate sunt folosite pentru fabricarea bucșelor, arborilor, roților dințate, camelor.

Exemplu: STAS 11512-91, Oțeluri pentru roți dințate. Mărci și condiții tehnice de calitate. Aceste oțeluri au ca și simboluri OLC10, OLC15, OLC20, OLC25, OLC30, OLC35, OLC40, OLC45 etc.

Oțelurile nealiate speciale au următoarele proprietăți : puritate superioară, număr scăzut de incluziuni nemetalice. Sunt folosite la fabricarea sculelor, foarfecilor, matrițelor.

Exemplu: STAS 7382-88, Oțeluri rapide pentru scule. Mărci și condiții tehnice generale de calitate.

Oțelurile aliate sunt de două feluri: de calitate, speciale.

Exemplu: SR EN ISO 683-17:2015, Oțeluri pentru tratamente termice. Oțeluri aliate și oțeluri pentru automate.

Oțelurile de calitate sunt de patru feluri : de construcție, pentru electrotehnică, pentru șină și pentru produse plato-laminate la cald sau la rece.

Oțelurile speciale sunt de trei feluri : inoxidabile, rapide și alte oțeluri speciale.

Exemplu: SR EN 10027-1:2006, Sisteme de simbolizare a oțelurilor. Partea 1: Simbolizarea alfa numerică.

2.2.2. Materiale neferoase

Cuprul are o greutate specifică ridicată (8,96kg/dm3), o foarte bună plasticitate și deosebite proprietăți fizico-chimice. Astfel, are temperatura de topire 1083oC, conductivitate termică și electrică foarte ridicată, înaltă rezistență la coroziune, atât în atmosferă cât și în agenții organici și gaze de combustie.

Exemple: STAS 270/3-80, Cupru de înaltă puritate pentru industria electrotehnică și electronică, SR EN 1412 – 1997, Cupru și aliaje din cupru. Sistem european de simbolizare numerică.

În cuprul tehnic pot exista impurități ca Bi, Sb, As, Fe, Ni, Pb, Sn, S, O, Zn etc. unele fiind solubile în Cu. Conductivitatea cuprului răcit lent este mai mare decât al celui răcit brusc, deoarece prin răcire bruscă elementele dizolvate la temperaturi ridicate rămân în soluția solidă. Impuritățile cele mai dăunătoare sunt Bi și Pb, căci ele nu se dizolvă în Cu și formează eutectice ușor fuzibile, din metale aproape pure. Aceste elemente cristalizând la urmă (Bi – 270oC; Pb – 327oC) se așază în jurul grăunților de Cu, iar la încălzire acestea se topesc ușor provocând fragilitatea la roșu și deci apariția de crăpături la forjare și laminare. La conținuturi mai mari de Bi și Pb, cuprul devine fragil și la rece. Oxigenul se află sub formă de Cu2O, acesta favorizând în prezența hidrogenului apariția ,,bolii de hidrogen”, care se manifestă sub formă de fisuri microscopice. Proprietățile mecanice ale cuprului depind de starea de prelucrare. Astfel, rezistența la rupere a cuprului laminat și recopt este Rm = 200-250N/mm2 și duritatea de 35-50HB. Prin deformare plastică la rece cuprul se ecruisează și caracteristicile cresc la Rm = 400-500 N/mm2 și 100-120HB; plasticitatea scade foarte mult, de la A = 40% la A = 1-2%. Cuprul ecruisat devine din nou moale prin recoacere la 600-800oC și răcire bruscă. Cuprul se toarnă greu, dizolvând multe gaze – cuprul turnat prezintă porozități. Structura metalografică a cuprului este formată din grăunți poliedrici de Cu și insule de incluziuni globulare izolate de Cu2O și Cu2S. Cuprul recopt apare în cristale mari poligonale cu macle caracteristice. Datorită proprietăților sale Cu are o largă întrebuințare în industrie, circa 50% din producția de Cu se utilizează în electrotehnică și 30-40% la elaborarea de aliaje.

Aliajele Cu – Zn (alama) conțin până la 48-50%Zn, deoarece la procente de Zn mai mari apar constituenții fragili, care împiedică aliajul să aibă întrebuințări în tehnică. După cum se știe din diagrama de echilibru, constituenții metalografici a elementelor tehnice sunt: soluția solidă , soluția solidă și soluția solidă ’. Soluția solidă are, ca și Cu, o rețea cubică cu fețe centrate. În cazul unei răciri lente se obține o soluție solidă omogenă, care se prezintă sub formă poliedrică, cu numeroase macle bine conturate. De cele mai multe ori răcirea decurge însă repede, astfel încât segregațiile cristaline nu pot fi uniformizate, obținându-se structura dendritica tipică pentru soluția solidă. Soluția solida prezintă cristale cu rețea cubică conturată în spațiu, statistică neordonată; la temperaturi mari, trece în suprastructura ordonată . În această suprastructură, atomii de Zn formează totdeauna atomul care centrează volumul, în timp ce atomii de Cu se găsesc la colțurile cubului. Faza ’ corespunde compusului CuZn. Alamele având un conținut de Zn de 38-46% sunt bifazice în condiții de echilibru, structura lor putând fi modificată prin tratament termic. Astfel, conform diagramei de echilibru o alamă cu 42%Zn răcită lent de la 800oC constă din 60% cristale și 40% cristale ’. Încălzirea la 500oC urmata de călire, determină o micșorare a cantității de , întrucât la temperaturi înalte liniile de separație a fazelor se curbează spre conținuturi de Cu mai mari. Mărirea temperaturii de încălzire până la 750oC duce în continuare la micșorarea cantității de fază , iar la depășirea temperaturii de 800oC urmată de răcire în apă (călire) aliajul este format numai din faza suprasaturată. La o astfel de alama călită, dacă este revenită, din cristalele suprasaturate se separă cristalele realizându-se echilibrul distribuției fazelor și . Faza se separă sub formă aciculară, cu predilecție la marginea grăunților.

Aliajele Cu – Sn (bronzul) având până la 22%Sn (bronzurile tehnice) au următoarele faze și constituenți:

– soluție solidă de substituție cubică cu fețe centrate care conține la 798oC maximum 13,2%Sn; la 520oC 16%Sn iar la temperatura ambiantă sub 10%Sn

– soluție solidă , stabilă peste 520oC, cu o rețea cubică centrată în spațiu. Sub această temperatură se transformă într-o soluție ordonata ’.

– faza cu circa 32%Sn, care cristalizează într-o rețea cubică cu fețe centrate complicată, conținând în celula elementară 416 atomi. Faza are compoziția Cu31Sn8 și este foarte dură.

– eutectoidul + cu 28,6 %Sn.

Exemplu: STAS 94/2-89, Table și benzi din aliaje Cu-Sn deformabile.

Structura bronzului cu mai puțin de 8-9%Sn este formată numai din soluție solidă (bronz monofazic) iar la procente mai mari el este format din soluția și eutectoidul + (bronz hipoeutectoid). Din cauza intervalului mare de cristalizare în bronzurile turnate, apar segregații cristaline pronunțate (structură dendritică). Structura bronzului hipoeutectoid poate fi modificată prin tratament termic. Astfel, dacă se încălzește la 550oC un bronz cu 20%Sn și după care se călește în apă, descompunerea eutectoidă = + este împiedicată și structura constă dintr-un amestec eterogen format din soluția și cristalele de soluție ’ cu aspect caracteristic acicular asemănător cu al acelor de martensită.

Ca și alamele +’ și bronzurile + călite, sau mai ales bronzurile călite, își măresc duritatea la revenire datorită fenomenelor de precipitare.

Aluminiul este un material ușor (2,7kg/dm3), cu temperatura medie de topire (660oC), având o plasticitate mare și rezistență mică. Aluminiul laminat și recopt are Rm = 100 N/mm2, HB = 20-25, A = 35-40%, Z = 80%. Se durifică prin ecruisare ajungând la Rm = 500N/mm2 și 45HB. Aluminiul nu prezintă modificări alotropice, are o mare conductibilitate electrică și termică și este rezistent la coroziune datorită formării unei pelicule aderente și compacte de Al2O3. Rezistența la coroziune crește cu gradul de puritate. Ca impurități, conține Fe și Si, ambele mărind fragilitatea prin eutecticele pe care le formează compusul chimic Al3Fe și Si cu aluminiul. Aluminiul tehnic conține minim 98 – 99,8 % Al. Aluminiul tehnic primar se obține pe cale electrolitică și este destinat pentru prelucrare prin deformare plastică la rece sau la cald și prin turnare.

Exemplu: SR EN 12258 – 1:2002, Aluminiu și aliaje de aluminiu. Termeni generali, și SR EN 575:1997, Aluminiu și aliaje de aluminiu. Prealiaje obținute prin topire. Condiții tehnice.

Aliajele Al – Cu (duraluminiu) – sunt aliaje complexe care au la bază aliajele Al – Cu, dar care conțin și alte elemente cum ar fi Mg, Mn, Fe, Si, Zn. Aceste aliaje sunt denumite duraluminiuri datorită caracteristicilor de rezistență ridicate, apropiate de ale unor oțeluri mai moi. Modulul de elasticitate fiind mai mic decât al oțelurilor, deformațiile elastice sunt mai mari la tensiuni egale. Caracteristicile ridicate de rezistență se obțin datorită durificării prin precipitarea compusului Al2Cu4 și a altor compuși cum ar fi Mg2Si, Al3Mg. Cele mai ridicate caracteristici de rezistență se obțin în aliajele cu 3,6 – 4,5%Cu, 0,6 – 1,8 %Mg, 0,6 – 1,2%Mn. Tratamentul termic îi modifică caracteristicile. După călirea în apă materialul este moale și plastic putând fi ușor prelucrat prin deformare plastică. Structura în această stare este formată din soluție solidă suprasaturată. Aceasta este nestabilă și se poate descompune chiar la temperatura ambiantă precipitând compușii intermetalici prezentați. Fenomenul poartă numele de îmbunătățire și a fost descoperit accidental. S-a constatat că produse din astfel de aliaje aveau durități mult mai marii după 5-7 zile de depozitare la temperatura ambiantă. Durata precipitării se poate scurta prin reîncălzirea aliajului la 150-1800C.

2.3. Desfășurarea lucrării

Studiul standardul SR EN 10027-1:2006, instrument de lucru pentru simbolizarea oțelurilor – Pentru corecta aplicare a standardelor din domeniul metalurgiei, dar mai ales pentru facilitarea contractărilor, este absolut necesară simbolizarea cât mai semnificativă a produselor.

Standardul SR EN 10027-1:2006, Sisteme de simbolizare a oțelurilor. Partea 1: Simbolizarea alfanumerică, stabilește regulile de simbolizare a oțelurilor bazate pe simboluri literale și numerice prin care se exprimă caracteristicile principale, de exemplu: mecanice, fizice și chimice, în scopul identificării oțelurilor.

Standardul EN 10027-1:2006 a fost elaborat de comitetul tehnic ECISS/TC 7, Simbolizarea convențională a oțelului, și a fost adoptat ca standard român în 2006 de comitetul tehnic roman CT 42, Oțeluri și feroaliaje. Standardul prevede că pentru fiecare marcă de oțel se alocă o singură simbolizare alfanumerică. Sistemul de simbolizare numeric este definit în standardul SR EN 10027-2:1996, Sisteme de simbolizare pentru oțeluri. Partea 2: Sistemul numeric.

Notarea completă a unui produs de oțel, atunci când se utilizează în comenzi și în documente contractuale, trebuie să cuprindă pe lângă simbolizarea alfanumerică și indicații referitoare la condițiile tehnice de livrare corespunzătoare oțelului specificat. Pentru oțelurile specificate în standarde, această indicație trebuie să fie numărul de referință al standardului de produs corespunzător. Detalii cu privire la structura simbolizării alfanumerice a oțelului sau a produsului de oțel sunt prezentate în standardele de produs corespunzătoare sau în standardele de dimensiuni. Pentru simbolizarea oțelurilor se utilizează trei grupe de simboluri și anume:

– simboluri principale, care semnifică utilizarea prevăzută a oțelului, anumite caracteristici mecanice sau cantitatea de carbon;

– simboluri suplimentare pentru oțel, care semnifică, în general, prelucrările la care a fost supus oțelul;

– simboluri suplimentare pentru produse de oțel, care indică tipul de acoperire pentru produsele de oțel, condițiile de tratament termic pentru acestea etc.

Simbolizările alfanumerice se clasifică în două categorii principale:

Categoria 1: Oțeluri simbolizate în funcție de caracteristici mecanice sau fizice;

Categoria 2: Oțeluri simbolizate în funcție de compoziția chimică.

În categoria 1 de simbolizare sunt cuprinse oțelurile pentru construcții, oțelurile pentru aparate sub presiune, oțelurile pentru țevi.

Aliajele sunt folosite în obținerea arborilor, alezajelor, la confecționarea pieselor care lucrează în condiții de temperaturi înalte, la fabricarea șuruburilor, arborilor, axelor, la fabricarea bucșelor, roților dințate, camelor, sculelor, foarfecelor, matrițelor, la fabricarea prăjinilor de foraj.

În timpul laboratorului se consultă diferite standarde, precum:

SR EN 10027-1/1996, Sisteme de simbolizare pentru oțeluri

STAS 880-88, Oțeluri de carbon de calitate pentru tratament termic destinate construcției de mașini

STAS 11564-82/1982, Oțeluri rapide pentru scule

STAS 95-90:1990, Aliaje cupru-zinc deformabile.

Se analizează planșe tehnice cu corp lagăr / / OL37, corp lagăr / / OL37 și semibucșă / / Cu Sn 12.

2.4. Concluzii

Aliajele sunt combinații chimice, amestecuri obținute prin topirea a două sau mai multor elemente, unul fiind obligatoriu metal. Cele mai importante aliaje sunt oțelul, fonta, bronzul și alama. Acestea se găsesc în aproape toate obiectele fabricate din metal, în special a pieselor de utilaje și mașini electrice. Este obligatorie studierea Catalogul Standardelor Române și consultarea www.asro.ro (Asociația de standardizare din România).

3. Organologia motoarelor cu ardere internă cu piston, a turbinelor cu gaze și a compresoarelor

3.1. Introducere

Scopul lucrării

Familiarizarea cu organele componente și înțelegerea funcționării mașinilor prezentate.

Obiectivele lucrării

Prezentarea principalelor organelor de mașini comune și explicarea funcționării acestora.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

motor cu ardere internă, piston, bielă, turbină cu gaze, compresor

3.2. Considerații teoretice

Motorul este un ansamblu de mecanisme, sisteme și instalații care transformă o energie oarecare în energie mecanică. Un motor termic cu ardere internă se compune din:

1) mecanisme: a) mecanismul motor

b) mecanismul de distribuție

2) sisteme: a) sistemul de alimentare

sistemul de aprindere

sistemul de ungere

sistemul de răcire

3) instalația de pornire.

Mecanismul motor preia presiunea gazelor și transformă mișcarea rectilinie alternativă (de dute-vino) a pistonului în mișcare circulară continuă a arborelui motor.

Mecanismul de distribuție asigură deschiderea și închiderea orificiilor de admisie a amestecului carburant (MAS) sau a aerului(MAC), și a orificiilor de evacuare a gazelor arse, la momente bine determinate în cadrul ciclului de funcționare.

Sistemul de alimentare asigura alimentarea cu combustibil și cu aer a motorului.

Sistemul de aprindere are rolul de a asigura aprinderea amestecului carburant (numai pentru motoarele MAS).

Sistemul de ungere asigura ungerea suprafețelor pieselor motorului supuse frecării, în scopul reducerii uzurii acestora.

Sistemul de răcire are rolul de a răci cu lichid sau cu aer piesele motorului, care se încălzesc datorită căldurii degajate prin arderea combustibilului și prin frecare.

Instalația de pornire asigură antrenarea motorului până la realizarea condițiilor necesare funcționării lui independente.

În instalațiile de turbine cu gaze are loc transformarea energiei chimice a combustibililor în energie termică, în camera de ardere, unde combustibilul este injectat în aerul provenit de la compresor, pentru ca apoi în turbina cu gaze energia potențială a gazelor de ardere să se transforme în energie cinetică și aceasta, în energie mecanică, servind la rotirea arborelui turbinei. Lipsa generatorului de abur și a condensatorului, cu toate instalațiile aferente lor, posibilitatea pornirii rapide și a realizării relativ simple a unor instalații mobile, constituie avantajele instalațiilor de turbine cu gaze față de cele cu abur. Față de motoarele cu ardere internă, instalațiile de turbine cu gaze au avantaje datorate caracteristicilor funcționale ale motoarelor rotative, precum și posibilitatea de utilizare a unor combustibili ieftini și de realizare a unor instalații cu puteri unitare ridicate. Ca dezavantaje se pot aminti: puterea unitară mai mică, siguranța în funcționare mai redusă, consum mare de materiale aliate necesar camerelor de ardere etc.

Compresoarele sunt mașini consumatoare de lucru mecanic, cu ajutorul cărora se ridică presiunea gazelor. După principiul de funcționare, compresoarele se pot clasifica în două mari grupe și anume – compresoare volumetrice și compresoare dinamice.

Compresoarele volumice sunt acelea la care ridicarea presiunii gazului se face prin închiderea lui într-un anumit volum, micșorarea acestui volum până la ridicarea corespunzătoare a presiunii și evacuarea gazului la această presiune. Din această grupă fac parte compresoarele cu piston, care dispun de un cilindru, în care se deplasează liniar și alternativ un piston și compresoarele volumice rotative care, de asemenea, dispun de un cilindru în care se găsește un „piston" cu mișcare rotativă. Aceste compresoare sunt utilizate pentru realizarea de presiuni înalte și foarte înalte (1000 bar), la debite de gaz relativ mici (450 cm3/min.).

Compresoarele dinamice sunt acelea la care ridicarea presiunii se face transferând gazului energia cinetică, prin intermediul unui rotor cu paleți, după care urmează transformarea acesteia în energie potențiala de presiune, procesul având loc în mod continuu. Din această grupă fac parte compresoarele centrifugale și compresoarele axiale. La compresoarele centrifugale transformarea energiei se face prin intermediul unor forțe centrifugale, care se exercită asupra moleculelor de gaz, aduse într-o mișcare de rotație cu ajutorul rotorului cu palete. În funcție de raportul dintre presiunea de refulare pr și presiunea de aspirație pa se numesc:

– turbocompresoare, dacă :

– turbosuflante, dacă :

– ventilatoare, dacă :

La compresoarele axiale transformarea energiei se face prin intermediul unor forțe gazodinamice care acționează asupra moleculelor de gaz, forțe determinate de asemenea, cu ajutorul unui rotor cu palete. Sunt utilizate pentru presiuni de 5 … 6 bar și debite care pot depăși 10.000 m3/min.

3.3. Desfășurarea lucrării

Un motor cu ardere internă reprezintă o mașină complexă alcătuită dintr-un sistem de mecanisme, organe de mașini și sisteme auxiliare, menite a transformă energia de reacție chimică a combustibilului în lucru mecanic.

Figura 3.1. Secțiune printr-un motor:
1 – piston, 2 – biela, 3 – arbore cotit, 4 – cilindri, 5 – chiulasa, 6 – carter inferior,

7 – pompa de ulei, 8 – sistem de distribuție, 9, 10 – supape de admisie, refulare,

11 – arbore cu came, 12 – pompa de apă, 13 – ventilator.

Părțile principale ale unui motor cu ardere interna cu piston se vor ilustra pe un motor Diesel de tipul SAVIEM 797-05, prezentat în figura 3.1., ale cărui caracteristici principale sunt:

1.Tipul motorului : 4 timpi în linie, răcire cu apă;

2. Numărul cilindrilor : 6 în linie;

3. Alezajul : ;

4. Cursa pistonului : ;

5. Cilindreea : 5488 cm3;

6. Raportul de compresie : 18 : 1 ;

7. Puterea nominala : 135 CP (99,2 kW) la 3000 rot/min;

8. Momentul motor : 370 Nm la 1700 rot/min;

9. Consum specific minim de combustibil : 168 g/kWh

10. Masa motorului :

11. Ordinea de aprindere : 1-5-3-6-2-4.

Un motor cu ardere internă este o mașină complexă alcătuită dintr-un sistem elementar numit mecanism motor, un ansamblu de sisteme auxiliare și aparate de măsură și control al funcționării.

Mecanismul motor este alcătuit din două parți și anume:

– partea mobilă numită mecanismul bielă-manivelă care cuprinde trei organe principale: 1 – pistonul, 2 – biela, 3 – arborele motor sau arborele cotit;

– partea fixă care cuprinde carterul superior în care se găsesc cilindrii 4, chiulasa 5 și carterul inferior sau baia de ulei 6 (figura 3.1.).

Ansamblul de sisteme auxiliare se compune din:

– sistemul de distribuție a gazelor, care cuprinde ansamblul tuturor organelor care permit umplerea periodica a cilindrului cu gaze proaspete și evacuarea periodică a gazelor de ardere din cilindrii motorului în atmosfera. Sistemul de distribuție este alcătuit din trei părți: conductele de gaze (colectoarele) care transportă și distribuie fluidul proaspăt între cilindri; colectoarele care colectează și transportă gazele de ardere în atmosfera; mecanismul care comandă deschiderea și închiderea periodică a orificiilor de admisie și evacuare a cilindrilor; amortizorul sau amortizoarele de zgomot.

– sistemul de alimentare cu combustibil a unui MAC se compune din două părți: sistemul de înaltă presiune sau sistemul de injecție, prin care combustibilul circulă la presiuni de sute de bari; sistemul de joasa presiune prin care combustibilul circulă la presiuni de câteva atmosfere. Sistemul de injecție este alcătuit din pompa de injecție antrenată de la arborele cotit al motorului prin intermediul sistemului de distribuție alcătuit din pinioane cu roți dințate sau curele de distribuție, injectoarele și conducte de legătura, numite conducte de înaltă presiune. Sistemul de joasă presiune este alcătuit din pompa de alimentare, filtrele de combustibil, de obicei două legate în serie, și conducte de joasă presiune. Presiunea de injecție pentru un motor de tipul SAVIEM 797-05 este 190 ± 8 atm. La MAS sistemul de alimentare cuprinde carburatorul în care are loc formarea amestecului carburant (combustibil și aer) care este introdus în galeria de admisie.

– sistemul de ungere, cu circulație forțată sub presiune este format din: pompa de ulei 7 (figura 3.1.) cu roți dințate cu angrenare interioară care este acționată de arborele cotit, filtrul de ulei, supapa de descărcare. Presiunea uleiului este:

• la mers în gol (500 rot/min) 0,8 – 1,4 bar,

• turația maximă (3000 rot/min) 3 – 4 bar.

– sistemul de răcire este cu lichid de răcire (apă sau antigel) cu circulație forțată în circuit închis și reglarea temperaturii prin termostat și jaluzele. Este format din: pompa de apă 12 (figura 3.1.), de tip centrifugal, acționată prin curea trapezoidală de la fulia arborelui cotit, ventilatorul 13, cu șase palete, montat pe butucul arborelui cotit, radiatorul de apă, montat în fața motorului. Temperatura de lucru a lichidului de răcire: 80 – 90oC.

– instalația de pornire, formată din electromotor (demaror) și bateria de acumulatoare.

– aparatura de control este alcătuită din termometre, manometre, turometru etc.

Părțile principale ale unei instalații de turbina cu gaze sunt: compresorul, turbina cu gaze, camera de ardere, recuperatoarele de căldură (figura 3.2.).

Figura 3.2. Schema funcțională a unei instalații de turbine cu gaze

Figura 3.3. Schema de principiu a unui compresor

Organele componente ale unui compresor cu piston sunt prezentate în figura 3.5.

Un compresor cu piston se compune, în principiu, din următoarele elemente (figura 3.3.): cilindru C, pistonul P și chiulasa CL, în care sunt montate două supape. Una dintre supape permite intrarea (aspirația) gazului în cilindru, numită supapă de aspirație SA, a doua, supapă de refulare SR prin care, după comprimare se evacuează (refulează) gazul din cilindru. Compresorul cuprinde și camera de aspirație CA și camera de refulare CR.

Figura 3.4. Compresor semiermetic
1 – bobinajul statorului; 2 – rotor arbore cotit; 3 – biela;

4 – piston; 5 – supapa de aspirație; 6 – supapa de refulare

Figura 3.5. Motorul de 45CP secționat din laborator

Se va porni, sub supravegherea cadrului didactic, motorul secționat (figura 3.5.) pentru a înțelege funcționarea organelor componente.

3.4. CONCLUZII

Se vor studia funcționarea elementelor și se va pune efectiv mâna pe principalele organe componente prezentate pentru a le putea înțelege rolul. Se vor specifica asemănările și deosebirile dintre organele componente ale mașinilor studiate și mișcările efectuate de acestea.

4. Caracteristicile motorului asincron trifazat

cu rotor în scurtcircuit

4.1. Introducere

Scopul lucrării

Mașina asincronă este supusă la încercări de laborator în scopul determinării pierderilor, randamentului, încălzirii, parametrilor schemei echivalente, pentru determinarea fiabilității izolației, pentru stabilirea caracteristicilor mecanice etc. Toate acestea trebuie cunoscute la funcționarea în regim nominal a mașinii.

Obiectivele lucrării

Familiarizarea studenților cu principalele noțiuni referitoare la funcționarea și caracteristicile celui mai răspândit tip de motor electric.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

rotor în scurtcircuit, stea-triunghi, stator, asincron

4.2. Considerații teoretice

Mașina asincronă este o mașină de curent alternativ care la o frecvență dată a tensiunii de alimentare f1, funcționează cu o viteză care variază în raport de sarcina și regimul de funcționare. Mașina asincronă trifazată este constituită din două armături concentrice, mobile una față de alta. Armătura fixă se numește stator, constituie inductorul mașinii și este echipată cu o înfășurare trifazată. Armătura mobilă se numește rotor constituie indusul mașinii și este echipată cu o înfășurare bobinată trifazat sau turnată din aluminiu sub forma unei colivii.

Înfășurarea statorului alimentată de un sistem trifazat de tensiuni va fi parcursă de un sistem trifazat de curenți, având aceeași pulsație 1 ca și tensiunile aplicate. În aceste condiții ea va produce un câmp magnetic învârtitor având viteza unghiulară față de stator :

(4.1)

S-a notat cu n1 turația de sincronism, f1 frecvența rețelei de alimentare, 2p numărul de poli ai înfășurării statorice.

Se presupune rotorul imobil iar înfășurarea rotorică conectată pe o impedanță oarecare sau în scurtcircuit. Câmpul magnetic învârtitor produs de înfășurarea statorică induce în înfășurarea rotorică un sistem trifazat de t. e. m. cu pulsația 2 = 1 care determină un sistem trifazat de curenți. Curenții induși produc un câmp magnetic învârtitor de reacție, cu viteza unghiulară față de rotor, sincron cu câmpul inductor, cu care se va compune dând câmpul magnetic rezultant din mașină. Prin interacțiunea dintre câmpul magnetic rezultant și curenții din rotor ia naștere un cuplu electromagnetic care se exercită asupra rotorului antrenându-l în sensul câmpului magnetic învârtitor. În același timp asupra statorului se va exercita un cuplu egal cu cel exercitat asupra rotorului, dar de sens contrar sensului de învârtire al câmpului inductor. Viteza rotorului, = 2n, începe să crească iar diferența 2 = 1 – dintre viteza câmpului magnetic învârtitor și viteza rotorului se reduce, pulsația curenților din rotor 2 = 2f2 scade, câmpul magnetic de reacție rămâne sincron în câmpul inductor, dar defazat. Creșterea vitezei rotorului are loc până când cuplul rezistent la axul rotorului este egal cu cuplul electromagnetic. Turația n al rotorului nu poate deveni egală cu turația de sincronism deoarece în acest caz rotorul ar fi imobil față de câmpul învârtitor și nu s-ar mai induce t.e.m. și nu mai există cuplu electromagnetic. Rotorul trebuie să ,,alunece” în raport cu câmpul magnetic învârtitor, adică să aibă viteza diferită (mai mică sau mai mare).

Caracterizarea vitezei rotorului în raport cu câmpul magnetic învârtitor se face cu ajutorul parametrului s numit alunecare și definit de relația 4.2.

(4.2)

Alunecarea s variază în intervalul (0,1) cu valorile limită:

– la sincronism când n1 = n avem s = 0;

– la pornire când n = 0 avem s = 1.

Turația rotorului se calculează cu relația : n = (1-s) n1 (4.3)

Frecvența curenților induși în rotor va fi dată de relația: f2 = s . f1 (4.4)

În concluzie condițiile esențiale că mașina asincronă trifazată să dezvolte cuplul electromagnetic sunt: prezența câmpului învârtitor în întrefier, înfășurarea rotorică închisă. Motorul asincron cu rotor în scurtcircuit este cel mai utilizat în sistemele de acționare electrice, datorită câtorva avantaje: construcție simplă, cost redus, robustețe, întreținere ușoară, alimentare directă de la rețeaua trifazată 3×400, dependența redusă a turației de sarcină. La pornirea motoarelor asincrone trebuie să se asigure următoarele condiții:

* cuplul electromagnetic dezvoltat la pornire să fie suficient de mare pentru a se putea realiza pornirea în gol sau în sarcină în funcție de condițiile de funcționare a mașinii;

* curentul de pornire al mașinii să nu depășească valoarea limită admisibilă determinată de rețeaua de alimentare, deoarece Ip = (5-8) In;

* durata procesului de pornire să fie cât mai scurtă pentru a nu se produce încălziri în mașină precum și interacțiuni electrodinamice periculoase în zona capetelor de bobine.

4.2.1. Pornire directă – Reprezintă procedeul cel mai simplu de pornire, constând în conectarea directă la rețeaua electrică a motorului, folosind o schemă de comandă simplă, sigură în exploatare, fiind utilizată în special pentru motoare cu rotorul în colivie care acționează mașini unelte, ventilatoare, polizoare etc. Metoda este folosită la pornirea motoarelor asincrone cu puteri sub 5,5kW la tensiunea de linie de 400V. Acest procedeu impune aplicarea simultană în stator a tensiunii nominale pe fază, producând curentul la pornire: Ip = Ul /Zk (4.5)

cu: Ul = tensiune de linie; Z k = impedanța de scurtcircuit.

4.2.2. Pornirea indirectă – Are ca scop micșorarea intensității curentului de pornire la motoarele cu rotor în scurtcircuit prin micșorarea tensiunii de alimentare a motorului în momentul pornirii, metoda prezintă dezavantajul micșorării cuplului de pornire deoarece M~U12 și ca atare motoarele respective se folosesc în cazurile când cuplul de pornire se admite mic.

4.2.2.1. Pornirea cu autotransformator

Acest procedeu este cel mai utilizat din punct de vedere a îmbunătățirii condițiilor de pornire prin reducerea tensiunii de alimentare. Schema utilizată este prezentată în figura 4.1.

Figura 4.1. Pornirea motoarelor trifazate

cu autotransformator

La închiderea contactelor C1 și C motorul se alimentează prin autotransformatorul coborâtor la o tensiune:

U1r = U1 / KATR (4.6)

În aceste condiții curentul de pornire al motorului reprezintă curentul din secundarul transformatorului :

I1 p = U1r / Zf = U1 / (KATR Zf) = Ipd / KATR (4.7)

unde Ipd este curentul în cazul pornirii directe iar Zf este impedanța pe fază a înfășurării statorice.

Atunci curentul din primarul ATR, deci curentul absorbit de rețea, va fi:

Ip =(1 / KATR) I1P=(1 / KATR) I1P=(1 / K2ATR) Ipa (4.8)

În relația de calcul a cuplului electromagnetic:

(4.9)

Înlocuind în relația 4.6 avem: MATR = M/K2ATR deci o reducere a cuplului electromagnetic în raportul 1:K2ATR. Caracteristica mecanică n = f(M) în cazul pornirii cu autotransformator este reprezentată în figura 4.2. La pornire punctul de funcționare se află în A și motorul este accelerat după caracteristica mecanică n = n(MATR) până în punctul P în care are loc comutarea direct pe rețea, deplasând punctul de funcționare pe caracteristica 2 în P’, motorul accelerându-se mai departe până la turația de regim corespunzătoare punctului N de funcționare. Când motorul atinge o turație apropiată de cea de sincronism se închid contactele C2 care alimentează motorul direct de la rețea și se va deschide contactul C1.

Figura 4.2. Caracteristica mecanică la pornirea cu autotransformator

4.2.2.2 Pornire stea – triunghi – Se aplică motoarelor care funcționează în mod normal cu fazele statorice conectate în triunghi având accesibile toate cele șase borne. La pornire comutatorul k fiind închis pe poziția a, înfășurarea statorică va fi conectată în stea, având tensiunea de fază: Uf. =Ulinie / (4.10)

iar curentul statoric de fază: I1p.=Uf./Zf =(1/) (Ulinie/Zf ) = Ip. (4.11)

este egal cu curentul absorbit din rețea Ip,. La comutarea pe conexiunea triunghi avem k – b iar statorului i se aplică tensiunea de linie a rețelei Uf, = Ul și curentul pe fază: I1p, = Uf, / Zf. = I1p, (4.12)

iar curentul absorbit de la rețea: Ip1, = I1p, = 3I1p, (4.13)

Schema de conexiune este cea din figura 4.3.

Din relațiile 4.12 și 4.13 rezultă că prin utilizarea conexiunii stea intensitatea curentului din fazele statorice la pornire se reduce de ori iar ce-a a curentului absorbit din rețea de 3 ori. Acest procedeu de pornire pe conexiune stea și comutare pe conexiune triunghi nu se poate aplica în situațiile când avem la placa de borne inscripția Un / Un = 230 / 400V la un motor trifazat, deoarece tensiunea nominală de fază este Uf = 230 V iar pe conexiunea triunghi se aplică Uf = Ul = 400 V. În cazul în care pe placa de borne a unui motor trifazat este inscripția Un / Un = 400 / 690 V, aceasta poate funcționa în conexiune stea – triunghi alimentat la un sistem de tensiuni trifazat cu Ul / Uf =3 × 400 / 3 × 230 V deoarece tensiunea nominală de fază a motorului este de 400 V. Cuplul de pornire este redus de 3 ori la conexiunea stea comparativ cu cea triunghi.

Figura 4.3. Pornirea stea – triunghi

Caracteristica mecanică este asemănătoare celei de la pornirea cu ATR.

(4.14)

4.2.3. Reglajul turației mașinii asincrone

Procedeele de reglare a turației motoarelor asincrone rezultă din analiza expresiei turației : și constau în variația frecvenței (f1) a tensiunii de alimentare, modificarea numărului de perechi de poli (p), modificarea alunecării (s) prin variația rezistenței rotorice (r2) în cazul mașinilor cu rotorul bobinat.

4.2.3.1. Reglajul turației prin modificarea frecvenței tensiunii de alimentare

Trebuie avut în vedere dependența fluxului inductor rezultat de frecvența curenților statorici precum și dependența cuplului electromagnetic maxim în raport cu frecvența curentului statoric f1. În aceste condiții modificarea frecvenței f1 impune și modificarea tensiuni U1, pentru a avea cuplul maxim constant, adică păstrând raportul .

Acest procedeu este eficient la orice cuplu de sarcină, obținându-se o gamă largă de reglaj a turației, dar cu un cost ridicat al instalației de alimentare. Familiile de caracteristici mecanice se reprezintă în figura 4.4.

Figura 4.4. Familii de caracteristici mecanice

4.2.3.2 Modificarea turației prin variația tensiunii de alimentare

Modificarea tensiunii de alimentare a fazei Uf se face pentru valori mai mici decât tensiunea nominală și determină un reglaj eficient la cupluri comparabile cu cuplul nominal. Tensiunea Uf este limitată inferior deoarece cuplul de pornire, care scade cu Uf2, trebuie să fie mai mare decât cuplul rezistent la ax.

Figura 4.5. Caracteristica mecanică naturală

Figura 4.6. Caracteristici mecanice artificiale

Familiile de caracteristici mecanice : M = M(s) la diferite tensiuni față de tensiunea nominală și frecvența f1 = ct. sunt prezentate în figura 4.5. La cuplul rezistent constant punctul de funcționare se mută din P în P’ sau P’’, modificându-se corespunzător alunecarea nominală sn la s’ sau s’’.

Caracteristica mecanică n2 = f(M) / U1 = U1n se numește caracteristica mecanică naturală (figura 4.5.) iar caracteristicile n2 = f(M) / U1 U1n se numesc caracteristici mecanice artificiale și sunt reprezentate în figura 4.6. Metoda prezintă următoarele dezavantaje:

– domeniul de variație al tensiunii foarte mic;

– creșterea alunecării, s implică creșterea pierderilor Joule în rotor Pj2;

– scăderea tensiunii impune scăderea cuplului maxim.

4.3. Desfășurarea lucrării

4.3.1. Datele nominale ale motorului de încercat

– puterea nominală Pn = [kW];

– tensiunea nominală Un = [V];

– frecvența curenților statorici f1 = [Hz] ;

– curentul nominal I1n/I1n = [ A ];

– turația nominală nn = [rpm].

4.3.2. Schema de montaj utilizată

Descrierea elementelor schemei de montaj din figura 4.7.:

– grup motor asincron – generator de tensiune continuă;

– reostat trifazat Rn cu In > Ilinie ;

– elemente pentru realizarea schemei de acționare electrică (contactoare electromagnetice; contacte ND, NI)

– ampermetru de curent alternativ cu Imax > In ;

– ampermetru de curent continuu cu Imax > Igenerator ;

– voltmetru de tensiune continuă cu Umax > Ugenerator ;

– rezistența de sarcină Rs cu I > In generator ;

– tahometru calculator pentru măsurarea turației n.

4.3.3. Modul de lucru

Se realizează montajul din figura 4.7. folosind un motor asincron tarat. Acesta permite măsurarea cuplului electromagnetic exercitat asupra statorului, care se poate roti fiind lăsat liber, printr-un procedeu de tip balanță. Înainte de conectarea la rețea a înfășurării statorice se echilibrează statorul prin deșurubarea sau înșurubarea contragreutății CG astfel încât reperul de pe carcasa statorică (mobilă), să ajungă în dreptul reperului de pe suportul de susținere al mașinii (fix). Schimbarea sensului de rotire se realizează prin schimbarea a două faze între ele respectiv prin închiderea comutatoarelor C1 sau C3 comandate de contactoarele electromagnetice C1 sau C3. Se măsoară turația n2 la axul mașinii cu ajutorul unui tahogenerator. Odată cu încărcarea în sarcină a generatorului prin creșterea rezistenței Rs, turația scade, iar pentru fiecare valoare a lui Rs se va echilibra balanța punându-se greutățile G pe taler și se calculează cuplul electromagnetic cu relația : Me = l . G . g , (4.15)

unde l este lungimea brațului de la centrul de oscilație la taler iar g = 9,8 m/s2.

Puterea transmisă rotorului pe cale electromagnetică se calculează cu relația :

Pe = Me . 1 (4.16)

1 este viteza câmpului învârtitor statoric și este dată de relația: 1 = 2n1 (4.17)

n1 este turația de sincronism : n1 = 60 . f1 / p (4.18)

Puterea mecanică (P2) și cuplul mecanic (M2) furnizate la axul mașinii se calculează cu relațiile următoare : Pe =Pj2+Pfv+P2 (4.19)

Pj2 reprezintă pierderile Joule în rotor ; Pj2 = s Pe

Pfv sunt pierderi de frecare și ventilație care se iau :

(4.20)

alunecarea și are valori: s (0,1) (4.21)

(4.22)

Figura 4.7. Schema electrică folosită în laborator

Folosind metoda celor două wattmetre vom măsura puterea P1 absorbită de la rețeaua electrică și calculând puterea mecanică P2 cu relația (4.20) se determină randamentul motorului folosind relația:

(4.23)

Factorul de putere se determină cu relația : cos =P1/U1I1 (4.24)

Cu valorile măsurate și cele calculate anterior se completează tabelul 4.1.

Tabel 4.1. Valorile măsurate și calculate

4.4. Concluzii

Se va reprezenta grafic caracteristica mecanică: M2 = f(s) pentru (U1 = U1n și f1 = ct.) și (U1 = 0,8Un și f1 = ct.) unde M2 și s se calculează cu relațiile (4.22) și (4.21) pentru toate valorile lui Rs.

Se va reprezenta grafic caracteristica randamentului = f (P2) și cos = f(P2).

Se vor prezenta metodele de reglare a turației mașinii asincrone, justificate din punct de vedere al randamentului energetic.

5. Determinarea parametrilor constructivi

și funcționali a autovehiculelor și tractoarelor

5.1. Introducere

Scopul lucrării

Lucrarea are drept scop studierea principalilor parametri constructivi care influențează caracteristicile dinamice ale autovehiculelor și aprofundarea acestora prin aplicație practică în vederea deprinderii cu utilizarea acestor noțiuni.

Obiectivele lucrării

Familiarizarea cu principalii parametrii constructivi și funcționali ai autovehiculelor și influența acestora în procesul de achiziție și de exploatare.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

ampatament, ecartament, garda la sol, rază de virare

5.2. Considerații teoretice

Gradul de adaptabilitate al autovehiculelor la anumite cerințe de exploatare și asigurarea condițiilor optime de securitate, confort și eficiență economică este determinat de următorii parametri :

dimensiunile principale,

capacitatea de trecere,

razele de virare,

masele și capacitatea de încărcare a autovehiculelor.

Dimensiunile principale sunt :

dimensiunile de gabarit (figura 5.1.) :

– lungimea autovehiculului A reprezintă distanța dintre două plane verticale perpendiculare pe axa longitudinală a autovehiculului și tangente la punctele extreme ale acestuia în față, respectiv în spate;

– lățimea autovehiculului B reprezintă distanța dintre două plane verticale paralele cu planul longitudinal de simetrie al autovehiculului și tangente la punctele extreme de o parte și de alta ale acestuia;

– înălțimea autovehiculului H reprezintă distanța dintre planul de bază și un plan orizontal tangent la partea superioară a autovehiculului gol.

Figura 5.1. Dimensiunile de gabarit ale unui autovehicul

b) ampatamentul L reprezintă distanța dintre axele geometrice ale punților autovehiculului. În cazul autovehiculelor cu trei punți, ampatamentul reprezintă distanța dintre axa punții din față și jumătatea distanței dintre axele punților din spate. La autotractoarele cu semiremorcă există ampatamentul autotractorului L și ampatamentul semiremorcii L1 (figura 5.2.).

c) ecartamentul roților din față notat cu B1 și al roților din spate notat cu B2 (figura 5.1.) reprezintă distanța dintre planele mediane ale roților care aparțin aceleiași punți. În cazul roților jumelate (roți duble), ecartamentul este distanța dintre planele mediane ale roților duble (figura 5.2.).

Figura 5.2. Dimensiunile de gabarit ale unui autocamion

d) consolele față c1 și spate c2 reprezintă distanța dintre planul vertical care trece prin centrele roților din față și punctul cel mai avansat al autovehiculului, respectiv distanța dintre planul vertical care trece prin centrele roților din spate și punctul cel mai din spate al acestuia (figura 5.1.).

Capacitatea de trecere a unui autovehicul reprezintă capacitatea acestuia de a se deplasa pe drumuri rele și desfundate și în teren natural fără drum, precum și de a putea trece peste anumite obstacole verticale sau șanțuri.

Figura 5.3. Capacitatea de trecere

Caracteristicile geometrice ale capacității de trecere sunt :

a) lumina sau garda la sol c (figura 5.3.) reprezintă distanța verticală dintre partea cea mai de jos a șasiului complet încărcat și planul de susținere,

b) raza longitudinală de trecere φl (figura 5.3.) reprezintă raza suprafeței cilindrice tangentă la roțile din față, roțile din spate și punctul cel mai de jos al autovehiculului situat între punți,

c) raza transversală de trecere φt (figura 5.4.) – reprezintă raza suprafeței cilindrice tangentă la suprafețele interioare ale pneurilor aceleiași punți și punctul cel mai de jos al autovehiculului.

Figura 5.4. Raza transversală de trecere

Figura 5.5. Unghiul de atac

d) unghiul de trecere față sau unghiul de atac φ1 și unghiul de trecere spate sau unghiul de degajare φ2, reprezintă unghiul maxim dintre planul de sprijin și planul înclinat tangent la pneurile roților din față, respectiv din spate și caroseria autovehiculului aflat sub sarcină statică, astfel încât nici un punct rigid al autovehiculului să nu se situeze sub acest plan (figura 5.5.).

Figura 5.6. Caracteristicile

geometrice ale virajului

Razele de viraj ale autovehiculului determină posibilitatea acestuia de a vira pe o suprafață cât mai mică cu roțile de direcție bracate la maxim și cu viteză redusă. Caracteristicile geometrice ale virajului autovehiculului sunt :

Ri – raza de viraj interioară

Re – raza de viraj exterioară

R1 – raza minimă de viraj a autovehiculului

Av – lățimea spațiului ocupat de autovehicul în viraj

U – lățimea urmei virajului sau a fâșiei de gabarit

a – decalajul virajului (al aripii față exterioare virajului în raport cu roata aferentă).

Masele autovehiculului sunt :

a) masa proprie a autovehiculului M0 căreia îi corespunde greutatea proprie G0. Aceasta reprezintă masa vehiculului carosat fără încărcătură, gata de drum cu 90% din carburant și cu conducătorul auto (75 kg).

b) masa totală maximă admisibilă Ma, căreia îi corespunde greutatea totală maximă admisibilă Ga. Aceasta reprezintă masa proprie a autovehiculului la care se adaugă masa maximă a încărcăturii stabilită de constructor.

c) masa totală maximă autorizată, căreia îi corespunde greutatea totală maximă autorizată. Aceasta reprezintă masa totală maximă a fiecărui tip de autovehicul autorizat pentru circulația pe drumurile publice conform legislației în vigoare. Nu poate depăși masa totală tehnic admisibilă prevăzută de constructor.

d) sarcina utilă maximă constructivă a autovehiculului Mu, căreia îi corespunde greutatea utilă Gu a autovehiculului. Aceasta reprezintă masa maximă a încărcăturii prescrisă de constructor.

e) sarcinile pe puntea din față și pe puntea din spate reprezintă masele care revin fiecărei punți prin repartizarea masei totale maxime admisibile. Acestora le corespund greutățile pe puntea din față și pe puntea din spate notate cu G1, respectiv G2 (figura 5.7.).

Figura 5.7. Coordonatele centrului de greutate, pe orizontală și pe verticală

Poziția centrului de masă pe direcție orizontală și verticală se poate determina în funcție de ampatamentul autovehiculului prin măsurarea experimentală prin cântărire a sarcinilor corespunzătoare fiecărei punți, mai întâi cu autovehiculul situat pe un plan orizontal și apoi pe un plan înclinat.

5.3. Desfășurarea lucrării

Fazele desfășurării lucrării sunt : selectarea datelor inițiale, stabilirea datelor care urmează a se determina, rezolvarea aplicației.

5.3.1. Datele inițiale – se vor determina prin măsurători efective sau se vor selecta din fișele cu caracteristici tehnice ale autovehiculelor.

5.3.2. Date necesare a se determina sunt raza de trecere longitudinală, raza de trecere transversală, unghiul de atac, unghiul de degajare, raza de viraj interioară, raza de viraj exterioară, raza minimă de viraj a autovehiculului, lățimea spațiului ocupat de autovehicul în viraj, lățimea urmei virajului sau a fâșiei de gabarit, decalajul virajului.

Pe baza informațiilor furnizate de caracteristicile anvelopei se determină raza liberă a roții r0 și apoi raza de rulare a roții rr în condiții de aderență totală.

rr = r0 x  (5.1)

unde este un coeficient de deformare a pneului :

 = 0,940 … 0,980 – pentru pneurile de autoturisme

 = 0,945 … 0,950 – pentru pneurile de autocamioane, autobuze, etc.

Exemplu : La anvelopa tip 175 / 70 R 14 cifrele inscripționate reprezintă :

175 = B – balonajul anvelopei în mm (lățimea),

70 = H/B – raportul dintre înălțimea secțiunii anvelopei și balonajul acesteia exprimat în procente,

14 = Dj este diametrul jantei roții exprimat în țoli (1 țol = 25,4 mm).

Se consideră λ = 0,97.

Raza liberă a roții r0 va fi : r0 = 14 / 2 x 25,4 + 175 x 70% = .

Raza de rulare a roții rr = r0 x λva fi : 300 x 0,97 = 291 mm.

În cazul în care raportul H/B nu este precizat se consideră H/B = 0,82.

Calculul razei de trecere longitudinale și transversale φl și φt se va face considerând că înălțimea față de sol a caroseriei autovehiculului este egală cu garda la sol a acestuia. Considerând roțile două cercuri de raze rr se construiește o schiță pe baza căreia se vor determina raza de trecere longitudinală și unghiurile de atac și de degajare. Se construiește apoi o nouă schiță pe baza căreia se va determina raza de trecere transversală.

Construind o schiță similară cu figura 5.6., pe baza dimensiunilor autovehiculului și a unghiului de bracare maxim al roților de direcție, se calculează : raza de viraj interioară, raza de viraj exterioară, raza minimă de viraj a autovehiculului, lățimea spațiului ocupat de autovehicul în viraj, lățimea urmei virajului sau a fâșiei de gabarit și decalajul virajului.

Av = R1 – Ri ; U = Re – Ri ; a = R1 – Re (5.2)

Poziția centrului de greutate a autovehiculului pe direcție orizontală se determină pe baza ecuațiilor de echilibru de momente cu relațiile (5.3) :

; (5.3)

unde a și b sunt coordonatele centrului de greutate pe direcție orizontală conform figurii 5.7.

Poziția centrului de greutate a autovehiculului pe direcție verticală hg se determină prin plasarea autovehiculului pe un plan înclinat cu unghiul α și măsurarea sarcinii corespunzătoare punții din spate. Din ecuațiile de echilibru de momente față de centrul roților din față rezultă relația de calcul a înălțimii centrului de greutate :

(5.4)

5.4. Concluzii

Pe baza rezultatelor obținute, ținând cont de destinația autovehiculului studiat, se vor face aprecieri asupra modului în care parametrii constructivi determinați satisfac cerințele de exploatare.

6. Studiul transmisiei autovehiculelor și tractoarelor

6.1. Introducere

Scopul lucrării

Cunoașterea schemelor constructive și a principiului de funcționare a diferitelor tipuri de transmisii care se folosesc la autovehicule, a construcției transmisiilor mecanice și agregatelor care intră în componența lor, a mecanismelor și componentelor (ambreiajul, cutia de viteze, cutia de distribuție, arborele cardanic, transmisia principală, diferențialul, semiaxele și butucurile roților).

Obiectivele lucrării

Familiarizarea cu organele componente și înțelegerea funcționării acestora

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

transmisie, ambreiaj, diferențial, arbore planetar

6.2. Considerații teoretice

6.2.1. Tipuri de transmisii la autovehicule

Transmisiile hidraulice și cele pneumatice utilizează lichide, respectiv gaze, pentru transferul de energie între intrare și ieșire, fiind supuse unei duble transformări energetice. În prima fază, fluidul primește energie mecanică, mărindu-și energia specifică într-o mașină hidraulică sau pneumatică de lucru (pompă sau compresor). Apoi, fluidul cedează energia dobândită unui motor hidraulic sau pneumatic. Transformările energetice sunt afectate de pierderi inerente de energie. Într-o transmisie hidraulică, o pompă transformă energia mecanică furnizată de mașina de forță în energie hidraulică. Aceasta este transformată în energie mecanica de un motor hidraulic care antrenează mașina de lucru. Parametrii energiei mecanice furnizate de aceste transmisii pot fi reglați continuu și în limite largi prin mijloace relativ simple. Flexibilitatea constituie un avantaj esențial al transmisiilor hidraulice și pneumatice față de cele mecanice, asigurându-le o largă utilizare, deși principiul lor de funcționare implică randamente relativ mici. În funcție de tipul mașinilor hidraulice utilizate, transmisiile hidraulice pot fi: hidrostatice (volumice), hidrodinamice sau hidrosonice.

Dacă mașinile hidraulice (pompa și motorul), care constituie elementele fundamentale ale transmisiei hidraulice, sunt de tip volumic, transmisia se numește uzual hidrostatică sau volumică, deoarece energia mecanică furnizată de mașina de forță este utilizată de o pompă volumică practic numai pentru creșterea energiei de presiune a lichidului vehiculat. Această presiune este transformată în energie mecanică de un motor hidraulic volumic.

Figura 6.1. Schema structurală

a transmisiei hidrodinamice

Schema structurală a transmisiei hidrodinamice este prezentata în figura 6.1. Pompa 9, care este acționată de motorul cu ardere internă, este conectată prin conducte cu hidromotoarele 10, arborii cărora sunt conectate cu roțile motoare. Presiunea hidrostatică a lichidului produsă de pompă este transformată în moment de torsiune al arborilor hidromotoarelor. Roțile motoare cu hidromotoare sunt numite hidrorotile.

6.2.2. Ambreiaje mecanice

Ambreiajul face parte din transmisia autovehiculelor și este intercalat între motor și cutia de viteze, în scopul compensării principalelor dezavantaje ale motorului cu ardere interna (imposibilitatea pornirii în sarcină și existența unei zone de funcționare instabilă).

Ambreiajul servește la decuplarea temporară și la cuplarea progresivă a motorului cu transmisia. Decuplarea și cuplarea motorului de transmisie sunt necesare la pornirea din loc a automobilului și în timpul mersului pentru schimbarea treptelor cutiei de viteze.

Figura 6.2. Ambreiaj

mecanic cu două discuri

Ambreiajul servește în același timp la protejarea la suprasarcini a celorlalte organe ale transmisiei.

Ambreiajul trebuie să îndeplinească anumite condiții și anume :

– să permită decuplarea completă a motorului de transmisie pentru ca schimbarea treptelor să se facă fără șocuri;

– să necesite la decuplare eforturi reduse din partea conducătorului fără a
se obține însă o cursă la pedală mai mare de 120 – 200 mm (limita superioară
la autocamioane). Forța la pedală necesară decuplării nu trebuie să depășească 150 N la autoturisme și 250 N la autocamioane și autobuze;

să asigure în stare cuplată o îmbinare perfectă (fără patinare) între motor
și transmisie;

să permită eliminarea căldurii care se produce în timpul procesului de
cuplare (ambreiere) prin patinarea suprafețelor de frecare;

să permită cuplarea suficient de progresivă pentru a se evita pornirea
bruscă din loc a automobilului;

să fie cât mai ușor de întreținut și reglat și să ofere siguranță în
funcționare.

Ambreiajele se clasifică după principiul de funcționare și după tipul mecanismului de acționare.

După principiul de funcționare, ambreiajele pot fi:

mecanice (cu fricțiune).

hidrodinamice,

combinate,

electromagnetice.

După tipul mecanismului de acționare, ambreiajele pot fi cu acționare mecanică, hidraulică, pneumatică sau electrică.

Ambreiajele mecanice utilizate la autovehicule se clasifică după mai multe criterii.

După forma geometrică a suprafețelor de frecare, pot fi cu discuri (cele mai răspândite la autovehicule), cu conuri sau speciale.

După numărul discurilor conduse, pot fi:

cu un disc (monodisc),

cu două discuri,

cu mai multe discuri.

După numărul arcurilor de presiune și modul de dispunere a lor pot fi:

cu mai multe arcuri dispuse periferic,

un singur arc central (simplu sau tip diafragmă).

După modul de obținere a forței de apăsare, pot fi:

1. simple (cu arcuri),

2. semi centrifuge,

3. centrifuge.

După tipul mecanismului de acționare, pot fi cu acționare: mecanică, hidraulică, cu servomecanisme sau automată.

Ambreiajul mecanic cu două discuri (figura 6.2.) are următoarele componente, care aparțin de partea conducătoare: volant 4, disc intermediar 13, disc de presiune 5 și carter 6. Părții conduse îi aparțin două discuri conduse 2. Presiunea care strânge discurile este produsă de către arcurile de presiune 14. Momentul motorului este transmis prin 4 caneluri de pe volant, în care intră proeminențele discurilor 13 și 5, care se mișcă în direcția axială în raport cu volanta în timpul conectării și deconectării ambreiajului.

Pe discul conducător intermediar 13 este montat mecanismul cu brațe 15. Arcul lui rotește brațul de forma Z în timpul deconectării ambreiajului, iar furca, sprijinindu-se cu marginile sale de volantul 4 și discul de presiune 5, asigură poziționarea discului intermediar 13 la distanțe egale față de volantă și discul de presiune. Furcile de deconectare 16 sunt antrenate de inelul de debreiere 9 de care se sprijină rulmentul 10 în timpul deconectării ambreiajului.

Piesele principale ale ambreiajului care se rotesc sunt supuse balansării statice. Mai mult decât atât, ambreiajul este supus balansării împreună cu volantul și cu arborele cotit al motorului. La demontarea ambreiajului de pe volant este necesară notarea poziției lor reciproce pentru ca la montare să nu fie încălcată balansarea lor reciprocă.

6.2.3. Transmisiile principale și diferențialul

Arborii planetari servesc la transmiterea momentului motor de la diferențial la roțile motoare sau la pinioanele conducătoare ale transmisiei finale.

Clasificarea arborilor planetari se face după solicitările la care sunt supuse. Solicitările arborilor planetari depind de modul de montare a capătului lor exterior în carterul punții motoare.

În funcție de modul de montare în carterul punții motoare, arborii planetari pot fi total descărcați, semi încărcați sau total încărcați.

Arborii planetari total descărcați (figura 6.3. a) sunt solicitați numai la torsiune de către momentul Mr. În acest caz, butucul roții motoare se montează prin intermediul a doi rulmenți conici 2 și 3 pe trompa 1 a carterului punții din spate. În această situație, solicitarea la încovoiere este preluată numai de carterul punții motoare. Soluția cu arborii planetari total descărcați se utilizează la tractoare și autocamioane.

Arborii planetari semi încărcați (figura 6.3. b) se montează printr-un singur rulment 2 dispus între butucii roții și carterul punții motoare 1. Acești arbori sunt solicitați la torsiune de momentul Mr și parțial la încovoiere de forța Y. Momentul încovoietor dat de această forță este preluat atât de arborele primar cât și de carterul punții din spate. Momentele încovoietoare ale forțelor Fr și Z2 sunt preluate de carter dacă roata se află în același plan cu rulmentul 2, în caz contrar, momentele sunt preluate parțial și de arborele planetar. Această soluție se utilizează la autoturisme și la autocamioane ușoare.

Arborii planetarii total încărcații (figura 6.3. c) se sprijină printr-un singur rulment 2, montat între arbore și carterul punții motoare. Acești arbori sunt solicitați atât la torsiune de momentul Mr cât și la încovoiere de forțele Fr și Z2 Soluția se utilizează în special la autoturisme.

Pentru a transmite momentul motor de la diferențial la roțile motoare, arborii planetari sunt solidarizați la rotație atât cu pinioanele planetare cât și cu butucul roților motoare.

Constructiv, arborii planetari se deosebesc între ei după modul de solidarizare cu pinioanele planetare, precum și cu roțile motoare. Arborele reprezentat în (figura 6.4. a) este solidarizat cu pinionul planetar prin intermediul canelurilor prevăzute la capătul 1, iar cu butucul roții prin flanșa 2. Arborele din (figura 6.4. b) se solidarizează la rotație cu pinionul planetar tot prin capătul canelat 1 iar cu butucul roții motoare prin intermediul unei pene care are un locaș pe porțiunea conică 3. La arborele din (figura 6.4. c) solidarizarea la rotație atât cu pinionul planetar, cât și cu butucul roții motoare se face prin intermediul capetelor canelate 1 și 4.

Figura 6.3. Scheme de montare a arborilor planetari în carterul punții motoare

Mr – moment motor la roată, Fr – forța la roată, Y2 – reacțiune transversală a căii,

Z2 – reacțiune normală a căii.

Figura 6.4. Tipuri constructive de arbori planetari

1, 4 – capete canelate, 2 – flanșă, 3 – zonă conică.

6.3. Desfășurarea lucrării

6.3.1. Verificarea ambreiajului

1. Se asigură imobilizarea autovehiculului prin acționarea frânei de staționare și montarea a 2 pene la roți, după care se pornește motorul.

2. Se apăsă apoi se eliberează pedala ambreiajului – prin acest procedeu se verifică faptul că nu sunt blocări în mecanismul de acționare.

3. Se apăsă pe pedala ambreiajului și se selectează treapta 1 sau de mers înapoi. Treptele trebuie să se cupleze fără zgomote. Dacă cuplarea este însoțită de zgomote sau lovituri, înseamnă că jocul este mare.

4. Se apăsă pe pedala ambreiajului și se selectează treapta cea mai mare. Se acționează frâna de staționare, se ridică lin piciorul de pe pedală și se apăsă pe accelerație. Dacă la eliberarea completă a ambreiajului, motorul nu se oprește, înseamnă că ambreiajul patinează.

6.3.2. Verificarea cursei libere a pedalei ambreiajului

Se așază rigla de control pe podeaua cabinei.

Se apăsă pe pedală până în punctul în care brusc rezistența creste și după riglă se calculează diferența.

În cazul în care diferența nu corespunde cu specificațiile autovehiculului este necesară reglarea acestuia astfel :

a) Jocul dintre piston și tija pistonului cilindrului principal

Reglarea se face cu ajutorul excentricului care este unit cu tija pistonului și cu pedala ambreiajului. Reglarea se face în poziția în care partea superioară a pedalei se va fixa în podeaua cabinei. Se rotește excentricul astfel încât jocul dintre suportul de sus și momentul de prindere al tijei să fie în limitele 6 – 12 mm.

b) Jocul liber a tijei furcii ambreiajului

Reglarea se face cu piulița sferică. Se deșurubează contrapiulița și se rotește piulița sferică astfel ca tija să fie de 3,8 – 4,8 mm, iar cursa tijei să nu fie mai puțină de 25 mm. Jocul total al pedalei ambreiajului, care va fi rezultatul celor 2 reglări, trebuie să fie de 30 – 42 mm.

6.3.3. Determinarea rapoartelor de transmisie.

Se urmărește cu atenție componența transmisiei. Se face un tabel cu numărul de dinți al roților dințate și se calculează rapoartele de transmisie.

6.4. Concluzii

Pe baza cunoștințelor practice acumulate și ținând cont de destinația autovehiculului studiat, se vor face determinări și aprecieri asupra modului în care parametrii diferitelor tipuri de transmisii satisfac cerințele de exploatare.

7. Parametrii capacității de frânare a autovehiculelor și tractoarelor

7.1. Introducere

Scopul lucrării

Lucrarea are drept scop studiul parametrilor capacității de frânare ai autovehiculului, în cazul deplasării pe un drum din beton, în condițiile a trei stări diferite ale suprafeței de rulare și anume : stare uscată, stare umedă și drum acoperit cu polei.

Obiectivele lucrării

Însușirea și înțelegerea proceselor care apar în timpul diferitelor tipuri de frânare. Conștientizarea necesității adaptării vitezei la condițiile de drum.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

decelerație, coeficient de rezistență la rulare, forțe de frecare, timp de frânare, spațiu minim de frânare

7.2. Considerații teoretice

Frânarea este un regim tranzitoriu de mișcare în care autovehiculul își reduce viteza până la o anumită valoare sau până la repaus. Importanța deosebită pe care o are capacitatea de frânare în siguranța circulației și a rulării cu viteze ridicate pe drumurile publice face ca aceasta să fie una dintre principalele limite în creșterea vitezelor de deplasare ale autovehiculelor. Parametri capacității de frânare sunt decelerația maximă corespunzătoare procesului de frânare, timpul minim de frânare, spațiul minim de frânare și spațiul de oprire.

7.2.1. Decelerația la frânare. Reprezintă accelerația mișcării autovehiculului în timpul procesului de frânare. Deoarece viteza autovehiculului se reduce, valoarea accelerației mișcării este negativă. Valoarea decelerației depinde de intensitatea cu care este acționat sistemul de frânare, caracteristicile tehnice ale sistemului de frânare, starea suprafeței căii de rulare, starea anvelopelor, viteza inițială a autovehiculului, dacă frânarea se execută cu motorul decuplat sau cuplat la transmisie, etc. Când frânarea se produce fără decuplarea motorului și cu pedala de accelerație liberă (mersului în gol corespunzător sarcinii motorului egală cu zero), asupra roților motoare se manifestă atât rezistențele exterioare datorate înaintării autovehiculului, forța de inerție a autovehiculului în mișcare de translație, momentele de inerție ale roților și ale organelor transmisiei în mișcare de rotație, cât și influența momentelor de inerție motorului în mișcare de rotație și forțele de rezistență din motor (forțele de frecare, rezistențele datorate admisiunii și comprimării amestecului în cilindri, a evacuării gazelor arse, etc.).

În cazul frânării intensive cu toate roțile și cu ambreiajul decuplat, decelerația autovehiculului se determină cu relația :

(7.1)

unde 1 este coeficientul de influență al roților aflate în mișcare de rotație asupra deplasării autovehiculului în mișcare de translație:

1 = 1 +  (7.2)

(7.3)

unde :  JR este momentul de inerție al unei roți (pentru autoturisme JR = 0,2 … 0,6 kg.m2),

 rr este raza de rulare a roților [m],

 ma este masa autovehiculului; ma = Ga / g [kg],

 n este numărul de roți ale autovehiculului,

 f este forța de frânare specifică generată de sistemul de frânare. Valoarea forței de frânare specifice f este determinată de intensitatea acționării sistemului de frânare și poate varia între (0 … ) : 0 – când momentul de frânare este nul (nu se frânează), coeficientul de aderență) – când roata frânată atinge limita de aderență a drumului (patinare a roților de maximum 18 – 25%),

este coeficientul de frecare de alunecare dintre pneu și calea de rulare, în cazul blocării roților, (),

 f este coeficientul de rezistență la rulare,

 p este panta drumului; (semnul plus (+) pentru urcarea pantei și semnul minus (-) pentru coborâre),

 k este coeficientul de rezistență aerodinamică frontală a autovehiculului

 A este aria secțiunii transversale a autovehiculului,

 va este viteza autovehiculului [km/h],

 Ga este greutatea autovehiculului [N],

 g este accelerația gravitațională.

Dacă frânarea începe la o viteză mai mică de influența rezistenței aerului se poate neglija, iar în cazul deplasării pe un drum foarte bun se poate neglija influența rezistenței la rulare.

Valoarea maximă a decelerației se obține atunci când toate roțile ajung simultan la limita de aderență. În acest caz valoarea forței de frânare specifice f este egală cu valoarea sa maximă  (la limita de aderență : f = ). În aceste ipoteze ecuația decelerației devine :

(7.4)

În cazul deplasării pe un drum orizontal ( p = 0 ) rezultă:

(7.5)

Dacă în urma acționării sistemului de frânare se produce blocarea roților (f = ), decelerațiile corespunzătoare celor trei ipoteze de deplasare sunt :

(7.6)

sau : (7.7) sau : (7.8)

7.2.2. Timpul de frânare. Reprezintă perioada de frânare intensă cuprinsă între momentul în care forța de frânare a atins intensitatea impusă de conducătorul auto și momentul în care viteza s-a redus la valoarea dorită sau autovehiculul s-a oprit. În cazul frânării cu motorul decuplat, dacă viteza autovehiculului se reduce de la valoarea val până la valoarea va2, timpul minim de frânare tmin se determină cu relația :

(7.9)

unde : Ff = Ga. (  + f ± p ), când frânarea are loc fără blocarea roților (7.10)

și Ff = Ga. (  ± p ), când roțile sunt blocate. (7.11)

În cazul deplasării cu viteză redusă (sub ) pe o cale orizontală, la frânarea autovehiculului influența rezistenței aerului se poate neglija ( Ra 0 ) și relația de calcul a timpului de frânare devine :

– în cazul frânării cu toate roțile fără blocarea lor :

(7.12)

– în cazul blocării roților : (7.13)

Dacă frânarea se execută până la oprirea autovehiculului (va2 = 0) rezultă:

sau (7.14)

Influența construcției și a stării tehnice a mecanismului de frânare, a greutății totale a autovehiculului și a repartiției dinamice a sarcinilor pe punți se apreciază prin coeficientul de eficacitate al frânelor Ke. Acesta reprezintă raportul dintre decelerația maximă posibilă (  + f ) și decelerația dezvoltată în condiții reale la frânarea intensivă. Valorile coeficientului de eficacitate al frânelor Ke pentru diferite autovehicule sunt indicate în tabelul 7.1.

Dacă se ține seama de coeficientul de eficacitate a frânelor, timpul minim de frânare va fi :

– în cazul frânării cu toate roțile fără blocarea lor :

(7.15)

– în cazul blocării roților :

(7.16)

Tabelul 7.1. Coeficientul de eficacitate a frânelor

7.2.3 Spațiul minim de frânare – Reprezintă distanța parcursă în timpul frânării cu intensitate maximă, când viteza autovehiculului s-a micșorat de la val la va2. Dintre parametrii capacității de frânare, spațiul minim de frânare determină în modul cel mai direct calitățile de frânare și siguranța circulației. Când frânarea se realizează cu toate roțile cu motorul decuplat în condiții ideale de frânare (pneuri noi, carosabil uscat, sistem de frânare în bună stare de funcționare), spațiul minim de frânare se calculează cu relația:

(7.17)

Când începerea frânării are loc de la viteze relativ mici rezistența aerului se poate neglija, iar spațiul minim de frânare va fi :

(7.18)

În cazul frânării pe drum orizontal relația (7.18) devine:

(7.19)

Dacă frânarea se realizează numai cu roțile punții din față și totodată se neglijează valoarea rezistenței la rulare a roților, atunci spațiul minim de frânare se determină cu relația:

(7.20)

unde hg este înălțimea centrului de masă al autovehiculului față de calea de rulare, b este distanța de la centrul de masă la puntea din spate iar L este ampatamentul autovehiculului.

Dacă frânarea se realizează numai cu roțile punții din spate, spațiul minim de frânare se calculează cu relația:

(7.21)

În cazul frânării până la oprirea autovehiculului (va2 = 0), pentru fiecare dintre situațiile anterioare, spațiul de frânare se calculează cu relația :

dacă frânarea se realizează cu toate roțile

(7.22)

sau : ; (7.23)

– dacă frânarea are loc numai cu roțile punții din față :

(7.24)

– dacă frânarea are loc numai cu roțile punții din spate :

(7.25)

Figura 7.1. Variația decelerației în timpul

procesului de frânare

În practică datorită influenței stării pneurilor, a căii de rulare și a eficienței mecanismului de frânare, valorile reale ale spațiului minim de frânare Sf min sunt mai mari cu 30 – 40% față de valorile calculate.

7.2.4. Spațiul de oprire Sopr – Reprezintă distanța parcursă de autovehicul din momentul sesizării de către operator a necesității frânării și până la oprirea completă a acestuia prin frânare. Spațiul de oprire este suma dintre spațiul minim de frânare Sf min și spațiul suplimentar de mișcare Ss datorat factorilor tehnici și umani :

Sopr = Ss + Sf min (7.26)

Spațiul suplimentar Ss se calculează cu relația:

(7.27)

unde : t1 este timpul întârzierilor fiziologice. Reprezintă timpul de reacție al conducătorului auto din momentul sesizării necesității frânării, până la începerea acționării pedalei de frână ( t1 = 0,5 … 1,0 s );

t2 este timpul întârzierilor mecanice. Este timpul scurs din momentul începerii acționării pedalei, până la începerea efectului de frânare. Depinde de tipul sistemului de frânare (t2 = 0,2 – 0,5s );

t3 este timpul de inițiere a frânării. Reprezintă intervalul de timp din momentul începerii efectului de frânare până când forța de frânare atinge valoarea sa maximă ( t3 = 0,1 s pentru frâne cu comandă hidraulică, t3 = 0,5 – 1,0 s pentru frâne cu comandă pneumatică);

t4 = tf min este timpul de frânare intensivă corespunzător spațiului minim de frânare.

Sf min se determină cu una dintre relațiile de la 7.17 până la 7.25.

7.3. Desfășurarea lucrării

Fazele desfășurării lucrării sunt : selectarea datelor inițiale, stabilirea datelor care urmează a se determina, rezolvarea aplicației.

7.3.1. Date inițiale – Pentru rezolvarea aplicației se utilizează următoarele datele prezentate în fișa tehnică a autovehiculului, sau determinate în lucrările precedente :

greutatea totală a autovehiculului Ga [N],

razele de rulare ale roților rr [m],

momentul de inerție al unei roți JR ( JR = 0,2 – m2),

coeficientul de aderență ( = 0,7 – 0,8 pentru drum de beton în stare uscată = 0,35 pentru drum de beton umed și  = 0,15 pentru drum acoperit cu polei),

unghiul de înclinare al căii de rulare față de orizontală (  = 0° și  = 5° ),

coeficientul de rezistență aerodinamică al autovehiculului Cx ,

aria secțiunii transversale a autovehiculului A,

ampatamentul autovehiculului L,

coordonatele centrului de masă a, b, hg (se poate considera hg ),

perioadele de timp t1, t2 și t3 ale procesului de frânare.

7.3.2. Date necesare – În cadrul aplicației se vor determina următorii parametri ai capacității de frânare:

Decelerația maximă pentru trei stări ale suprafeței căii de rulare și anume: stare uscată, stare umedă și suprafața acoperită cu polei în următoarele variante :

– unghiul de înclinare față de orizontală 1= 0°, = 5°;

– frânarea se execută cu toate roțile până la limita de aderență fără blocare;

– frânarea se execută cu toate roțile blocate  ;

– viteza inițială a autovehiculului este de : va1 = 60 km/h, va2 = și va3 = vmax.

Spațiul minim de frânare funcție de viteza inițială a autovehiculului în condițiile :

– cale de rulare orizontală și rectilinie 

– starea suprafeței căii de rulare : uscată, umedă și cu polei ;

– frânarea se execută cu toate roțile la limita de aderență fără blocare ;

– frânarea se execută cu toate roțile blocate ;

– frânarea se execută numai cu roțile punții din față fără blocare ;

Tabelul 7.2. Decelerația maximă și timpul minim de frânare

– frânarea se execută numai cu roțile punții din spate fără blocare;

– viteza inițială a autovehiculului variază între 10 km/k și vmax.

Spațiul de oprire în funcție de viteza inițială a autovehiculului în condițiile :

– cale de rulare orizontală () din beton cu suprafața uscată;

– frânarea se realizează cu toate roțile fără blocare ;

– frânarea se realizează numai cu roțile punții din față fără blocare ;

– frânarea se realizează numai cu roțile punții din spate fără blocare ;

– viteza inițială a autovehiculului variază între și vmax.

Decelerația maximă și timpul minim de frânare se calculează cu ajutorul relațiilor de la 7.1 la 7.13 dând pe rând valorile inițiale pentru parametrii caracteristici situațiilor prevăzute. Rezultatele obținute se înscriu în tabelul 7.2.

Pentru determinarea spațiului minim de frânare Sf min = f (va) în cazul frânării pe un drum orizontal până la oprire se folosește una dintre relațiile 7.22 – 7.25 în care se introduc valorile parametrilor indicați pentru fiecare caz de frânare analizat. Rezultatele obținute se notează în tabelul 7.3 și se reprezintă graficul de variație al spațiului minim de frânare funcție de viteza inițială a autovehiculului. Pentru determinarea spațiului de oprire în funcție de viteza inițială vai a autovehiculului se utilizează relațiile 7.26 și 7.27 și valorile parametrilor corespunzători pentru fiecare caz de frânare analizat. Rezultatele obținute se notează în tabelul 7.4. și se reprezintă graficul Sopr = f (va).

Tabelul 7.3. Spațiul minim de frânare

Tabelul 7.4. Spațiul de oprire

7.4. Concluzii

Se fac aprecieri privind variația decelerației maxime, timpul minim de frânare, spațiul minim de frânare și spațiul de oprire în funcție condițiile de deplasare. Se vor compară rezultatele obținute cu cele din fișa tehnică.

8. Studiul echipamentului de lucru al tractoarelor

8.1. Introducere

Scopul lucrării

Prezentarea componentelor echipamentelor de lucru ale tractoarelor și determinarea celor mai importanți parametri constructivi și funcționali.

Obiectivele lucrării

Însușirea deprinderilor necesare pentru folosirea echipamentului de lucru al tractoarelor.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

priza de putere, transmisia la șaiba de curea, mecanismul de suspendare, dispozitivele de tracțiune, instalația hidraulică

8.2. Considerații teoretice

Pentru antrenarea mașinilor agricole, tractoarele sunt echipate cu o serie de dispozitive care asigură bune condiții pentru realizarea agregării corecte și anume: priza de putere, transmisia la șaiba de curea, mecanismul de suspendare, dispozitivele de tracțiune și instalația hidraulică.

Priza de putere a tractoarelor este destinată antrenării directe a mașinilor de lucru tractate sau atașate tractorului. Plasată în spatele tractorului, poate funcționa independent de transmisie sau sincronizat cu viteza de deplasare a tractorului. Axul prizei de putere se rotește în sensul acelor de ceasornic. La tractoarele din grupa de putere medie, priza de putere este de tip independent și sincronă, fiind este prevăzută cu reductor planetar a cărui construcție permite punerea în funcțiune sau oprirea axului prizei și în timpul mersului tractorului. Comanda se face printr-o manetă din cabina tractorului. Schema cinematică și funcționarea prizei de putere este reprezentată în figura 8.1. Turația axului prizei este de 540 rot/min. La tractoarele din grupa de putere mică, priza de putere este de tip semiindependentă și sincronă. Alegerea tipului de priza se face prin intermediul unei manete, conform figurii 8.2.

La tractoarele de putere mare priza de putere este comandată printr-un ambreiaj. Schema cinematică este prezentată în figura 8.4. La unele tractoare se întâlnește priza de putere cu turație constantă având două trepte de turații (figura 8.4.): 540 rot/min și 1000 rot/min. Este o priză independentă, comandată pentru cuplare-decuplare de la un ambreiaj facultativ cuplat, cu discuri multiple, acționat de o manetă.

Transmisia la șaiba de curea este folosită pentru acționarea la staționar a mașinilor agricole, putându-se monta lateral dreapta sau în spatele tractorului (figura 8.1., 8.2., 8.3.).

Figura 8.1. Schema prizei de putere mixte de la tractorul de putere medie

1 – ambreiaj; 2 – arborele tubular al prozei de putere; 3 – angrenaj cilindric; 4 – arbore de legătură; 5,9 – bucșe de legătură; 6,8 – arbore; 7 – manșon de cuplare (cuplă glisantă); 10 – reductor planetar; 11 – arborele prizei de putere; 12 – pinion;

13 – coroană dințată conducătoare; 14 – sateliți cilindrici; 15 – carcasa sateliților;

16 – roata solară condusă; 17 – arbore tubular canelat (la exterior);

18,19 – tambure cu benzi de frână; F1, F2 – frâne, APP – arborele prizei de putere.

Figura 8.2. Schema transmisiei la priza de putere a tractorului de mică putere

1 – arbore de transmisie; 2 – dispozitiv (manetă) de cuplare; 3 – arbore;

4 – angrenaj cilindric; 5 – arborele prizei de putere; 6 – pinion mobil; 7 – pinion.

Figura 8.3. Schema cinematică a transmisiei tractorului articulat (4X4)

Figura 8.4. Schema transmisiei prizei de putere la un tractor pe șenile

1 – arbore tubular; 2 – angrenaj cilindric;

3 – manșon de cuplare; 4 – arbore de legătură; 5 – ambreiajul prizei de putere;

6 – arborele prizei de putere cu turația de 1000 rot/min; 7 – reductor; 8 – arborele

prizei de putere cu turația de 540 rot/min.

Figura 8.5. Mecanismul de suspendare acționat de instalația hidraulică cu cilindru de forță exterior

1 – placa suport, 2 – ax brațe,

3 – braț stâng, 4 – tijă reglabilă,

6 – întinzător cu lanț,

7 – suport întinzător cu lanț,

8 – suport tirant central,

9 – tirant central,

10 – bara de remorcare,

11– furca de remorcare.

Mecanismul de suspendare realizează cuplarea și suspendarea mașinilor agricole (figura 8.5.). În funcție de tipul mașinii se deosebesc următoarele sisteme de montaj :

I. Montajul pentru mașini suspendate

Varianta a. – tiranții laterali 5 se montează în punctele A,

(plug) – tirantul central se montează în poziția de mijloc,

– întinzătorii 6 se montează în punctele A2 ;

varianta b – tiranții 5 se montează în punctele A1,

(cultivator) – întinzătorii 6 se montează în punctele A1,

– tirantul central se montează în poziția de mijloc ;

II. Montajul pentru mașini tractate (sapă rotativă, tăvălugi) se vor cupla la baza de remorcare 10.

– tiranții laterali 5 se montează în punctele B,

– întinzătorii 6 se montează în punctele B1.

Baza de remorcare se reglează în înălțime funcție de înălțimea punctului de cuplare al mașinii cu ajutorul cilindrului de forță.

III. Montajul pentru mașini tractate sau purtate și acționate de la cardan.

– bara de tracțiune se montează pe tiranții laterali în punctele D1,

– se vor cupla arborele cardanic dintre priza de putere și mașina agricolă.

IV. Montajul pentru mașini tractate sau suspendate cu cilindru

– de forța proprie (disc, semănătoare),

– mecanismul de suspendare la fel ca la montajul III,

– se vor cupla supapele tuburilor flexibile cu supapele prizei suplimentare din spate.

Dispozitivele de tracțiune și remorcare (figura 8.6.) pot fi într-o gamă variată, depinzând de mașina agricolă care se atașează la tractor.

Figura 8.6. Dispozitive de tracțiune și remorcare

1 – cuplă automată; 2 – furcă de remorcare; 3 – cui de

agățare; 4 – bară de tracțiune.

Tractoarele de medie putere sunt prevăzute cu o instalație hidraulică cu mecanism hidraulic automat, care permite reglarea adâncimii de lucru sau a forței de tracțiune. Părțile componente ale instalației sunt prezentate în figura 8.7.

Figura 8.7. Părțile componente ale instalației hidraulice

l – rezervor ulei (carterul pentru spate); 2 – filtru ulei; 3 – pompă hidraulică;

4 – mecanism hidraulic cu mecanismele de comandă ale sertarului;

5 – ridicător hidraulic; 6 – conducte; 7 – conducte de egalizare a presiunii.

Figura 8.8. Distribuitorul hidraulic cu sertăraș rotitor

1 – corp;

2 – sertar rotitor;

3 – supapă de suprapresiune;

4 – supapă de comanda;

5 – supapă de admisie;

6 – supapă de descărcare;

7 – supapă de siguranță;

8 – dispozitiv de reglare a

sensibilității.

Pompa hidraulică, de tipul cu roți dințate, realizează o presiune maximă de 150 daN/cm la 2130 rot/min și un debit de 21,8 1/min. Mecanismul hidraulic reunește, într-un ansamblu comun numit monobloc, toate elementele unui ridicător hidraulic (distribuitorul, cilindrul de forță, arborele cu brațe). Distribuitorul hidraulic principal de tip cu sertăraș rotitor dă posibilitatea dirijării uleiului prin canalele sale, atunci când se comandă, pentru ridicarea, menținerea în poziție neutră, coborârea și lucru în poziție flotantă a mașinilor agricole purtate pe mecanismul de suspendare. Arborele cu brațe, dispus transversal, este legat prin pârghia interioară 9 cu pistonul cilindrului iar cu brațele exterioare cu mecanismul de suspendare. Palpatorul de forță – arc din foaie de oțel – constituie suportul de prindere al tirantului central al mecanismului de suspendare.

Figura 8.9. Mecanismul

hidraulic monobloc

a – regimul de ridicare a brațelor mecanismului de suspendare;

b – regimul neutru;

c – regimul de coborâre a brațelor

mecanismului de suspendare.

Regimul de funcționare al distribuitorului este determinat de poziția sertarului său care poate căpăta fie o mișcare de rotație fie de deplasare longitudinală. Rotirea sertărașului se execută cu o manetă dispusă pe un sector și plasată la îndemâna tractoristului.

Figura 8.10. Schema mecanismului hidraulic la tractorul de medie putere

1 — brațul mecanismului, 2 — axul mecanismului, 3 — pistonul mecanismului,

4 — tirantul central, 5 — balansierul palpatorului, 6 — tija cu ochi, 7 — manșonul de reglaj, 8 — piulița de asigurare, 9, 10, 11, 13, 15 — pârghii de comandă, 12 — arc,

16 — sertarul distribuitorului, 17 — maneta de comandă a distribuitorului principal,

18 — cama fixă, 19 — cama mobilă, 20 — opritorul pentru reglarea camelor,

21 — maneta de preselecție.

Pentru lucrul la neutru (figura 8.9. b), poziția sertarului 2 permite evacuarea uleiului din partea superioară a supapei de comandă 4. Uleiul sub presiune care vine de la pompă va acționa în partea inferioară a supapei de comandă. În consecință supapa se deschide și uleiul este dirijat în carterul transmisiei. Pentru lucrul la ridicare poziția sertarului 2 permite uleiului care vine de la pompă să ajungă în canalul F în partea superioară a supapei de comandă 4. Întrucât secțiunea superioară a supapei de comandă este mai mare decât cea inferioară, supapa va rămâne închisă. Uleiul sub presiune pătrunde în cilindru prin supapă, acționând asupra pistonului de comandă al brațelor de ridicare. Pentru poziția de coborâre cama sertarului 2 deschide supapa de descărcare 6, astfel încât uleiul împins de piston este evacuat.

La funcționarea mecanismului hidraulic în ansamblu, se pot deosebi două regimuri, după modul cum este acționat sertarul distribuitorului : funcționarea comandată și funcționare automată. Funcționarea comandată are loc în prize, fază când tractoristul reglează mașina în sol după care mecanismul funcționează automat menținând constant reglajul inițial al mașinii executat de către tractorist. Indiferent de modul cum funcționează (comandat sau automat) mecanismul hidraulic asigură pentru exploatare trei posibilități de lucru:

– lucrul cu control de poziție a mașinii, respectiv cu controlul adâncimii de lucru a mașinii;

– lucrul cu control de forță a mașinii agricole;

– lucrul cu agregarea flotantă a mașinii.

8.3. Desfășurarea lucrării

1. Se demontează prizele de putere existente în laborator și se urmărește construcția și funcționarea pentru situația independentă și sincronă.

2. Se determina raportul de transmitere al prizei de putere ITP.

3. Se urmărește posibilitatea de reglare corectă a transmisiei la priza de putere.

4. Se demontează și determină raportul de transmitere iT, la șaiba de curea.

5. Se urmărește construcția mecanismului de suspendare de la tractoare, se execută montajele pentru diferite mașini agricole.

6. Se urmărește construcția dispozitivelor de remorcare și posibilitatea de utilizare.

7. Se va testa funcționarea mecanismelor hidraulice.

8.4. Concluzii

Se vor reprezenta schemele cinematice ale transmisiei la prizele de putere studiate. Se vor reprezenta schemele transmisiei la șaiba de curea. Se vor calcula rapoartele de transmitere. Se vor arăta schemele de reglare a mecanismului de suspendare și a dispozitivelor de remorcare.

9. Determinarea parametrilor constructivi și funcționali a mașinilor de administrat îngrășăminte și amendamente

9.1. Introducere

Scopul lucrării

Determinarea parametrilor constructive și funcționali ai mașinilor de administrat îngrășăminte chimice, organice și amendamente.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor și deprinderilor necesare pentru reglarea mașinilor de administrat îngrășăminte și amendamente.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

mașini de administrat îngrășăminte chimice și amendamente, aparat de distribuție

9.2. Considerații teoretice

9.2.1. Mașina de administrat îngrășăminte chimice și amendamente MA – 3,5 distribuie amendamente, îngrășăminte chimice și organice (sub formă de mraniță). Este tractată și acționată de la priza de putere a tractoarelor de medie putere 60 – 100 CP.

Figura 9.1. Mașina MA – 3,5

1 – șasiu; 2 – suportul cutiei (buncărului); 3 – cutia (buncărul) rezervorului; 4 – osie;

5 – roți pneumatice în tandem oscilant; 6 – bară de tracțiune; 7 – cric pentru suportul barei de tracțiune; 8 – discul aparatului de distribuție; 9 – transmisia cardanică;

10 – dispozitivul de cuplare a transportorului de pe fundul cutiei la axul de acționare.

Mașina se compune din buncărul 3 (figura 9.1.) cu capacitatea de 3,5 m3, prevăzut la partea inferioară cu un transportor care conduce îngrășământul pe distribuitorul centrifugal 8, roțile de transport 5 montate în tandem oscilant pentru copierea denivelărilor solului. Roțile din dreapta asigură transmiterea mișcării la transportor cu ajutorul roților cu lanț.

Figura 9.2. Schema transmisiei mașinii MA – 3,5

1 – arbore cardanic, 2 – arborele, 3 – articulația cardanică, 4 – angrenaj,

5 – roata de transport, 6, 7 – roți dințate, 8 – cardan, 9 – cuplaj, 10 – roți de lanț,

11 – arbore, 12 – transmisie cu lanț, 13 – arbore motric al transportorului,

14 – melcul transportor, 15 – arbore.

Schema cinematică de acționare a mașinii este prezentată în figura 9.2. De la priza de putere a tractorului mișcarea se transmite prin arborele cardanic 1, arborele 2, articulația cardanică 3 și angrenajul conic 4 la distribuitor care are 640 rot/min. Antrenarea transportorului se face de la roata de transport 5 prin intermediul roților dințate 6 și 7, a cardanului 8, cuplajului 9, roților de lanț 10, arborele 11, transmisia cu lanț 12 și arborele motric 13 al transportorului. De la arborele motric, mișcarea se transmite la melcul transportor 14 și de aici la arborele 15 pe care sunt montate 12 aparate de dozare care fac parte din echipamentul de distribuție pneumatică al mașinii. Cantitatea de îngrășământ și amendament distribuită variază între 40 și 5000 kg/ha și se reglează cu ajutorul șuberului de la gura de evacuare a transportorului și prin modificarea vitezei acestuia. Simetria suprafeței de împrăștiere față de axa longitudinală a agregatului se reglează prin deplasarea paletelor de pe discul distribuitor (figura 9.3.) față de rază, în funcție de materialul distribuit astfel:

pentru superfosfat granulat, paletele corespund cu direcția razei (0°);

pentru piatra de var măcinată, paletele se deplasează cu 7° spre stânga (-7°);

pentru superfosfat praf (+7°).

Figura 9.3. Distribuitorul centrifugal MA – 3,5

Poziția jgheabului de alimentare a distribuitorului este orizontală pentru îngrășăminte și verticală pentru amendamente.

Lățimea de lucru a mașinii MA – 3,5 echipată cu disc de împrăștiere centrifugal este cuprinsă între 6 m (superfosfat praf) și 18 m (la îngrășământ complex granulat). Pe mașina MA – 3,5 se poate monta și echipament de distribuție pneumatic (figura 9.4.). În acest caz îngrășămintele evacuate de transportorul 1, sunt descărcate în buncărul de alimentare 2 prevăzut cu un melc transportor 3 și 12 aparate de dozare 4 cu discuri cu alveole (figura 9.5.). Fiecare disc cu alveole debitează îngrășămintele în conductele 5 în care este refulat curentul de aer debitat de ventilatorul 6 (3500 m3/h). Capetele de împrăștiere 7 sunt dispuse la 1 m unul față de altul. Surplusul de îngrășământ din buncărul de alimentare este transportat pneumatic, prin intermediul a două conducte și două cicloane, înapoi în bena mașinii.

Figura 9.4. Echipament de distribuție pneumatic

1 – transportor, 2 – buncăr de alimentare, 3 – melc transportor, 4 – aparate de dozare,

5 – conducte de aer, 6 – ventilator, 7 – capete de împrăștiere.

Figura 9.5. Aparat de distribuție

cu disc cu alveole

În figura 9.6. este reprezentat ansamblul echipamentului de distribuție pneumatică și este format din: arborele cardanic 1, multiplicatorul de turație 2, transmisia prin curele trapezoidale 3, ventilatorul centrifugal 4 (4800 rot/min, 800 mm col. H2O, 3500 m3/h), tubulatura 5, camera de egalizare a presiunii 6, conductele de legătură 7, difuzoarele 8, conductele de legătură 9, piese de etanșare 10, țevile 11, deflectoarele 12, difuzoarele de retur 13, tubulatura de retur 14, cicloanele 15 și buncărul de alimentare 16. Împrăștierea îngrășămintelor pe sol se face cu ajutorul deflectoarelor (figura 9.7. a) dispuse la distanța dc = 1 m; lățimea zonei de împrăștiere a unui deflector B0 = 1,2 – 3m. Graficul variației cantității de îngrășământ distribuită pe unitatea de suprafață de un deflector este aproximativ de formă triunghiulară (figura 9.7. b). Prin suprapunerea zonelor de distribuție se realizează pe întreaga lățime de lucru Bm a mașinii o distribuție uniformă.

Figura 9.6. Schema de ansamblu a echipamentului de distribuție pneumatică

montat pe MA – 3,5

1 – arbore cardanic, 2 – multiplicator de turație, 3 – transmisia prin curele trapezoidale,

4 – ventilator centrifugal, 5 – tubulatura, 6 – camera de egalizare a presiunii,

7 –conducte de legătură, 8 – difuzoare, 9 – conducte de legătură, 10 – piese de etanșare, 11 – țevi, 12 – deflectoare, 13 – difuzoare de retur, 14 – tubulatura de retur,

15 – cicloane, 16 – buncăr de alimentare.

Figura 9.7. Deflectoare de împrăștiere (a)

și curba uniformității (b)

9.2.2. Mașina de împrăștiat gunoi de grajd MIG-6 este destinată pentru transportul și împrăștierea gunoiului de grajd pe terenuri plane. Bena 1 (figura 9.8.) a mașinii este montată pe un șasiu susținut pe patru roți dispuse în tandem. Capacitatea benei este de 4 m3, dar prin înălțarea suplimentară a pereților ajunge la 6 m3. Acționarea organelor de lucru se face de la priza de putere a tractorului. Arborele transportorului 2 cu raclete este acționat printr-o transmisie cu melc și roată melcată obținându-se două trepte de viteze: 18,1 mm/s și 41,6 mm/s.

Figura 9.8. Schema mașinii MIG-6

1 – bena, 2 – transportor, 3 – melc de împrăștiere.

Figura 9.9. Scheme de funcționare

a mașinilor de împrăștiat

îngrășăminte organice solide

Melcul de împrăștiere 3 este format dintr-un arbore tubular pe care sunt montate zece palete zimțate dispuse după două elice cu sensuri inverse de înfășurare. Lățimea de lucru este de 3,5m. Capacitatea de lucru este de 10 – 130 t/ha, puterea de acționare necesară este de 30 – 40 kW. Mașinile de împrăștiat îngrășăminte organice solide pot funcționa după una din schemele din figura 9.9. În schema din figura 9.9. a, funcționarea este asigurată de toba 1 de mărunțire, toba 2 de uniformizare și melcul 3 de împrăștiere. Alte mașini sunt echipate numai cu un singur organ melc tobă care asigură atât mărunțirea cât și împrăștierea (figura 9.9. b și c ). În figura 9.10. sunt prezentate două tipuri constructive de melci de împrăștiere. Mișcarea de avans a transportorului este asigurată de mecanisme cu clicheți.

Figura 9.10. Tipuri de melci de împrăștiere

Roțile de clichet 1 (figura 9.11.), montate pe arborele motric al transportorului, sunt antrenate în mișcarea de rotație intermitentă de la arborii 2 de acționare care primesc mișcarea de rotație continuă. Mișcarea intermitentă este imprimată cu ajutorul clicheților 3. Clicheții 4 servesc la împiedicarea rotirii roților în sens invers. Reglarea turației arborelui motric al transportorului se realizează prin modificarea razei r a manivelei sau prin acoperirea unei părți din dantura roții de clichet 1 cu ajutorul sectorului 5 acționat de la maneta 6. În acest caz clichetul 3 pe o parte din cursa sa se deplasează în gol.

Figura 9.11. Scheme de mecanisme cu clichet pentru

acționarea transportului

1 – roată de clichet,

2 – arbore de acționare,

3 – clicheți de acționare,

4 – clicheți de oprire,

5 – sector, 6 – manetă.

9.2.3. Remorca cisternă pentru împrăștierea îngrășământului organic lichid RCU – 4 este destinată pentru absorbția, transportul și împrăștierea mustului de grajd și a materialului grosier colectat în bazinele de colectare de la grajduri. Capacitatea de încărcare a remorcii este de 4 t, iar volumul cisternei de 3,5 m3.

Figura 9.12. Schema de funcționare a RCU -4

1 – bazin cisternă, 2 – pompă de vacuum, 3 – conductă, 4, 5, 6 – robinete,

7 – bazin de colectare, 8 – conductă, 9 – plutitor, 10 – dispozitiv de împrăștiere,

11 – aspersor, 12 – robinet, 13 – pompa centrifugă, 14 – robinet, 15 – filtru.

Alimentarea cisternei 1 (figura 9.12.) se face prin absorbția aerului din interiorul acesteia cu ajutorul pompei de vacuum 2 aerul fiind refulat în atmosferă prin conducta 3 în care timp robinetul 4 este deschis, robinetul 5 închis, iar robinetele 6 și 12 în poziția a. Datorită depresiunii din cisternă (600 mm col. Hg) lichidul este aspirat din bazinul de colectare 7 prin conducta 8. Umplerea cisternei continuă până în momentul când plutitorul 9 închide comunicarea cu conducta de aspirație a aerului. Împrăștierea materialului se face folosind dispozitivul de împrăștiere 10 în evantai (pentru material grosier) sau aspersorul 11 pentru must de grajd decantat. În primul caz în interiorul cisternei se creează o presiune de 1,5 – 2 daN/cm2. Pompa de vacuum funcționează ca un compresor. Robinetul 6 în poziția b. Robinetul 4 fiind deschis se realizează împrăștierea materialului. În al doilea caz pompa centrifugă 13 aspiră materialul din cisternă (robinetul 4 este închis, robinetele 5 și 14 sunt deschise), îl trece prin filtru 15 și-l refulează spre aspersor. În acest caz robinetul 12 de comunicare a interiorului cisternei cu atmosfera este deschis (poziția b).

9.3. Desfășurarea lucrării

Se vor executa următoarele operații :

Reglarea debitelor și a simetriei de împrăștiere la mașinile de administrat îngrășăminte chimice solide și amendamente.

Reglarea debitului la echipamentele de incorporate îngrășăminte chimice solide.

Reglarea debitului la mașinile pentru administrat îngrășăminte organice solide și lichide.

9.4. Concluzii

În urma lucrării de laborator, studenții vor avea capacitatea de a folosi și de a regla mașinile de administrat îngrășăminte și amendamente conform cerințelor tehnologice.

10. Determinarea forței rezistente la mărunțirea nutrețurilor

10.1. Introducere

Scopul lucrării

Aprecierea legilor de variație privind forța rezistentă pentru mărunțirea nutrețurilor, materiale cu proprietăți anizotrope, neuniforme și discontinue și corelarea acestei forțe cu parametrii organelor de lucru de la tocătorile de nutrețuri rădăcinoase și fibroase cât și de la morile cu ciocane în vederea exploatării lor cât mai eficiente.

Obiectivele lucrării

Înțelegerea forțelor și fenomenelor care apar în timpul mărunțirii nutrețurilor.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

forța rezistentă la mărunțire, unghiul de tăiere, unghiul de alunecare, grosimea tocăturii

10.2. Considerații teoretice

Procesul de mărunțire a nutrețurilor rădăcinoase se realizează pe principiul așchierii, forța rezistentă Rt stabilindu-se în funcție de unghiul de tăiere α, unghiul de alunecare τ, grosimea tocăturii h, cât și caracteristicile depinzând de felul materialului fm.

10.3. Desfășurarea lucrării

În figura 10.1. este reprezentată schema procesului de lucru al tocătorilor de rădăcinoase, iar în figura 10.2., dispunerea cuțitelor pe rotor pentru evidențierea unghiului de alunecare τ. În vederea determinării valorii lui Rt se utilizează dispozitivul de laborator din figura 10.3., format dintr-o masă de suport 1 pe care sunt fixate două ghidaje laterale 2. În ghidaje glisează pârghiile 3 care la partea superioară sunt articulate prin tija de susținere 4 a cuțitului 5, cuțitul folosit are tăișul rectiliniu continuu, iar fixarea lui pe tije se realizează prin 2 șuruburi care trec prin canalele 6 practicate în cuțit în scopul înclinării față de orizontală sub un unghi τ de 0 – 0,7 radiani.

Figura 10.1. Schema procesului de lucru al

tocătorilor de rădăcinoase

Echiparea dispozitivului se poate face cu cuțite a căror unghi de tăiere α este de 0,29, 0,4 și 0,52 radiani. În partea inferioară a mesei suport se găsește mecanismul de acționare sub formă de șurub melc 13 care permite deplasarea pârghiilor 3 și respective a cuțitului 5. În centrul mesei suport este fixat un ghidaj 9 în interiorul căruia se găsește un pistonaș la capătul axului pătrat 15 care se sprijină pe resortul 11 în prealabil tarat.

Figura 10.2. Dispunerea cuțitelor pe rotor

Figura 10.3. Dispozitiv pentru

determinarea forței rezistente

la tăierea a nutrețurilor rădăcinoase

1 – masă de suport, 2 – ghidaje laterale,

3 – pârghii, 4 – tijă de susținere,

5 – cuțit, 6 – canale pentru reglaj,

7 – suportul materialului,

8 – ac indicator, 9 – ghidaj,

10 – pistonaș, 11 – resort,

12 – picior masă, 13 – manivelă,

14 – cadru, 15 – ax pătrat.

În partea superioară se dispune suportul 7 materialului cu secțiunea de 1cm². În acest suport se introduce epruveta de material. Pe suportul materialului se fixează acul indicator care indică pe scala ghidajului valoarea forței rezistente la tăiere [N/cm²].

Pentru efectuarea determinărilor:

– se pregătesc epruvetele;

– se montează cuțitul cu unghiul de tăiere dat α = 0,29 – 0,52 radiani și un anumit unghi de alunecare τ = 0 – 0,7 radiani;

– se reglează grosimea dată h a tocăturii corespunzător cerințelor zootehnice;

– citirea valorii rezistenței la tăiere se face pe scala tarată a dispozitivului.

Datele măsurătorilor (cel puțin 3 repetiții pentru fiecare valoare) se consemnează în tabelul 10.1.

Tabelul 10.1. Valori măsurate pentru determinarea forței rezistente la tăierea rădăcinoaselor

Valorile forței rezistente la tăiere Rt servesc la determinarea legilor de variație ale proprietăților nutrețurilor rădăcinoase. Pentru efectuarea determinărilor privind forța rezistentă la tăierea nutrețurilor fibroase se folosește un dispozitiv care realizează obținerea acestui parametru pe principiul tăierii prin forfecare în prezența alunecării. Dispozitivul din figura 10.4. este fixat pe o masă de suport 1. În partea inferioară există un mecanism de acționare cu manivelă 2 care acționează arborele orizontal, iar prin mecanismul conic 3 arborele vertical care glisează în suportul 5 sprijinit în cilindru 6. Mișcarea de deplasare se transmite prin intermediul ghidajului interior 9, respectiv cel exterior 10, la suportul materialului 12 în care se introduc tulpinile de fibroase. Deplasarea se manifestă cu ajutorul cuțitului interschimbabil 13, dispozitivul fiind echipat cu cuțite cu unghi de tăiere α variabil care se fixează în suporți verticali 4, fixați pe masa dispozitivului. Pe suporți 4 se dispun orificii cu ajutorul cărora se poate monta cuțitul sub diferite unghiuri de alunecare τ. Stabilirea valorii rezistenței la tăiere se realizează prin intermediul ceasului comparator 8 fixat în suportul 7. La o rotație a acului corespunde deplasarea de 1 mm, iar la 0,25 mm deplasare, corespunde tararea resortului de 10 kg.

Pentru realizarea determinărilor se efectuează următoarele operațiuni:

– pregătirea nutrețurilor cu indicarea umidității, locului tăierii (nod, internod) și secțiunii tulpinii;

– montarea cuțitului la diferite unghiuri de tăiere (α = 0,29 – 0,52 radiani) și unghiul de alunecare (τ = 0 – 0,7 radiani);

– citirea valorii forței rezistente la tăiere și corectare cu ajutorul scării indicatoare.

Corespunzător secțiunii tulpinii se va indica forța rezistentă la tăiere [N/m²], iar valorile obținute în urma măsurătorilor se consemnează în tabelul centralizator 10.2. Rezultatele măsurătorilor servesc la stabilirea legilor de variație a acestor proprietăți și corelarea lor cu parametrii constructivi și funcționali ai mașinilor pentru mărunțirea nutrețurilor fibroase.

Figura 10.4. Dispozitiv pentru

determinarea forței rezistente la

mărunțirea nutrețurilor fibroase

1 – masă de suport,

2 – mecanism de acționare cu manivelă,

3 – mecanismul conic, 4 – suport,

5 – suport pentru glisare, 6 – cilindru,

7 – suport ceas comparator,

8 – ceas comparator, 9 – ghidaj interior,

10 – ghidaj exterior, 11 – resort,

12 – suportul materialului,

13 – cuțit interschimbabil.

Determinarea forței rezistente la mărunțirea nutrețurilor concentrate se realizează utilizând relația de calcul 10.1.

[N/m] (10.1.)

în care E este energia consumată pentru mărunțire [N/m] iar ST este suprafața nou generată în urma mărunțirii nutrețurilor [m²].

Pentru determinarea energiei consumate pentru mărunțire se folosește un dispozitiv, figura 10.5., la care obținerea valorilor se realizează prin mărunțirea pe principiul lovituri prin impact. Dispozitivul cuprinde o placă de susținere 1 montat pe suportul de susținere a materialului care se mărunțește. Suportul este filetat în exterior în scopul reglării poziției față de organul de lucru, pistonul 3. Pe cadrul vertical al dispozitivului în partea superioară este dispusă cama 4, sprijinită pe 2 rulmenți montați pe axul principal 2. Pe același ax, cu ajutorul unei piulițe, se fixează brațul pendulului, cu pendulul propriu-zis de masă (m).

Pendulul poate fi dispus față de axa de oscilație la diferite distanțe (1). Cama se sprijină pe un pistonaș care se ghidează prin intermediul unui resort într-un cilindru prelucrat la precizia de gradul II.

Măsurarea energiei consumate pentru mărunțire se face pe un disc gradat fixat pe cadranul vertical al dispozitivului cu ajutorul unui indicator sprijinit pe axul principal.

Figura 10.5. Dispozitiv pentru determinarea energiei consumate pentru mărunțirea concentratelor

1 – placă de susținere,

2 – ax principal, 3 – piston,

4 – cama, 5 – brațul pendulului,

6 – pendul, 7 – suportul camei.

Tabelul 10.2. Valori măsurate pentru determinarea

forței rezistente la tăierea fibroaselor

Pentru realizarea determinărilor se efectuează următoarele operațiuni:

Se determină proprietățile inițiale ale bobului care sunt:

Diametrul echivalent dech determinat pe baza dimensiunilor geometrice ale bobului și utilizând relația 10.2. și 10.3.

[m] (10.2.)

în care L este lungimea bobului [m] iar c se determină cu relația 10.3 :

[m] (10.3.)

în care b este lățimea bobului [m] iar gm este grosimea bobului [m].

Se iau în studiu boabe de diferite mărimi, umidități, sticlozități, integrități.

Se măsoară masa volumică ρ cu ajutorul picnometrului.

Se determină umiditatea cu ajutorul umidometrului electronic.

Se stabilește regimul de lucru cu dispozitiv și anume:

Măsurarea cu cântarul de laborator masei pendulului [m].

Măsurarea brațului de pendul L.

Se reglează distanța h dintre piston și suportul de material, cu ajutorul piuliței (2), în funcție de natura produsului conform relației 10.4 :

[m] (10.4.)

în care gm este grosimea materialului supus mărunțirii.

Unghiul inițial α se stabilește între 0,255 – 0,765 radiani.

Energia consumată se determină cu ajutorul relației 10.5.

E = m . g . l . (cosβ – cosα) [N/m] (10.5.)

în care: m este masa pendulului [kg]; g este accelerația gravitației [m/s²]; l este lungimea brațului de pendul [m]; α este unghiul înainte de șoc [radiani]; β este unghiul după șoc [radiani].

Pentru determinarea suprafeței nou generate, în urma mărunțirii cu ajutorul dispozitivului, se folosește relația 10.6. și 10.7.

ST = fm . Mn [m²] (10.6.)

în care fm este suprafața specifică a produsului după mărunțire [m²/kg] iar Mn este cantitatea de material supusă mărunțirii [kg].

Dar : fm = i . f0 [m²/kg] (10.7.)

în care i este intensitatea mărunțirii (5 – 20) iar fo este suprafața specifică a produsului înainte de mărunțire [m²/kg] determinată cu relația 10.8. :

[m²/kg] (10.8.)

în care: δ este un coeficient care ține seama de abaterea formei sferice față de forma de cub, luat inițial în considerație la procesul teoretic de mărunțire a nutrețurilor concentrate; kf este coeficientul de formă, care pentru soia este 1, pentru porumb este 1,2 iar pentru orz este 1,3; ρ este masa volumică a materialului.

Mn se determină prin cântărire, iar E, ST și Rt cu ajutorul calculelor indicate prin relațiile 10.5, 10.6 și 10.1.

Valorile măsurătorilor și calculelor privind determinarea forței rezistente la mărunțirea nutrețurilor se înscriu în tabelul 10.3.

Determinările se efectuează pentru diferite produse având proprietăți fizico-mecanice diferite.

Tabelul 10.3. Valori măsurate și calculate pentru determinare forței rezistente la mărunțirea nutrețurilor concentrate

Cunoscându-se faptul că nutrețurile concentrate reprezintă corpuri elastice, plastice și vâscoase, dar în același timp corpuri coloidale, capilaro-poroase complicate unde fiecare parte a bobului se comportă diferit, stabilirea forței rezistente pentru mărunțire la diferite regimuri de lucru permite stabilirea corespunzătoare a parametrilor constructivi și funcționali ai morilor cu ciocane.

10.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Efectuarea determinărilor forței rezistente la mărunțirea nutrețurilor rădăcinoase conform metodei indicate și înscrierea valorilor în tabelul 10.1.

2. Reprezentarea grafică Rt = f(α, τ, h, pentru diferite nutrețuri). Se variază câte un parametru, ceilalți se mențin constanți.

3. Efectuarea determinărilor forței rezistente la mărunțirea nutrețurilor fibroase conform metodei indicate și înscrierea valorilor în tabelul 10.2.

4. Reprezentarea grafică Rt = f(α, τ, h, locul tăierii). Se variază câte un parametru, restul se mențin constanți.

5. Efectuarea determinărilor energiei consumate pentru mărunțirea concentratelor E cu dispozitivul din figura 10.5., stabilirea prin măsurători și calcul (10.1. și 10.6.) a lui RM și ST, urmat de înscrierea valorilor în tabelul 10.3.

6. Reprezentarea grafică Rt = f(dech, U, ρ, m, l, felul nutrețului). Se variază câte un parametru, restul se mențin constanți.

7. Interpretarea rezultatelor în lumina scopului indicat și prezentarea concluziilor.

11. Determinarea frecvenței de lovire pentru mărunțirea nutrețurilor concentrate

11.1. Introducere

Scopul lucrării

Întocmirea și interpretarea corectă a chimogramelor de măcinare care evidențiază corelația dintre parametri constructivi și funcționali ai organelor de măcinare cu proprietățile fizico-mecanice ale nutrețurilor supuse măcinării. Se evidențiază în mod deosebit numărul de lovituri ale ciocanelor necesare pentru realizarea procesului de mărunțire în scopul obținerii unei eficiențe maxime.

Obiectivele lucrării

Înțelegerea influenței frecvenței de lovire asupra procesului de mărunțire al nutrețurilor concentrate

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

rotor cu ciocane, masa a 1000 boabe, sită

11.2. Considerații teoretice

Stabilirea factorilor de bază care determină procesul de lucru în camera de măcinare a morilor cu ciocane corespunzător schemei funcționale din figura 11.1. Astfel, mărunțirea se realizează prin trei feluri de impulsuri a numărului de ciocniri k1 dintre ciocanul articulat Mc și particula de material în suspensie m; a numărului de ciocniri k2 dintre particula izbită Mo și a numărului de ciocniri k3 dintre ciocanul Mc și stratul de material de pe sită m2. Acest din urmă element influențează în mare măsură asupra capacității de lucru a morii, a puterii necesare pentru acționare și a calității de măcinare.

Figura 11.1. Schema funcțională

a morii cu ciocane

Totodată valoarea lui k3 este condiționată de forma ciocanului, modul de alimentare, distanța dintre ciocan și sită, felul sitei folosite. Pentru evidențierea acestui factor se înregistrează chimograma de măcinare pentru un regim dat.

Chimograful de laborator este format dintr-o cameră de măcinare 1 în care se găsește rotorul tip disc 2 pe care se montează un ciocan 3. La partea opusă ciocanului, pe același diametru, s-a montat o contragreutate egală cu masa ciocanului, pentru asigurarea echilibrării dinamice a rotorului. La partea inferioară a camerei de măcinare se află o sită mobilă 4 care se poate roti în jurul unei articulații. Cealaltă extremitate este montată prin intermediul unui resort 5 de readucere în poziție inițială. Ansamblul de înregistrare pe cale mecanică a oscilațiilor sitei produse de loviturile ciocanului asupra stratului de material cuprinde o pârghie oscilantă solidară cu sita mobilă și banda de hârtie pe care se face înregistrarea oscilațiilor. Tamburul pe care se fixează hârtia primește mișcarea de la un motor electric printr-un reductor. Acționarea dispozitivului se realizează de la un motor electric de 1,5 kW prin intermediul unui variator de turație.

11.3. Desfășurarea lucrării

Pentru efectuarea înregistrărilor se determină parametrii constructivi și funcționali; astfel se măsoară diametrul orificiilor sitei dispozitivului Os, distanța dintre ciocan și sită dc, viteza de rotație a rotorului ω. Valorile măsurate se înscriu în tabelul 11.1. Se determină apoi pentru produsul la care se face înregistrarea chimogramei, masa a 1000 boabe MMB, datele de asemenea se înscriu în tabelul 11.1.

Se alimentează dispozitivul cu boabe (la deschidere constantă). Se acționează dispozitivul timp de 10 secunde, înregistrându-se chimograma procesului de mărunțire. Se va cântării cantitatea mărunțită M, corespunzător timpului cronometrat și se va determina granulozitatea măcinișului.

Tabelul 11.1. Valori măsurate pentru interpretarea chimogramelor

Figura 11.2. Chimograma unui proces de mărunțire

În urma înregistrării pentru diferite regimuri de lucru, va rezulta o chimogramă (figura 11.2.), la care pe abscisă se înregistrează durata de timp, iar pe ordonată intensitatea mărunțirii.

Chimograma corespunde la o anumită viteza de rotație ω, pentru o cantitate mărunțită M un anumit fel de produs și o anumită valoare a MMB. Se măsoară segmentul înregistrat pe chimogramă l și se ia în considerare zona cea mai semnificativă pentru care se determină lungimea l. Se numără loviturile n1 corespunzătoare lui l și se exprimă apoi această valoare pe secundă n1. Valorile rezultate din măsurători se înscriu în tabelul 11.1.

Cu ajutorul relației de calcul, utilizând valorile determinate anterior, se stabilește numărul de lovituri pe radiani și pe bob.

[lovituri / bob . radiani] (11.1.)

în care Mb este masa unui bob (determinat cu relația , ω este viteza de rotație rad/s iar M este cantitatea de material măcinat pentru intervalul de timp măsurat.

Valorile se înscriu în tabelul centralizator 11.1. Totodată, se determină prin măsurare pe ordonată intensitatea maximă a loviturii, valoarea măsurată se înscrie de asemenea în tabelul 11.1.

11.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Efectuarea măsurătorilor parametrilor și a proprietăților fizico-mecanice și înscrierea valorilor în tabelul 11.1.

2. Efectuarea înregistrărilor de chimograme pentru diferite trepte de turații, diferite feluri de site și diferite feluri de produse.

3. Afișarea chimogramelor pentru zonele cele mai semnificative.

4. Stabilirea numărului de lovituri pe bob și radiani pentru fiecare chimogramă înregistrată, cât și a intensității de lovire și înscrierea lor în tabelul 11.1.

5. Interpretarea rezultatelor.

12. Determinarea puterii necesare pentru acționarea aparatului de tăiere la tocătorile de nutrețuri fibroase

12.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea corelației dintre puterea necesară pentru acționarea la un regim optim a unui anumit tip de tocătoare pentru nutrețuri fibroase și valorile parametrilor constructivi și funcționali ai aparatului de tăiere.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare referitoare la aparatele de tăiere al tocătorilor de nutrețuri fibroase și evaluarea puterii de acționare necesare.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

aparat de tăiere, disc echipat cu cuțit curbiliniu

12.2. Considerații teoretice

Schema constructivă a aparatului de tăiere pentru tocătoarea cu rotor tip disc, echipat cu cuțit curbiliniu, indicându-se valorile parametrilor constructivi și funcționali pentru o poziție relativă a cuțitului în fața gurii de tăiere. Executarea schemei cotate se va face în concordanță cu indicațiile din figura 12.1.

Figura 12.1.Schema constructivă a aparatului de tăiere de la

tocătoarele de nutrețuri fibroase

12.3. Desfășurarea lucrării

Efectuarea măsurătorilor și calculelor privind parametrici constructivi și funcționali ai aparatului de tăiere. În acest sens se utilizează standul prezentat în figura 12.2. compus din: cadrul de susținere 1, rotorul cu cuțite 2, gura de tăiere cu contra cuțitul 3, dispozitivul de măsurare 4. Dispozitivul cuprinde trei elemente articulate între ele și anume: raza dusă din centrul de rotire până la punctul de tăiere r; raza de curbură a cuțitului R și excentricitatea cuțitului e, sprijinite pe axul aparatului de tăiere, cu posibilitatea de continuă rotire pe el.

Pentru citirea valorilor unghiurilor de alunecare ξ și de tăiere ψ există un disc transparent fixat pe raza de curbură a cuțitului R fiind absolut perpendicular pe acesta, deci tangentă la tăișul lamei cuțitului în punctul de contact cu stratul de material. Pe axul aparatului de tăiere este discul opac pentru măsurarea unghiului de rotire θ. Pe placa contra tăietoare este fixată o bară cu grosimea egală cu jumătatea gurii de tăiere, având trasate poziții din 0,05 în 0,05 m. Pe axul cursorului este o placă indicatoare care se poate sprijini pe bara contra tăietoare.

Figura 12.2. Standul pentru măsurarea parametrilor constructivi ai

aparatului de tăiere

Metoda de lucru este următoarea: corespunzător fiecărui punct de pe bara dispusă pe gura de tăiere se deplasează cuțitul aparatului de tăiere, impunându-i o mișcare de rotație; astfel ca linia o, a discului transparent, să fie tangentă la curbura lamei cuțitului. În această situație, unghiul de alunecare ξ este cuprins între tangenta la curbura lamei (linia o) și indicația de pe disc, corespunzătoare reperului din fanta elementului r.

Figura 12.3. Graficul q = f (ξ)

Unghiul de tăiere ψ este cuprins între tangenta la curbura lamei (linia O) și linia marcată pe disc de placa indicatoare care se sprijină pe bara cu repere. Unghiul de rotație θ este cuprins între linia O și gradația marcată de acul indicator pe discul montat pe axul arborelui. Valoarea segmentului r rezultă din măsurarea distanței de la axul rotorului până la punctul dat, iar Ra a distanței în plan orizontal de la axul arborelui până la punctul marcat pe bara contra cuțit. Valorile unghiurilor ξ, ψ și θ se înscriu în tabelul centralizator.

Se calculează momentul rezistent pentru fiecare poziție reciprocă a cuțitului utilizându-se relația:

(12.1.)

în care: q este efortul specific de tăiere [N/m] și se determină cu ajutorul graficului q = f(ξ) (figura 12.3.), f’ este coeficientul de frecare la alunecare și se determina din graficul f’ = tgξ (figura 12.4.) iar ∆s este lungimea lamei de cuțit care efectuează tăierea la un moment dat determinat cu ajutorul relației:

[m] (12.2.)

în care a este dublul grosimii barei marcate de la baza gurii de tăiere [m].

Figura 12.4. Graficul coeficientului de frecare

la alunecare f’ = tgξ

Valorile obținute în urma calculelor se trec în tabelul centralizator 12.1.

Tabel 12.1. Tabel centralizator cu valorile măsurate și calculate

Stabilirea diagramelor de variație pentru funcțiile: ξ, ψ = f(Ra) și Mrez = f(θ) se realizează în felul următor:

Pentru prima diagramă pe ordonată se înscriu valorile lui ξ și ψ exprimate în radiani, iar pe abscisă cele ale lui Ra în [m]. În urma întocmirii graficului se interpretează alura celor 2 curbe.

Pentru graficul al doilea, pe ordonată se reprezintă valorile lui Mrez la o scară unde 1cm = 20Nm, iar pe abscisă cele ale lui θ la o scară unde 1cm = 0,75radiani. Graficul se întocmește pentru un singur cuțit. Valorile nule ale momentului rezistent cuprind punctele tăierii în timpul intrării și ieșirii cuțitului din stratul de material.

Deoarece la cuțitele montate pe disc momentul rezistent variază la o rotație a cuțitelor, este necesară stabilirea momentului rezistent mediu folosindu-se relația:

[Nm] (12.3.)

în care: St reprezintă suprafața planimetrară [cm²] la o rotație completă (2π radiani) pentru un cuțit. Această suprafață rezultă din închiderea conturului care reprezintă variația momentului rezistent al rotorului în funcție de unghiul de rotație θ; Nc este numărul de cuțite de pe rotor.

Puterea necesară pentru acționarea aparatului de tocare se determină cu relația:

(12.4.)

în care ωrot este viteza de rotație a rotorului [rot/s].

În cazul tocătorilor având rotor tip tobă, utilizând aceeași metodologie ca și pentru rotoarele tip disc, momentul rezistent se determină utilizând dispozitivul de laborator prezentat în figura 12.5. La acest tip de tocătoare:

Ψ = ξ = const. deci Mrez = const. (12.5.)

Valorile măsurătorilor se trec în tabelul 12.2., similar tabelului 12.1.

Figura 12.5. Dispozitivul pentru măsurarea parametrilor la rotorul tip tobă

12.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Schema constructivă a aparatului de tăiere;

2. Măsurarea și calcularea parametrilor aparatului de tăiere (tip disc și tobă) și înscrierea în tabelele 12.1. și 12.2;

3. Întocmirea graficelor ξ, ψ = f(Ra) și Mrez = f(θ);

4. Calcului puterii necesare pentru acționarea aparatului de tăiere;

5. Interpretarea rezultatelor prin evidențierea corelației dintre parametri și puterea necesară pentru acționare.

13. Determinarea parametrilor constructivi și funcționali la transportorul aruncător de la tocătorile de nutrețuri fibroase

13.1. Introducere

Scopul lucrării

Determinarea parametrilor constructivi și funcționali ai transportorului aruncător și a corelației cu parametrii aparatului de alimentare și tăiere de la tocătorile de nutrețuri fibroase în vederea asigurării unui regim optim de funcționare.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare despre funcționarea transportorului aruncător de la tocătorile de nutrețuri fibroase.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

rotor tip disc și palete de aruncare

13.2. Considerații teoretice

Schema constructivă a transportorului aruncător pentru tocătoarea cu rotor tip disc și palete de aruncare dispuse radial, menționându-se cotele gabaritice corespunzător indicațiilor din figura 13.1.

Figura 13.1. Schema constructivă a transportorului aruncător

13.3. Desfășurarea lucrării

Determinarea capacității de lucru efective privind tocătoarea de nutrețuri fibroase, utilizându-se o machetă a tocătorii care funcționează pe principiul similitudinii.

Macheta cuprinde o masă suport pe care se montează transportorul mecanic de alimentare tip bandă, 1, cilindrii de presare, 2 și 3, aparat de tăiere tip disc, 4, cu cuțite curbilinii și palete radiale acționate de la motorul electric, 8, prin variatorul de turații, 5.

Mișcarea se transmite spre organele de alimentare prin roțile dințate interschimbabile 6, și transmisia cardanică 7, reprezentate în schema cinematică din figura 13.2.

În acest sens, pentru determinarea capacității de lucru efective, se va acționa tocătoarea de la motorul electric, se va alimenta tocătoarea cu paie, se va cronometra timpul și se va cântări cantitatea tocată. Concomitent se va măsura puterea efectivă absorbită de motorul electric de acționare prin citirea valorilor pe puntea wattmetrică, inclusă în circuitul de alimentare a motorului de acționare.

Totodată se vor măsura cu ajutorul șublerului lungimea medie a tocăturii (cel puțin 10 fragmente din lungimea cu ponderea cea mai mare), turația rotorului folosindu-se tahometrul și viteza liniară a benzii transportoare, marcându-se spațiul parcurs și cronometrându-se timpul corespunzător.

Figura 13.2. Schema cinematică a machetei tocăturii de nutrețuri fibroase

Regimurile de lucru se referă la:

– modificarea vitezei de rotație a rotorului cu ajutorul variatorului de turații;

– modificarea vitezei de alimentare a benzii transportoare cu ajutorul roților dințate interschimbabile.

Determinarea capacității de lucru teoretice se face având în vedere corelația:

Qb ≈ Qc ≈ Qt ≈ Qa (13.1.)

în care Qb este capacitatea de lucru a transportorului de alimentare:

Qb = b . h . vb . γ [kg/s] (13.2.)

în care: b este lățimea benzii; h este grosimea stratului de material; vb este viteza benzii; γ este densitatea volumică a materialului.

Qc capacitatea de lucru a cilindrilor de presare este dată de relația 13.3:

Qc = Lc . δc . vc . γ [kg/s] (13.3)

în care: Lc este lungimea cilindrilor de presare; δc este distanța dintre cilindri; vc este viteza periferică a cilindrilor.

Qt capacitatea de lucru a aparatului de tăiere este dată de relația 13.4:

[kg/s] (13.4)

în care: a și b sunt dimensiunile gurii de tăiere; nc este numărul de cuțite; lt este lungimea tocăturii; ωR este viteza de rotație a rotorului.

[kg/s] (13.5)

în care d este diametrul conductei de aruncare iar Vlcalc este viteza de aruncare (calculată) a tocăturii.

Pentru determinarea vitezei efective de aruncare la regimurile indicate se va măsura viteza particulei la extremitatea conductei de evacuare cu ajutorul anemometrului.

Viteza teoretică de aruncare ținând seama de legile care guvernează mișcarea unui corp aruncat pe verticală se determină cu relația:

[m/s] (13.6.)

în care Vo este viteza inițială a particulelor la extremitatea paletei, dată de relația 13.7.

V0 = ωR . RR [m/s] (13.7.)

în care: ωR este viteza de rotație a rotorului; RR este raza rotorului cu palete; η este coeficientul de utilizare nanometrică = 0,5;

ψ este coeficientul care caracterizează direcția paletei = 1; ε este un coeficient sumar funcție de pierderile din conducte, se stabilește cu relația:

[m/s] (13.8.)

[m/s] (13.9)

în care D este diametrul conductei.

Valorile stabilite prin măsurători la regimurile indicate se vor înscrie în tabelul centralizator 13.2.

Tabel 13.1. Tabel centralizator cu datele măsurate

Tabel 13.2 Tabel centralizator cu datele calculate

Se vor stabili și interpreta valorile coeficientului de neuniformitate ale tocăturii utilizând relațiile:

(13.10)

și coeficientul de încărcare a conductei transportorului aruncător utilizând relația:

(13.11)

indicându-se regimul optim de funcționare.

13.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Realizarea schemei constructive a transportorului aruncător. Efectuarea măsurătorilor statice și înscrierea valorilor în tabelul centralizator (13.1.).

2. Determinarea capacității de lucru efective, a puterii efective, a vitezei efective (V1măs) a lungimii de tocare pentru diferite regimuri de lucru și înscrierea valorilor în tabelul centralizator (13.2).

3. Determinarea capacității de lucru teoretice, a vitezei teoretice de aruncare (V1calc). Calculul lui k1 și k2 pentru diferite regimuri. Înscrierea valorilor în tabelul centralizator (13.2).

4. Stabilirea diagramelor de variație: Qef, Qcalc = f(ωr . lt).

5. Interpretarea rezultatelor, indicându-se interdependența între regimul de lucru și indicii de exploatare ai tocătoarei.

14. Determinarea parametrilor constructivi și funcționali ai mașinii pentru spălat rădăcinoase și tuberculifere

14.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea parametrilor constructivi și funcționali care, în corelație cu proprietățile fizico-mecanice ale nutrețurilor, permite alegerea regimului cinematic optim al mașinii de spălat nutrețuri rădăcinoase în vederea asigurării exploatării cu performanțe cât mai eficiente.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor despre fenomenele care afectează procesul de lucru al mașinilor de spălat rădăcinoase și tuberculifere.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

tobă de spălare, jgheab de spălare

14.2. Considerații teoretice

Schema constructiv-funcțională a mașinii de spălat nutrețuri rădăcinoase și tuberculifere, indicându-se valorile parametrilor constructivi și funcționali obținuți pe baza măsurătorilor și înscrierea lor în tabelul centralizator cu valori măsurate.

Tabel 14.1. Tabel centralizator cu valori măsurate

în care: Rt este raza tobei de spălare; Lt este lungimea tobei; nc este numărul de căușe de descărcare; Rc este raza căușului; Ij este înălțimea jgheabului de spălare; Lj este lungimea jgheabului de spălare.

Pentru întocmirea schemei funcționale în cazul mașinii de spălat cu tobă rotativă se va urmări procesul de lucru care are loc în toba mașinii.

Particulele de material, m, se vor deplasa de la gura de alimentare 1 spre căușul de evacuare 2 efectuând o mișcare complexă (figura 14.1.). Astfel, sub influența forței de frecare determinată de mișcarea de rotație a tobei 3, materialul va fi antrenat de aceasta după direcția 1-2, iar datorită unghiului de taluz natural Ø, materialul se va deplasa pe direcția 2-3. Procesul continuă până ce materialul ajunge în dreptul căușului de evacuare a mașinii.

Se va prezenta o secțiune longitudinală și una transversală a tobei pe care se va trasa traiectoria descrisă de particula de nutreț.

Figura 14.1. Schema de deplasare a particulei prin tobă

14.3. Desfășurarea lucrării

Determinarea productivității efective a mașinii de spălat se realizează cu ajutorul unui stand pentru încercarea mașinii (figura 14.2.) compus din: cadrul 1, pe care se montează coșul de alimentare, 2, prevăzut cu un dispozitiv pentru reglarea debitului, 3, toba, 4, formată din vergele fixate în pereții laterali și prevăzută în interior cu un căuș de evacuare, 5, a materialului spălat care descarcă materialul spălat prin jgheabul de evacuare, 6. Întregul ansamblu se află introdus în jgheabul de spălare 7.

Figura 14.2. Stand pentru încercarea mașinilor de spălat rădăcinoase

1 – cadru, 2 – coș de alimentare, 3 – dispozitiv pentru reglarea debitului, 4 – toba,

5 – căuș de evacuare, 6 – jgheab de evacuare, 7 – jgheabul de spălare, 8 – motor electric,

9 – variator de turație, 10 – mecanism cu roți dințate cu lanț, 11 – punte wattmetrică.

Acționarea tobei se realizează printr-un motor electric 8, prin intermediul unui variator de turații 9 și mecanism de transmitere a mișcării cu roți dințate cu lanț 10. În vederea efectuării determinărilor în circuitul de alimentare a motorului se include puntea wattmetrică 11.

Se acționează toba prin intermediul elementelor de acționare 8, 9 și 10. Se cronometrează timpul din momentul alimentării tobei cu nutreț până în momentul preluării de căușul de evacuare, stabilindu-se timpul de staționare a materialului în tobă. Cântărindu-se materialul spălat evacuat din mașină în unitatea de timp, se stabilește productivitatea efectivă pentru regimul de lucru stabilit anterior. Variația regimului de lucru se va referi la modificarea lui ωR, a felului nutrețului utilizat și la modul de alimentare a mașinii. Pentru fiecare din valorile obținute, la regimurile impuse, datele se vor înscrie în tabelul corespunzător (14.2.).

Concomitent se va citi valoarea puterii absorbite de motorul electric de acționare a mașinii, valorile obținute pentru regimurile impuse se înscriu în tabelul 14.2.

Gradul de impurificare a materialului corespunzător regimurilor de lucru stabilite se determină cu ajutorul relației:

[%] (14.1.)

în care q1 este materialul înainte de spălare, [kg] iar q2 este masa materialului curat [kg].

Aceste valori se vor determina prin cântărire pentru regimurile impuse și se înscriu în tabelul 14.2. în vederea obținerii valorilor δ ≤ 2 – 3%.

Legat de gradul de curățire se determină unghiul de desprindere a materialului. Se urmărește în procesul de lucru înălțimea până la care este antrenat materialul în tobă. Se stabilește punctul de desprindere vizual pe cadranul mașinii. Unghiul este determinat de raza dusă în acest punct și raza dusă în punctul inferior din care materialul începe să fie antrenat de tobă. Valorile obținute pentru regimurile impuse se înscriu în tabelul 14.2.

Productivitatea teoretică se determină cu ajutorul relației:

[kg/s] (14.2)

în care: ω este viteza de rotație a tobei [rad/s]; q este masa materialului evacuat de căuș [kg].

[kg] (14.3.)

în care vc este volumul căușului.

În cazul căușului de forma copitei cilindrice se va folosi relația:

[m³] (14.4)

în care: γ este masa volumică a materialului supus spălării [kg/m³]. γ se determină utilizând un vas etalonat în care se introduc 10l de apă. Se introduc apoi 5kg nutreț, notându-se diviziunea la care a ajuns nivelul apei care a fost dislocată de nutreț. Raportându-se masa materialului la volumul de apă dislocate se stabilește masa volumică a nutrețului.

k este coeficientul de utilizare al volumului căușului (se determină în funcție de forma căușului): , în care: SA este cursa activă a căușului; ST este cursa totală a rotorului cu căușe.

β este coeficient de umplere al căușului cu material. Se determină în funcție de forma și dimensiunile căușului și cele ale formei și dimensiunilor materialului cu care se încarcă.

nc este numărul de căușe;

kc este raza căușului (m);

hc este adâncimea căușului [m], se determină din tabelul 14.1.

Valorile productivității teoretice pentru lucru impuse se înscriu în tabelul centralizator 14.2. și se compară cu valorile pentru aceleași regimuri ale productivității efective obținute în urma măsurătorilor.

Puterea teoretică necesară pentru acționarea mașinii de spălat nutrețuri rădăcinoase se determină corespunzător schemei cu ajutorul relației:

[kW] (14.5.)

în care MR este momentul rezistent la rotirea tobei (Nm) iar ηM este randamentul mecanic al transmisiei 0,6 – 0,65.

Momentul rezistent se determină cu relația:

MR = λ . F1 . l1 + F2 . l2 [N/m] (14.6)

în care F1 este forța datorată masei de material care trebuie deplasat prin tobă (N) iar l1 este brațul forței F1 care reprezintă distanța de la axa verticală a tobei până la centrul de masă a secțiunii transversale a stratului de material în momentul deplasării acestui strat în direcția sensului de rotire a tobei cu un unghi α1.

Figura 14.3. Schema funcțională a tobei

F1 = Q . g . t [N] (14.7)

în care: Q este capacitatea de lucru a tobei [kg/s]; g este accelerația gravitației [m/s²]; t este timpul de staționare a materialului în tobă [s].

l1 = 0,4 . R . sinα1 (14.8)

În cazul încărcării tobei cu material la jumătate din capacitatea sa (cazul limită), centrul de masă al stratului se găsește față de centrul tobei la o distanță de 0,4R.

λ este coeficient dinamic pentru scurgerea nutrețurilor rădăcinoase și tuberculifere egal cu 1,8 – 2,5;

F2 este forța datorată masei de material din căuș care asigură descărcarea.

F2 = vc . γN . g [N] (14.9.)

l2 este brațul forței F2, care reprezintă distanța de la axul vertical al tobei până la centrul de masă al stratului de material în momentul descărcării cu ajutorul căușului. Pentru aceeași condiție de umplere, centrul de masă se află la 0,6R față de centrul tobei.

Valoarea unghiului de taluz natural α1 al nutrețurilor rădăcinoase și tuberculifere este 35° – 45°.

Valorile obținute din calcule se înscriu în tabelul centralizator cu valori măsurate și calculate14.2.

Tabelul 14.2. Centralizator cu valori măsurate și calculate

14.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Desenarea schemei constructiv-funcționale a mașinii de spălat nutrețuri rădăcinoase și tuberculifere.

2. Măsurarea parametrilor constructivi și funcționali și înscrierea valorilor în tabelul 14.1.

3. Determinarea productivității puterii reale cât și al gradului de impurificare a materialului și înscrierea valorilor în tabelul 14.2.

4. Determinarea productivității și puterii teoretice, înscrierea lor în tabelul 14.2. și compararea datelor cu cele măsurate efectiv.

5. Întocmirea digramelor Qef, δef, tef, Pef = f(ωR).

6. Interpretarea rezultatelor, evidențiindu-se influența regimului de lucru asupra indicilor de exploatare a mașinii de spălat nutrețuri rădăcinoase și tuberculifere.

15. Determinarea indicilor de exploatare la tocătorile de nutrețuri rădăcinoase

15.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea corelației dintre parametri constructivi și funcționali ai rotoarelor cu cuțite și proprietățile fizico-mecanice ale nutrețurilor rădăcinoase și influența lor asupra capacității de lucru, puterii necesare pentru tocare și grosimii tocăturii, în vederea alegerii unui regim optim de funcționare a tocătorilor.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare pentru înțelegerea proceselor care apar în timpul exploatării tocătorilor de nutrețuri rădăcinoase.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

rotor tocare tip tobă, rotor tocare tip disc, grosime tocătură

15.2. Considerații teoretice

Stabilirea schemelor constructive ale rotorului tip tobă și disc prin indicarea cotelor obținute pe bază de măsurători conform figurii 15.1 și 15.2 și înscrierea datelor măsurate în tabelul centralizator (tabelul 15.1).

Figura 15.1. Schema constructivă a rotorului disc

Tabelul 15.1. Cotele măsurate

Figura 15.2. Schema constructivă a

rotorului tip tobă

15.3. Desfășurarea lucrării

Stabilirea capacității efective de lucru se realizează utilizând standul pentru încercarea tocătorilor de nutrețuri rădăcinoase.

Standul cuprinde cadrul de susținere 1, pe care se montează coșul de alimentare 2, rotorul tip tobă cu cuțite 3, rotorul tip disc cu cuțite interschimbabile 4, variatorul de turație 5, mecanismul de acționare 6, motorul de antrenare 7 (figura 15.3.).

Figura 15.3. Standul pentru încercarea tocătorilor de rădăcinoase, inclusiv

echipamentul auxiliar de măsurare

Metodica de lucru constă în cântărirea prealabilă a sfeclei furajere corespunzător capacității coșului de alimentare. Se acționează rotorul de la motorul electric prin intermediul variatorului de turații și mecanismul de transmisie a mișcării, măsurându-se turația cu tahometrul. Se cronometrează timpul de tocare și se cântărește cantitatea tocată. Concomitent se citește puterea absorbită de motorul electric pentru acționarea tocătorii, utilizându-se puntea wattmetrică (figura 15.3. poz. 11). Se măsoară apoi cu șublerul grosimea medie a tocăturii. Regimurile de lucru pentru care se fac aceste determinări se referă la variația vitezei de rotație a rotorului, tipul constructiv de rotor, tipul constructiv de cuțit, unghiul de tăiere a cuțitelor, unghiul de alunecare a cuțitului, poziționarea cuțitului față de planul de rotire (pentru reglarea grosimii tocăturii).

Valorile obținute se înscriu în tabelul centralizator 15.2.

Pentru stabilirea capacității teoretice de lucru, pentru aceleași regimuri indicate anterior, se utilizează relația:

Qteor = A . h . nc . ωR . γ . kc . k1 [kg/s] (15.1.)

în care: A este suprafața descrisă de cuțit la un radian, pentru rotorul tip disc:

[m²/rad] (15.2)

în care d este diametrul discului, iar pentru rotorul tip tobă

A = Rm . Lt [m²/rad] (15.3.)

în care: Rm este raza medie a tobei; Lt este lungimea tobei; h este grosimea tocăturii; nc este numărul de cuțite de pe rotor în cazul cuțitelor cu tăiș discontinuu).

(15.4.)

în care: ωR este viteza de rotație a rotorului; γ este masa volumică a materialului;

kc este coeficient constructiv de utilizare a cuțitului fiind determinat de relația:

(15.5.)

în care: Sa este sursa activă a cuțitului; St este sursa totală a cuțitului. kc se determină prin măsurătoare pe stand; k1 este un coeficient al golurilor dintre materiale (se determină efectiv pe produsul supus tocării).

Se stabilește coeficientul de neuniformitate:

(15.6)

pentru fiecare regim de lucru interpretându-se valoarea obținută.

Stabilirea puterii teoretice pentru acționarea tocătorii se realizează cu ajutorul relației:

PT = P1 + P2 + P3 [kW] (15.7)

în care: P1 este puterea consumată pentru tăierea rădăcinoaselor; P2 este puterea consumată pentru învingerea frecării nutrețurilor rădăcinoase pe rotor; P3 este puterea consumată în mecanismul de transmisie a mișcării.

[kW] (15.8)

M = F . Rm [Nm] (15.9)

F = (Rt + Rv) Lc . zc . k . kd [N] (15.10)

[kW] (15.11)

Fg = Mcos . g [N] (15.12)

P3 = 0,25 … 0,3 (P1 + P2) [kW] (15.13)

în care Rt este reprezintă forța rezistentă, opusă de către nutreț, în procesul de tăiere determinat cu dispozitivul de laborator iar Rv este forța rezistentă opusă la aruncarea tocăturii sub influența vitezei de tăiere. Rv se determină din graficul Rv = f(vc).

Figura 15.4. Diagrama Rv = f(vc)

vc = ωR . Rc [m/s] (15.11)

în care: ωR este viteza de rotație a rotorului; RC este raza de la centrul de rotire până la extremitățile cuțitului; Mcos este masa materialului din coș; f este coeficientul de frecare egal cu 0,8; g este accelerația gravitațională.

Valorile se înscriu în tabelul 15.2.

Tabel 15.2. Tabel cu valori măsurate și calculate

15.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Schema constructivă a rotorului, măsurarea valorilor statice și înscrierea lor în tabelul centralizator 15.1.

2. Stabilirea capacității efective de lucru, a puterii efective și grosimii tocăturii pentru diferite regimuri și înscrierea valorilor în tabelul 15.2.

3. Stabilirea capacității teoretice pentru regimurile indicate la 15.2., calculul lui k2 și înscrierea în tabelul 15.2.

4. Calculul puterii teoretice pentru acționare și înscrierea valorilor în tabelul 15.2.

5. Întocmirea graficelor de variație: Qef = f(ωR, h) și Pef = f(ωR, h).

6. Interpretarea rezultatelor, evidențiindu-se influența parametrilor constructivi asupra indicilor de exploatare.

16. Determinarea capacității de lucru și momentului de inerție a morilor cu ciocane

16.1. Introducere

Scopul lucrării

Prezentarea corelației dintre proprietățile fizico-mecanice ale nutrețurilor, parametrii constructivi și funcționali ai morii și regimul de măcinare în vederea obținerii unei capacitați de lucru maxime prin realizarea unor indici calitativi de lucru superior. Stabilirea momentului de inerție a rotoarelor diferitelor tipuri de mori cu ciocane și a influenței acestui parametru asupra puterii necesare pentru acționarea în vederea reducerii consumului specific de energie.

Obiectivele lucrării

Înțelegerea proceselor funcționale și a caracteristicilor de lucru ale morilor cu ciocane folosite în zootehnie.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

moară cu ciocane articulate, sită, contrabătător

16.2. Considerații teoretice

Stabilirea parametrilor constructivi pentru elementele camerei de măcinare al morilor cu ciocane corespunzător schemei constructive (figura 16.1.) și înscrierea valorilor în tabelul 16.1. În tabel, semnificația parametrilor constructivi este: nc este numărul ciocanelor; nr este numărul riflurilor contrabătătorului; Ro este raza de suspendare a ciocanelor; d este distanța dintre ciocan și sită; B este lățimea camerei de măcinare; ØSM este diametrul orificiului sitei.

Tabelul 16.1 Tabel cu valori măsurate

Figura 16.1. Schema constructivă a morii cu ciocane articulate

16.3. Desfășurarea lucrării

Stabilirea capacității efective de lucru pentru moara luată în studiu, montată pe standul pentru încercarea morilor cu ciocane (figura 16.2). Standul cuprinde carcasa 1, echipată cu rotorul 2, cu discuri multiple, pe care sunt montate articulat ciocanele 3. În interiorul camerei de măcinat se dispune contrabătătorul riflat 4 și sita interschimbabilă 5. Alimentarea morii se realizează prin coșul 6. Evacuarea măcinișului de sub sită se realizează cu ventilatorul aspiro-refulant 7 prin conducta de refulare 8 și ciclonul separator 9. Acționarea arborelui rotorului și ventilatorului 10, se face de la motorul electric 12 prin variatorul de turație 11.

Figura 16.2. Standul pentru încercarea

morilor cu ciocane

În locul morii clasice cu ciocane articulate, determinarea capacității de lucru se poate face pentru o moară cu ciocane rigide (tip robot de gospodărie) (figura 16.3.), care cuprinde coșul de alimentare 1, melcul alimentator 2, rotorul cu ciocane rigide 3, sita interschimbabilă 4, gura de colectare a măcinișului 5, motorul electric de acționare 6, condensator 8, wattmetrul 7, intercalat în circuitul de alimentare a motorului de acționare a morii.

Figura 16.3. Schema constructivă

a morii cu ciocane rigide

1 – coșul de alimentare, 2 – melc de alimentare, 3 – rotorul cu ciocane rigide,

4 – sita interschimbabilă,

5 – gura de colectare a măcinișului,

6 – motor electric de acționare,

7 – wattmetru, 8 – condensator.

În vederea efectuării determinărilor se stabilesc principalele proprietăți fizico-mecanice ale produselor supuse măcinării, cât și indicii calitativi rezultați în urma măcinării. Valorile măsurate și calculate ale morii cu ciocane rigide se înscriu în tabelul 16.2.

În tabelul cu valorile proprietăților produselor, semnificațiile valorilor măsurate și calculate se referă la: Ub este umiditatea boabelor supuse măcinării, determinată cu ajutorul umidometrului electronic; Vb este volumul unui bob, determinat cu ajutorul unei mensuri prin introducerea inițial a 300 cm³ apă, apoi a 1000 boabe și raportarea nivelului de apă dislocate la numărul de boabe introduse; MMB este masa a 1000 boabe (g); γ este masa volumică a boabelor (kg/m³); G este granulozitatea măcinișului determinat cu dispozitivul din figura 16.4.; p0, p1, p2, p3 este valori reziduale de măciniș rezultate la dispozitivul din figura 16.4.; v2 este volumul final al bobului determinat.

Tabelul 16.2. Valorile măsurate și calculate

Se alimentează cu nutreț moara luată în studiu, fie cea cu ciocane articulate (figura 16.1.), fie cea cu ciocane rigide (figura 16.3.), se cronometrează timpul t și se cântărește cantitatea măcinată Mm, determinându-se capacitatea efectivă a morii Qef. Concomitent, se citește pe wattmetru puterea absorbită de motorul electric pentru acționarea morii cu ciocane Pef. Determinările se vor efectua la valori diferite ale lui ωR, ØSM și felul produsului supus mărunțirii. Valorile obținute în urma măsurătorilor se înscriu în tabelul centralizator 16.3.

Determinarea indicilor calitativi de lucru pentru fiecare regim de lucru se realizează extrăgându-se din măciniș 100g care se introduc în dispozitivul pentru determinarea granulozității (G) (media ponderată a fracțiunilor longitudinale de măciniș).

Dispozitivul din figura 16.4. cuprinde un batiu al sitelor 1, sitele propriu-zise 2, mecanismul pentru transmisia mișcării 3, mecanismul de acționare 4 și placa de susținere 5.

Figura 16.4. Dispozitivul pentru determinarea granulozității măcinișului

1 – batiul sitelor, 2 – sitele propriu-zise, 3 – mecanismul pentru transmisia mișcării, 4 – mecanismul de acționare,

5 – placă de susținere.

Mecanismul de transmisie a mișcării se compune dintr-o rolă care urmărește profilul unei came de acționare și transmite mișcarea imprimată de aceasta prin intermediul unui ax ghidat în bucșe, batiului sitelor.

Axul este menținut pe suprafața camei prin intermediul unui resort. Mecanismul de acționare se compune dintr-o manivelă cu o camă cu 4 proeminențe care imprimă o mișcare de scuturare necesară batiului sitelor.

Se acționează mecanismul de transmisie cu o frecvență de 2 rot/s timp de 2 minute. După cernere, se colectează produsul rămas pe fiecare sită, inclusiv fundul batiului și se cântărește.

Granulozitatea se stabilește cu ajutorul relației:

[m] (16.1)

respectiv: ; ; ; (16.2)

în care: p0, p1, p2, p3, reprezintă masa fracțiunilor reziduale de pe fundul batiului și cele trei site (g); c0, c1, c2, c3, sunt mediile aritmetice ale diametrelor orificiilor a 2 site consecutive (m); d0 = 0, d1, d2, d3 sunt diametrele orificiilor celor 3 site; ØSM este diametrul orificiilor sitei morii utilizate la regimul de măcinare dat (m).

Valorile obținute prin măsurare sau calcul se înscriu în tabelul 16.2.

Considerându-se particula măcinată de forma sferică, iar diametrul sferei chiar granulozitatea măcinișului, volumul particulei se stabilește cu relația:

[m³] (16.3)

Valorile calculate pentru fiecare regim de lucru se înscriu în tabelul 16.2.

Determinarea capacității teoretice de proiectare a morii se determină utilizând relația:

[kg/s] (16.4)

în care B este lățimea camerei de măcinare; vc este viteza periferică a ciocanului, vc = ω • Rc; d este distanța dintre ciocan și sită, determinată conform schemei constructive (figura 16.1. sau 16.3.); ψ este coeficientul care ține seama de umplerea cu măciniș a camerei de măcinare și se determină cu relația:

[kg.s] (16.5)

în care nc este numărul de ciocane; Σkl este numărul de izbituri pe secundă care acționează asupra produsului în camera de măcinare; MB este masa unui bob ; z este gradul de mărunțire a nutrețului conform relației 16.6.

(16.6)

Valorile obținute din calcul se înscriu în tabelul 16.3.

Se determină capacitatea de lucru de exploatare a morii cu relația:

Qteor.exp = ns . MB [kg/s] (16.7)

în care ns este numărul de boabe sparte pe secundă.

[boabe/s] (16.8)

în care zi este numărul de lovituri conform relației 16.9:

[lov/s] (16.9)

dar (16.10)

în care k1 este numărul de lovituri la un radian ale unui ciocan asupra particulelor în suspensie, determinat experimental = 0,15 iar k2 este dat de relația 16.11.

(16.11)

iar k3 este determinat cu ajutorul chimografului (lucrarea 11, figura 11.3.) iar k3 = n1, este numărul de lovituri pe bob radian.

Valorile determinate prin măsurători sau calcul se înscriu în tabelul 16.3.

Tabelul 16.3. Tabel cu valori măsurate și calculate

Alcătuirea schemei constructive a rotoarelor luate în studiu corespunzător figura 16.5 privind construcția ciocanului și figura 16.6. pentru rotorul cu discuri multiple, respectiv figura 16.7. rotorul monodisc.

Figura 16.5. Schema constructivă a ciocanului

Se vor efectua măsurători pentru parametri dimensionali ai ciocanului (figura 16.5.), ai rotorului 1, bolțului 2 și ciocanelor 3 (figura 16.6.), cât și a elementelor rotorului tip monodisc (figura 16.7), format din discuri 1, arborele 2, suportul 3, bolțurile 4, ciocanele 5 și elementele de distanțare 6. Se va prezenta, la scară, desfășurata rotorului cu discuri multiple și monodisc conform figurilor 16.6 și 16.7.

Valorile măsurătorilor efectuate se vor înscrie în tabelul 16.4.

În tabelul 16.4. Lc este lungimea ciocanului, lc este lățimea ciocanului, gc este grosimea ciocanului, Mc este masa ciocanului, o este diametrul orificiului de suspendare, Dr este diametrul rotorului, Do este diametrul circumferinței dintre 2 ciocane consecutive, nc este numărul ciocane, nb este numărul de bolțuri, lb este lungimea bolțului, db este distanța dintre bolțuri pe desfășurată, dc este distanța dintre două ciocane, du este distanța dintre urmele a două ciocane, led este lățimea elementelor de distanțare, ned este numărul elementelor de distanțare, ld este lățimea discurilor, nd este numărul discurilor.

Figura 16.6. Schema desfășurată a rotorului cu discuri multiple

1 – rotor, 2 – bolț, 3 – ciocane.

Figura 16.7. Schema desfășurată a rotorului tip monodisc

1 – discuri, 2 – arbore, 3 – suport, 4 – bolțuri, 5 – ciocane, 6 – elementele de distanțare.

Tabelul 16.4. Tabel cu valorile măsurate la sistemul rotor-ciocan

Determinarea momentului de inerție pentru rotoarele de la diferite tipuri constructive de mori cu ciocane se va realiza atât pe cale analitică, cât și experimentală utilizând standul de laborator din figura 16.8. Standul cuprinde un pivot 1, cu bară de susținere de care se fixează cele două cabluri 2, pentru suspendare bifilară a rotoarelor 3, de diferite tipuri.

În vederea determinării momentului de inerție se efectuează măsurători cu privire la rotorul care se suspendă cât și asupra dispozitivului pe care se suspendă rotorul.

Datele măsurate se înscriu în tabelul 16.2. Se suspendă apoi rotorul, se răsucesc firele și se cronometrează timpul, corespunzător la 5, 10 și 15 oscilații. Cu ajutorul acestor date se determină momentul de inerție prin relația:

[kg.m2] (16.12)

în care g este accelerația gravitației, a este semi distanța dintre firele de suspendare, T este durata medie a unei oscilații. Valorile obținute se înscriu în tabelul 16.5.

Figura 16.8. Dispozitiv pentru determinarea momentului de inerție

a rotoarelor morilor cu ciocane

Tabelul 16.5. Valori măsurate

Momentul de inerție se determină, pe cale analitică, cu relația:

[kg.m2] (16.13)

în care MR este masa rotorului complet echipat [kg] iar Rg este raza de girație [m], conform relației 16.14:

[m] (16.14)

Valorile obținute în urma calculelor se înscriu în tabelul 16.5.

În vederea evidențierii influenței momentului de inerție asupra indicilor energetici, se va determina puterea necesară pentru antrenarea rotorului utilizând relația:

[kW] (16.15)

în care Mrez este momentul rezistent al rotorului iar ωR este viteza de rotație, dar,

Mrez = IR . ε [Nm] (16.16)

unde ε este accelerația:

[rad/s2] (16.17)

în care: Δω = ωR – ω0, dar viteza de rotație ω0 = 0, deci Δω = ωR (16.18)

în care Δt este timpul necesar pentru atingerea turației de regim este:

Δt = t – t0 (16.19)

Valorile determinate prin calcul se înscriu în tabelul 16.5.

16.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Stabilirea parametrilor constructivi ai elementelor camerei de măcinare conform figurilor 16.1., 16.3. și înscrierea valorilor în tabelul 16.1.

2. Stabilirea unor priorități fizico-mecanice ale nutrețurilor supuse măcinării și înscrierea valorilor în tabelul 16.2.

3 Stabilirea capacității efective a morii cu ciocane luată în studiu concomitent cu citirea puterii absorbite de motorul electric de acționare și înscrierea valorilor obținute în tabelul 16.3.

4 Determinarea granulozității măcinișului (G) și a valorii privind volumul particulei măcinate (v2) și înscrierea valorilor în tabelul 16.3.

5. Stabilirea capacității teoretice de proiectare (Qteor.pr.) și a capacității de exploatare (Qteor.exp) și înscrierea valorilor în tabelul 16.3.

6. Întocmirea graficelor Qef, Pef = f(ωR, SM) pentru diferite produse supuse măcinării.

7. Interpretarea rezultatelor obținute în vederea stabilirii corelației între proprietățile nutrețurilor, regimul de lucru și indicii de exploatare ai morii.

8. Schemele constructive ale rotoarelor desfășurate.

9. Măsurarea parametrilor constructivi și înscrierea lor în tabelul 16.4.

10. Măsurarea și calcularea momentului masic de inerție a rotoarelor și înscrierea valorilor în tabelul 16.5.

11. Calculul puterii pentru antrenarea rotoarelor și înscrierea valorilor în tabelul 16.5.

12. Interpretarea rezultatelor prin evidențierea interdependenței dintre parametrii constructivi ai rotoarelor și indicii energetici ai morii.

17. Determinarea coeficientului de utilizare a adăpătorilor

17.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea corelației dintre parametrii constructivi și funcționali ai adăpători și consumul specific al animalelor în vederea realizării unui regim optim de funcționare.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare pentru respectarea tehnologiilor și exploatarea corectă a adăpătorilor.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

adăpătoare, sistem de adăpare, aducțiune apă

17.2. Considerații teoretice

Stabilirea schemelor constructive ale adăpătorilor luate în studiu corespunzător figurilor 17.1, 17.2, și 17.3, măsurarea parametrilor constructivi și înscrierea valorilor în tabelul 17.1.

Figura 17.1. Schema adăpătorii pentru bovine

Figura 17.2. Schema adăpătorii

pentru porcine

Semnificațiile parametrilor din tabelul 17.1 se referă la: d este diametrul conductei de aducțiune; Ca este capacitatea cupei de adăpare; cr este capacitatea rezervorului de nivel constant.

Figura 17.3. Schema adăpătorii pentru păsări

Tabelul 17.1.

17.2. Desfășurarea lucrării

Determinarea debitului adăpătorilor montate pe standul de încercare din figura 17.4.

Figura 17.4. Stand pentru încercarea adăpătorilor

1 – cadru pe care se fixează adăpătorile, 2 – adăpătoare bovine, 3 – adăpătoare nivel constant, 4 – priză de apă, 5 – furtunuri de cauciuc, 6 – conducte de aducțiune ale adăpătorilor, 7 – manometru, 8 – dispozitiv pentru măsurarea debitului,

9 – armătură de reglaj, 10 – robinet de umplere, 11 – robinet de golire.

Standul din figura 17.4. cuprinde un cadru 1, pe care se fixează adăpătorile, o priză de apă 4, la care se racordează prin furtunuri de cauciuc 5, conductele de aducțiune 6 ale adăpătorilor, un manometru 7, un dispozitiv pentru măsurarea debitului 8, compus din rezervor și un tub funcționând pe principiul vaselor comunicante, armăturile de reglaj 9, de umplere 10 și de golire 11. Pentru determinarea debitului adăpători cu nivel variabil se deschide priza, se apasă clapeta adăpătorii pentru un interval de timp impus, apa din cupă golindu-se în rezervorul cu tubul etalonat permițând stabilirea debitului în 1/s. Concomitent se citește presiunea indicată de manometru. Se realizează determinarea pentru (3 – 5 valori) acționându-se asupra armături de reglaj.

Pentru adăpătoarea cu nivel constant se deschide priza de presiune unde prin ventilul adăpătorii apa pătrunde în rezervorul cu plutitor, iar de acolo pe principiul vaselor comunicante în jgheabul de adăpare. Concomitent cu citirea presiuni se cronometrează timpul la intrare apei în jgheab până când plutitorul va închide orificiul de acces al apei în jgheab. Se trece apoi apa din jgheab în rezervorul cu tub etalonat. Corespunzător cantității de apă reprezentând capacitatea rezervorului cu nivel constant și a timpului de umplere a rezervorului, se stabilește debitul adăpătorii în 1/s.

Se va modifica cu ajutorul armăturii de reglaj presiunea de regim (3 – 5 valori), stabilindu-se concomitent și debitul adăpătorii.

Valorile măsurate se înscriu în tabelul 17.2.

Determinarea vitezei de intrare a apei se face cu ajutorul relație:

[m/s] (17.1)

în care Qa este debitul adăpătorii măsurat cu ajutorul dispozitivului [kg/s], d este diametrul conductei de aducțiune [dm] (se va măsura înainte de montarea pe stand) iar a este masa volumică a apei egală cu 1kg/dm3.

Valorile măsurate se înscriu în tabelul 17.2.

Stabilirea coeficientului de utilizare a adăpătorii se face cu ajutorul relației:

(17.2)

în care Qa este debitul adăpătorii măsurat cu ajutorul dispozitivului montat pe stand [1/s], iar Qc este consumul specific al animalelor (1/s) dat de relația 17.3.

Qc = na . fa . qa [1/a] (17.3)

în care na este numărul animalelor care se adapă simultan pe metru liniar(n/ml), fa este frontul de adăpare [m] iar qa este consum specific mediu litri / cap animal în unitate de timp [s].

Corespunzător prevederilor literaturii de specialitate pentru bovine Qc = 0,25 l/s (adăpătoare individuală), pentru tineret aviar Qa = 0,0045 1/s, na = 4, fa = 2,4 pentru asigurarea unei funcționării normale trebuie ca valoarea lui ku → 1.

Valorile determinate se înscriu în tabelul 17.2., în care h este presiunea apei măsurată cu monometru (kgf /cm2, N/m2), Qad este debitul adăpătoarei măsurat în l/s, Qc este consumul specific al animalelor l/s, va este viteza de curgere a apei m/s iar ku este coeficientul de utilizare calculat.

Tabel 17.2.Tabel cu valorii măsurate și calculate

17.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Stabilirea schemelor constructive ale adăpătorilor luate în studiu.

2. Măsurarea parametrilor constructivi și înscrierea în tabelul 17.2.

3. Determinarea debitului pentru diferite valori ale presiunii și înscrierea în tabelul 17.2.

4. Calculul vitezei de scurgere a apei și a coeficientului de utilizare ku și înscrierea valorilor în tabelul 17.2.

5. Stabilirea diagramelor: Qa, ku = f(h).

6. Interpretarea rezultatelor și indicarea regimurilor optime de funcționare.

18. Determinarea parametrilor constructivi și funcționali ai transportoarelor pentru distribuirea hranei la animale

18.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea procesului de lucru a instalațiilor de distribuirea hranei, care transportă sarcini prin alunecare cât și prin determinarea corelației dintre sarcina liniară de transport, viteza de lucru și rezistența la înaintare a organului activ în vederea alegerii regimului de funcționare.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare pentru exploatarea în condiții optime a transportoarelor pentru distribuirea hranei la animale.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

transportoare pentru distribuirea hranei, mecanism cu clicheți

18.2. Considerații teoretice

Stabilirea schemei constructiv-funcționale a transportorului luat în studiu pentru evidențierea parametrilor constructivi și funcționali, corespunzător figura 18.1 în care este reprezentat transportorul cu lanț special format dintr-un motor electric de acționare 1, un reductor 2, care acționează prin intermediul unui mecanism cu clicheți 3, transportorul cu lanț special 4, care se deplasează în jgheabul ghidat de rolele 5. Alimentarea cu nutreț a transportorului se realizează din buncărul 6, prin intermediul unui agitator acționat tot de motorul electric prin mecanismul cu pârghii 7.

De asemenea, se poate efectua studiul procesului de transport întocmind schema constructivă a transportorului cu noduri (TN-35) reprezentat în figura 18.2.

Figura 18.1. Schema constructivă a transportorului TS 1.25

1 – motor electric, 2 – reductor, 3 – mecanism cu clicheți,

4 – transportorul cu lanț special, 5 – jgheab ghidat de rolele, 6 – buncăr, 7 – agitator.

18.3. Desfășurarea lucrării

Efectuarea măsurătorilor parametrilor constructivi și funcționali ai transportorului luat în studiu. În cazul TS-1.25 aceste valori se vor înscrie în tabelul cu valori măsurate tabelul 18.1.

Figura 18.2. Schema transportorului TN-35

Tabelul 18.1. Valorile măsurate

în care hz este înălțimea zalei [m]; r1 și r2 sunt razele manivelelor celor doi clicheți [m]; L1 și L2 reprezintă lungimea clicheților [m]; D este diametrul rolei [m], d este diametrul arborelui rolei [m]; Mz este masa unei zale [kg]; nz este numărul de zale pe un metru liniar; ω este viteza de rotație [rad/s]; h este distanța de la axul reductorului la planul de acționare al lanțului [m].

În cazul studierii transportorului TN-35, valorile înscrise în tabel corespund utilajului în studiu.

Standul pentru determinarea capacitații de lucru efective a transportorului reprezentat în figura 18.3., cuprinde un buncăr de alimentare 1, de formă cilindrică. În partea inferioară a buncărului este practicat un orificiu pentru evacuarea materialului din jgheab, orificiu care poate fi obturat cu ajutorul unui șuber. În interiorul buncărului este un agitator cu palete 2, care are rolul antrenării materialului cu scopul evitării înfundării orificiului de evacuare.

Acționarea agitatorului se realizează prin intermediul unui clichet 3 și unei roți de clichet, care îi imprimă agitatorului o mișcare intermitentă. Jgheabul de transport este format din patru tronsoane îmbinate prin șuruburi formând un circuit închis. Lanțul 4, este format din zale demontabile. Deplasarea lanțului se face printr-un mecanism format din doi clicheți 5 și un sistem bielă-manivelă 6, care imprimă lanțului o mișcare intermitentă. Pentru schimbarea direcției sunt patru role de ghidare 7. Acționarea se face de la motorul electric 9 prin intermediul reductorului 8.

Figura 18.3. Schema cinematică a standului pentru încercarea transportatoarelor

1 – buncăr de alimentare, 2 – agitator cu palete, 3 – clichet și roată de clichet,

4 – lanț, 5 – mecanism cu clicheți, 6 – sistem bielă-manivelă, 7 – role de ghidare,

8 – reductor, 9 – motor electric.

Se alimentează transportorul de pe stand, pentru acționare adoptându-se mai multe regimuri în funcție de debitul determinat de poziția șabărului.

Se delimitează o porțiune de „1 m” a jgheabului. Se cronometrează timpul în care o zală a lanțului parcurge această distanță. Se cântărește cantitatea transportată pe traseul delimitat. Apoi se stabilește productivitatea efectivă [kg/s]. Puterea efectivă absorbită de motorul electric se citește pe cadranul trusei wattmetrice din circuitul de alimentare a motorului.

Valorile obținute se înscriu în tabelul 18.2.

Determinarea capacitații teoretice pentru regimul prezentat la se determină cu ajutorul relației:

Qteor = bj . hz . γ . ψ . vl [kg/s] (18.1)

în care bj este lățimea jgheabului ; hz este înălțimea zalei;  este masa volumică a materialului transportat;  este coeficientul de umplere a jgheabului; v1 este viteza lanțului transportor.

Datorită mișcării intermitente a lanțului condiționată de acțiunea celor doi clicheți, viteza se determină cu relația:

[m/s] (18.2)

în care S1 este deplasarea lanțului produsă de cilindrul I, la un radian; S2 este deplasarea produsă de cilindrul II, la un radian; este viteza unghiulară în rad/s.

Valoarea lui S1 și S2 se determină geometric conform figurii 18.4. care se execută la scară în funcție de parametrii constructivi ai mecanismului de acționare a lanțului. Valorile rezultate din măsurători și calcul se înscriu în tabelul 18.2.

Figura 18.4. Schema de acționare a lanțului transportor

Puterea teoretică pentru acționarea transportorului se determină cu ajutorul relației:

[kW] (18.3)

în care R este rezistența totală la înaintare [N]; v este viteza calculată a lanțului [m/s]; c este coeficientul de siguranță egal cu 1,35 – 1,5;  este randamentul transmisiei. Iar rezistența totală este:

R = R1 + R2 + R3 [N] (18.4)

în care R1 este rezistența la înaintare datorită frecării materialului în jgheab, fiind produsă de componenta normală a greutății materialului, care se calculează cu relația 18.5:

R1 = µ1 . Gm . L [N] (18.5)

în care µ1 este coeficientul de frecare al materialului pe jgheab, egal cu 0,7 – 0,8; Gm = am . g, este rezistența la înaintare opusă de material [N/m]; L este lungimea transportorului [m];

R2 este rezistența la înaintare a lanțului special, produs de frecarea pe jgheab în porțiunea rectilinie.

R2 = µ2 . G1 . L [N] (18.6)

în care: 2 este coeficientul de frecare la intrare a lanțului, egal cu 0,4 – 0,5; G1 este rezistența la înaintare opusă de masa lanțului dată de relația 18.7:

G1 = mz . nz . g [N] (18.7)

în care mz este masa unei zale iar nz este numărul de zale pe un metru liniar.

R3 este rezistența la înaintare a lanțului și al materialului la trecerea peste rolele de ghidaj, conform relației 18.8:

[N] (18.8)

în care  este coeficientul global de frecare egal cu 0,5; D este diametrul rolei; d este diametrul axului rolei; L0 este spațiul în care lanțul este în contact cu rola de ghidaj (determinat pe stand).

Valorile rezultate din calcul se înscriu în tabelul 18.2.

Tabelul 18.2. Valorile rezultate din calcul

18.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Întocmirea schemei constructiv-funcționale a transportorului pentru administrarea hranei la păsări.

2. Efectuarea măsurătorilor parametrilor constructivi și funcționali și înscrierea în tabelul 18.1.

3. Determinarea pe stand prin măsurători a capacității de lucru efective și puterea absorbită de motorul de acționare. Valorile se înscriu în tabelul 18.2.

4. Determinarea prin metodă grafo-analitice a vitezei teoretice de acționare a lanțului. Valorile se înscriu în tabelul 18.2.

5. Determinarea prin calcul a capacității de lucru teoretice și puterea necesară pentru acționarea transportorului. Valorile se înscriu în tabelul 18.2.

6. Interpretarea rezultatelor, efectuându-se comparația dintre valorile teoretice și cele efective. Justificarea alegerii motorului de acționare.

19. Determinarea productivității instalațiilor de muls

19.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea corelației optime între parametri constructivi și funcționali ai instalațiilor de muls vaci și cerințele zootehnice determinate de procesul neurohormonal al cedării laptelui, în vederea exploatării raționale a acestor utilaje cu indicii de lucru superiori.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare pentru exploatarea cu eficiență maximă a instalațiilor de muls.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

pulsator, pahar de muls, pompă de vacuum

19.2. Considerații teoretice

Pentru stabilirea schemelor organologico-funcționale a diferitelor tipuri de instalații de muls utilizate în zootehnie, acestea vor fi supuse studiului în cadrul acestei lucrării.

Pentru extragerea laptelui din cele 4 compartimente ale ugerului, mașina de muls în doi timpi (figura 19.1.) cuprinde 4 pahare cu câte 2 elemente spațiale. Din spațiul „B” laptele ajunge la colectorul 5, iar de acolo în bidonul 1, racordat la rețeaua de vacuum 3, prin intermediul unui supape de siguranță 2. Extragerea laptelui se realizează datorită alternării vacuumului cu presiune atmosferică în camera „A” comandat de pulsatorul 4, prin intermediul distribuitorului 6.

Figura 19.1. Schema funcțională a mașini de muls în 2 timpi

1 – bidon, 2 – supapă de siguranță,

3 – rețea de vacuum, 4 – pulsator,

5 – colector lapte, 6 – distribuitor,

7 – pahar de muls,

A – cameră de aer, B – cameră lapte.

În funcție de parametrii constructivi și funcționali ai pulsatorului 4, elementul de comandă a mașinii de muls, productivitatea se modifică.

19.3. Desfășurarea lucrării

Mașina de muls echipată cu pulsator pneumatic din figura 19.2., cuprinde un corp 11, cu un racord de comunicare cu rețeaua de vacuum permanent 1, supapa dublă 2, supapa simplă 5, solidarizate prin reperul 10, cu membrana 4, racordul de comunicare cu presiunea atmosferică 7 și cele două racorduri de vacuum alternativ 8 și 9, legate cu distribuitorul. Datorită alternării vacuumului cu presiunea atmosferică, în spațiul de sub membrana de cauciuc se realizează comutarea completului cu supape și manifestarea alternativă a vacuumului cu presiune prin distribuitor în spațiul „A” a paharelor de muls. Dispozitivul de reglaj 6, modifică frecvența pulsațiilor. Procesul de lucru este reprezentat schematic în tabelul sinoptic (19.1)

Figura 19.2. Schema constructiv-funcțională a pulsatorului pneumatic

1 – racord cu rețeaua de vacuum, 2 – supapă dublă, 4 – membrană, 5 – supapă simplă,

6 – dispozitivul de reglaj, 7 – racord cu presiunea atmosferică, 8 și 9 – racorduri de vacuum alternativ legate cu distribuitorul, 10 – reper de solidarizare, 11 – corp.

Tabelul 19.1. Procesul de lucru la pulsatorul pneumatic

În cazul utilizării pulsatorului hidropneumatic din figura 19.3., care cuprinde: un corp 2, prevăzut cu o tijă 10, solidarizată cu cele 2 membrane 6. Pe tijă este fixat sertarul 1, prin două siguranțe 14. În spatele membranelor 7, cât și în interiorul tijei circulă glicol. Deplasarea sertarului cu tijă acționează totodată asupra inversorului 9, care permite manifestarea presiunii sau depresiunii (prin orificiile 11, 12 și 13 în camerele 8 din fața membranei de cauciuc). Astfel se produce comutarea poziției membranelor deci și vehicularea glicolului, iar datorită modificării poziției sertarului la legătura cu vacuum permanent 3, prin racordurile 4 și 5, se va manifesta spre distribuitor prin vacuum alternativ.

Procesul de lucru este reprezentat în tabelul sinoptic tabelul 19.2.

În cazul comenzii procesului de lucru centralizat, se utilizează pulsatorul cu amplificator prezentat în figura 19.4., care cuprinde un corp 1, pistonul 2, racordul de legătură cu vacuumul permanent 3, orificiile de comunicare cu presiunea atmosferică 6, racordurile de comandă pentru vacuum alternativ 4, legate de pulsatorul pneumatic sau hidropneumatic și racordurile de legătură 5, cu distribuitorul. Procesul de lucru al pulsatorului amplificator este același cu cel al pulsatorului de comandă, modificându-se doar debitul de aer prin racordul 5, cu secțiune mărită față de 4, prin acțiunea deplasării pistonului.

Figura 19.3. Schema pulsatorului hidropneumatic

1 – sertar, 2 – corp, 3 – legătura cu vacuum permanent, 4 și 5 – racorduri spre distribuitor, 6 – membrane, 7 – glicol (spatele membranei), 8 – camera din fața membranei, 9 – inversor, 10 – tijă, 11, 12 și 13 – orificii, 14 – siguranțe.

Tabelul 19.2. Procesul de lucru al pulsatorului hidropneumatic

Figura 19.4. Schema constructivă a pulsatorului amplificator

1 – corp, 2 – piston, 3 – racord de legătură cu vacuumul permanent, 4 – racordurile de comandă vacuum alternativ, 5 – racorduri de legătură cu distribuitorul,

6 – orificiile de comunicare cu presiunea atmosferică.

Pentru efectuarea determinărilor se utilizează mașina pentru testarea aptitudinilor la mulsul mecanic al vacilor a cărei schemă organologico-funcțională prezentată în figura 19.5., cuprinde cilindrii de colectare a laptelui 1, cadrul de susținere 2, supapa de siguranță 3, mașina de muls compusă din cele patru pahare cu 2 elemente spațiale 4, distribuitorul 5, pulsatorul 6, racorduri și furtune de legătură 7, capacele elementelor de colectare 8. Mașina recoltează laptele urmărind indicii care caracterizează fiecare sfert de uger în parte și stabilind debitul mediu și maxim de lapte, viteza de cedare a laptelui, producția de lapte, simetria funcțională a ugerului, durata de muls, laptele rezidual etc.

Figura 19.5. Schema constructivă a mașini pentru testarea aptitudinilor ugerului la mulsul mecanic

1 – cilindrii de colectare a laptelui,

2 – cadrul de susținere, 3 – supapa de siguranță, 4 – pahare de muls,

5 – distribuitor, 6 – pulsator,

7 – racorduri și furtunuri de legătură,

8 – capacele elementelor de colectare.

Determinarea productivității mașinii de muls se realizează cu echipamentele prezentate, racordate la un stand pentru încercarea complexă a instalațiilor de muls prezentat în figura 19.6.

Figura 19.6. Schema standului complex pentru

încercarea instalațiilor de muls

1 – generator de vacuum, 2 – rețea de vacuum, 3 – rezervor de condens, 4 – uger artificial, 5 – mașina de muls, 6 – pahare de muls, 7 – distribuitor, 8 – colector,

9 – pulsator, 10 – vacuummetru.

Standul cuprinde un generator de vacuum 1, de tipul pompei volumice cu rotor excentric și palete libere, rețeaua de vacuum 2, cuprinzând conducte cu tronsoane reduse, racorduri și armături, un rezervor de condens 3 și mașinile de muls propriu-zise 5, cuprinzând patru pahare de muls 6, centrală de muls formată din distribuitorul 7, colectorul 8 și pulsatorul 9.

În acest sens la standul pentru încercarea complexă a instalațiilor de muls vaci se racordează un vas etalonat pentru apă 3 și un uger artificial 4. Se reglează numărul de pulsații al pulsatorului și se stabilește cu ajutorul armăturilor respectiv al supapei de siguranță o anumită valoare a intensității vacuumului pe rețea.

Tabelul 19.3. Valorile determinate

Se pune în funcțiune mașina de muls cu echipamentul dat, se deschide robinetul rezervorului cu apă numai după ce paharele s-au montat pe ugerul artificial. Se cronometrează timpul și se determină cantitatea de lichid aspirat de către mașina de muls din ugerul artificial. Depresiunea se citește cu ajutorul vacuummetrului 10, montat pe stand. Productivitatea se determină pe de o parte menținându-se constant numărul de pulsații și variind valoarea intensității vacuumului, pe de alta se urmărește și variația numărului de pulsații în funcție de variația intensității vacuumului pe rețea.

Determinările se realizează pentru 5 valori ale intensității vacuumului pe rețea. Pentru fiecare determinare se fac cel puțin 3 repetiții.

Valorile determinărilor se înscriu în tabelul centralizator 19.3., în care h este depresiunea de regim citită cu vacuummetrul montat pe stand; np inițial și np final reprezintă numărul inițial și final de pulsații realizat prin reglajul efectuat la pulsator sau realizat datorită modificării depresiunii; M1 este masa lichidului colectat; T este durata determinării; Qmed și Qmax reprezintă debitul mediu respectiv maxim realizat în intervalul de timp T.

În funcție de încercările efectuate, se poate determina regimul de lucru pentru care indicii de lucru sunt superiori.

19.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Schemele constructive pentru mașina de muls în timpi cu pulsator pneumatic, hidropneumatic, amplificator și mașina de testat aptitudinile ugerului la mulsul mecanic. Indicarea modului de racordare la stand.

2. Se vor efectua determinările productivității pentru tipurile de mașini indicate la punctul 1, iar valorile obținute se înscriu în tabelul 19.3.

3. Se vor întocmi diagramele de variație Q = f(h, np) și np = f(h).

4. Interpretarea rezultatelor pentru evidențierea influenței parametrilor constructivi și funcționali ai mașini asupra productivității.

20. Determinarea parametrilor constructivi și funcționali a pompei de vacuum de la instalațiile de muls vaci

20.1. Introducere

Scopul lucrării

Alegerea parametrilor constructivi și funcționali ai pompei de vacuum în concordanță cu cerințele procesului de muls mecanic în vederea realizării unor indici calitativi de lucru superiori.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare pentru înțelegerea funcționării și exploatării corecte a pompei de vacuum de la instalațiile de muls vaci.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

pompă de vacuum cu palete

20.2. Considerații teoretice

Stabilirea schemei constructive a pompei de vacuum cu rotor excentric și palete libere corespunzător figura 20.1. în care 1 reprezintă statorul, 2 rotorul, 3 arborele, 4 conducta de aspirație, 5 conducta de refulare, 6 aripioare de răcire, 7 palete libere. Corespunzător schemei se vor efectua măsurătorile parametrilor, iar valorile obținute se vor înscrie în tabelul centralizator 20.1., în care pe lângă cotele evidențiate există mp – masa paletei, np – numărul de palete, gp – grosimea paletei.

Figura 20.1. Schema constructivă a pompei de vacuum

20.3. Desfășurarea lucrării

Determinarea indicilor de exploatare cu ajutorul unui stand pentru încercarea pompelor de vacuum.

Standul prezentat în figura 20.2., cuprinde un stativ 1, pe care se fixează tipul de pompă a cărei caracteristici se determină. O rețea de vacuum formată din conductele 2, racordurile 3 și armăturile reprezentate prin robinetele cu valvă, ventil și supapă 4. Pe rețeaua de vacuum se montează balonul pentru condens 5, și dispozitivul pentru reglarea intensității vacuumului pe rețea 6. La extremitatea rețelei de vacuum la care se racordează mașinile de muls, se conectează conducta de aspirație a pompei de vacuum 7, prevăzut cu ungătorul de ulei 8, iar pe conducta de evacuare a pompei se montează manometrul de aer 9. Conducta se termină cu amortizorul de zgomot. Rotametrul pentru aer 10, se intercalează între conducta de aspirație a pompei și rețeaua de vacuum.

Tabelul 20.1. Valori măsurate

Pentru stabilirea depresiunii se folosesc cele două vacuummetre 11. Trusa wattmetrică 12, se intercalează în circuitul de alimentare a motorului electric. Pentru măsurarea temperaturii în diferite puncte ale carcasei, există un milivoltmetru 13, cu termocuple etalonate.

Figura 20.2. Stand pentru încercarea pompelor de vacuum

de la instalațiile de muls vaci

1 – stativ, 2 – conducte, 3 – racorduri, 4 – supapă, 5 – balon pentru condens,

6 – dispozitiv pentru reglarea intensității, 7 – conducta de aspirație a pompei de vacuum, 8 – conducta de evacuare a pompei, 9 – manometrul de aer, 10 – rotametru,

11 – vacuumetru, 12 – wattmetru, 13 – termometru cu termocuplu.

Debitul de aer extras de pompă din instalația de muls se determină prin citire cu ajutorul rotametrelor 10, în [m3/h], pentru diferite valori ale depresiunii realizate prin intermediul dispozitivului de reglaj 6. Se fac corecturile corespunzătoare parametrilor de stare a aerului din rețea. Valorile parametrilor se înscriu în tabelul 20.2.

Depresiunea se citește pe cele două vacuummetre efectuându-se corecturile pentru evitarea pierderilor de presiune. Valorile se înscriu în tabelul 20.2. Puterea absorbită de motorul electric pentru acționarea pompei se citește cu trusa wattmetrică, iar valorile rezultate se înscriu în tabelul 20.2 pentru diferite valori ale depresiunii h.

Temperatura se măsoară cu ajutorul termocuplelor etalonate și milivoltmetrului pentru lagărele arborului, la conducta de admisie și la conducta de refulare, iar valorile se înscriu în tabelul 20.2.

Se fac cel puțin 5 măsurători pentru variațiile de presiune (200 – 400 torr). Pentru fiecare măsurătoare se fac 3 repetiții.

Debitul teoretic al pompei se determină cu relația:

[m3/s] (20.1)

în care Vp este volumul de lucru al pompei conform relației 20.2:

[m3] (20.2)

(valori înscrise în tabelul 20.1)

Valorile obținute în urma calculelor se înscriu în tabelul 20.2.

Puterea teoretică pentru acționarea pompei se determină relația:

[kW] (20.3)

în care M este momentul rezistent al motorului [Nm] care se determină cu relația 20.4; ηM este randamentul mecanic al pompei egal cu 0,7 – 0,8.

M = M1 + M2 [Nm] (20.4)

în care M1 este momentul rezistent al rotorului determinat de presiunea aerului

M1 = (DS – DR) . LP . P . R [Nm] (20.5)

în care:

P = P1 – P2 [N/m2] (20.6)

unde P1 este presiunea atmosferică iar P2 este presiunea pe rețea (se consideră depresiunea de regim care se prevede pentru funcționarea normală a instalațiilor de muls egală cu 5.104 N/m2).

R este rezultatul dintre forța rezistentă a aerului și forța de frecare dată de relația 20.7:

[m] (20.7)

iar M2 este momentul rezistent datorită frecării paletelor de carcasă conform relației 20.8.

M2 = mp . ω2 . R2 . f . np [Nm] (20.8)

în care f este coeficientul de frecare al paletei.

Valorile obținute în urma calculelor se înscriu în tabelul 20.2.

Pentru stabilirea regimului optim de funcționare a pompei în condiții de exploatare se stabilește coeficientului de umplere a pompei pentru fiecare regim de lucru.

(20.9)

Valorile obținute se înscriu în tabelul 20.2.

Tabelul 20.2. Valorile măsurate și calculate

20.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Întocmirea schemei constructive a pompei de vacuum pe baza indicațiilor din figura 20.1.

2. Efectuarea măsurătorilor parametrilor constructivi și funcționali și înscrierea valorilor în tabelul 20.1.

3. Determinarea debitului de aer, puterii pentru acționare și temperaturii punctelor de pe carcasă la diferite valorii ale depresiuni citite cu aparatele de măsură.

4. Calculul analitic al debitului și puterii, stabilirea valorilor lui ηv și înscrierea în tabelul 20.2.

5. Întocmirea diagramelor Qp = P(f) și P = f(h).

6. Interpretarea rezultatelor indicându-se regimuri optime corespunzător cerințelor zootehnice.

21. Stabilirea diagramelor pulsatoarelor instalațiilor de muls

21.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea parametrilor optimi ai pulsatoarelor instalațiilor de muls prin interpretarea diagramelor (vacuumogramelor), în vederea asigurării unui regim rațional de funcționare.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare pentru înțelegerea funcționării și a exploatării corecte a pulsatoarelor instalațiilor de muls.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

pulsator, mașină de muls, vacuumogramă

21.2. Considerații teoretice

Stabilirea regimurilor de lucru în vederea înregistrării vacuumogramelor pentru diferite tipuri de pulsatoare ale mașinilor de muls în cadrul standului de încercarea instalațiilor de muls echipat cu vacuumograf. Regimul de lucru se referă la: intensitatea vacuumului pe rețea h, numărul inițial de pulsații reglat la pulsator npi pentru o anumită valoare a lui h, numărul de pulsații final npf, cât și tipul de pulsator folosit și anume, pulsator pneumatic, hidropneumatic și amplificator. Înscrierea acestor valorii se face în tabelul 21.1.

21.3. Desfășurarea lucrării

Înregistrarea vacuumografelor se face cu ajutorul vacuumografului din figura 21.1., format din două indicatoare de vacuum 1 și 2 perfect egale. Centrele membranelor 4, ale indicatoarelor de vacuum sunt legate printr-o bară rigidă 5. Pe bară se află montată articulat pârghia 6, care la un capăt are locașul de fixare a elementului de înregistrare 7, iar la celălalt capăt un orificiu alungit 8 în care pătrunde un știft fix 9. Vacuumograma se înregistrează pe o bandă de hârtie care se deplasează prin intermediul unui dispozitiv de acționare 10, care pune în mișcare tamburul pe care se înfășoară hârtia.

Indicatoarele 1 și 2, se pot lega la racordurile de vacuum alternativ al pulsatorului montat pe stand.

Vacuumograful se atașează la standul de încercare a instalaților de muls, echipat cu o pompa de vacuum, rețea de vacuum cât și mașinile de muls de tipuri diferite pentru a căror ansamblu se înregistrează vacuumograma.

Figura 21.1. Vacuumograf

Pentru efectuarea înregistrării se racordează ansamblul pentru care se face determinarea la cele două racorduri ale indicatoarelor de presiune 1 și 2, se racordează pulsatorul la rețeaua de vacuum permanent care pune în mișcare banda de hârtie rulată pe dispozitiv cu ajutorul micromotorului electric. Se realizează înregistrarea vacumogramei pe o durată de timp determinată. Înregistrările se fac pentru cele trei tipuri de pulsatoare. Pentru fiecare ansamblu se stabilesc cinci regimuri variate ale intensității vacuumului și frecvenței inițiale ale pulsațiilor. Pentru fiecare determinare se fac circa trei repetiții. Valorile măsurate se înscriu în tabelul 21.1.

Determinarea parametrilor cu ajutorul diagramelor înregistrate.

Vacuumograma reprezintă variațiile în timp ale presiuni din camera inelară (A) a paharului de muls determinat de funcționarea pulsatorului, în vederea creării fazelor din procesul de lucru. Timpul este înregistrat pe abscisă, iar pe ordonată presiunea. Analizând vacuumogramele se observă că: au patru porțiuni (figura 21.2) distincte care se repetă succesiv : a. trecerea de la presiunea atmosferică la vid; b. depresiunea constantă; c. trecerea de la depresiune la presiunea atmosferică; d. presiunea atmosferică constantă. Absorbția laptelui are loc în porțiunile a și b, iar masajul în c și d.

Indicii de lucru care stabilesc din vacuumograme sunt timpul de absorbție (a și b), timpul de masaj (c și d) iar raportul timpilor k se determină cu relația:

k = (a + b) / (c + d) (21.1)

perioada t a unei pulsații complete, se determină cu relația:

t = a + b + c + d (21.2)

În figura 21.2 sunt reprezentate caracteristicile funcționale ale pulsatorului cu raport constant al timpilor. În figura 21.2.a. cu timpi egali de absorbție și masaj, iar în figura 21.2.b cu timpul de masaj mai mare decât cel de absorbție. Diagramele constituie modele de referința pentru cele care se întocmesc.

La pulsatorul hidropneumatic frecvența și raportul timpilor se mențin constante indiferent de schimbările de temperatură, umiditate și presiune atmosferică din mediul exterior. În figura 21.3 se prezintă pozițiile caracteristice ale sertărașului și timpii de lucru.

Pentru timpii de absorbție sertărașul se deplasează în ambele sensuri pe o distanță proporțională cu timpul de masaj și de absorbție.

Viteza de deplasare este constantă, raportul timpilor modificându-se cu spațiile parcurse de sertăraș.

În urma înregistrării vacuumogramelor se determină parametrii indicați și anume durata unei pulsații, durata celor patru perioade, raportul timpilor, valorile maxime, minime și medii ale intensității vacuumului pe rețea.

Valorile rezultate în urma înregistrărilor pentru diferite regimuri de lucru se înscriu în tabelul 21.1.

Figura 21.2. Vacuumograme pentru timpi egali de absorbție și masaj

Tabelul 21.1. Valorile măsurate

Totodată se înregistrează vacuumograma pulsatorului mecano-pneumatic variindu-se regimul de funcționare.

Valorile rezultate în urma înregistrărilor se înscriu în tabelul 21.1.

Schema constructiv-funcțional a pulsatorului este redată în figura 21.4.

21.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Stabilirea regimurilor de lucru pentru înregistrarea vacuumogramelor la pulsatorul pneumatic, hidropneumatic, mecano-pneumatic și amplificator și a modului de racordare la vacuumograf.

2. Efectuarea înregistrărilor.

3. Determinarea parametrilor pulsatoarelor cu ajutorul vacuumogramelor și înscrierea lor în tabelul 21.1.

4. Interpretarea rezultatelor în vederea recomandării regimului optim de lucru.

Figura 21.3. Pozițiile caracteristice sertărașului

la pulsatorul hidropneumatic și timpul de lucru

Figura 21.4. Schema constructiv-funcțională

a pulsatorului mecano-pneumatic

22. Stabilirea regimului de funcționare a răcitoarelor pentru lapte

22.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea principalilor parametri care sunt necesari pentru realizarea unei funcționări cu indicatori optimi la instalațiile de răcire în cadrul recoltării mecanizate a laptelui.

Obiectivele lucrării

Înțelegerea funcționării optime a răcitoarelor pentru lapte și exploatarea optimă a acestora.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

răcitor lapte, agent frigorific, termostat

22.2. Considerații teoretice

Întocmirea schemei funcționale a instalației pentru răcirea laptelui, ansamblu al instalației de muls cu transportul laptelui pe conductă.

Avându-se în vedere principiul de funcționare pe baza ciclului reversibil al lui Carnot, instalația reprezentată în figura 22.1. cuprinde compresorul 2, care crește presiunea și temperatura agentului de la PO la PK, respectiv to la tk, condensatorul 3, unde substanța activă se transformă în lichid, ventilul 4, care laminează substanța activă la entalpia constantă, presiunea lichidului coborând de la PK la PO, vaporizatorul 1, unde se produce vaporizarea agentului, extrăgându-se căldura de transformare a purtătorului de căldură (apa) 5, din bazinul vaporizatoarelor care reprezintă un agent intermediar, efectuând răcirea laptelui în răcitorul vacuumatic conform figurii 22.3..

Figura 22.1. Schema de principiu

pentru răcirea laptelui

1 – vaporizator, 2 – compresor, 3 – condensator,

4 – ventil de laminare, 5 – apă.

În vederea cunoașterii schemei funcționale cât și a efectuării determinărilor parametrilor constructivi și funcționali pentru instalația de răcire se utilizează un stand prezentat în figura 22.2. care cuprinde o pompă de vacuum 20, o rețea de vacuum prevăzută cu dispozitiv de alimentare a rezervoarelor 22, cu un rezervor gradat 21, care face dozarea volumetrică a laptelui înaintea răcirii, rezervor pentru laptele răcit 23, două răcitoare tronconice vacuumatice cu posibilitatea de funcționare în contracurent sau echicurent 22, pompa centrifugală pentru apă 18, racordată la răcitoare și bazinul vaporizatorului instalației de frig 17. Compresorul 2, pentru comprimarea agentului de răcire, separatorul de ulei 6, condensatorul format din radiatorul 8 și ventilatorul 9, butelia de agent frigorific 10, vaporizatorul 17, în care se dispun bateriile de răcire 16, prin care circulă agentul frigorific.

Ca echipament de asigurare a funcționării în siguranță, există un termostat 13, care are rolul de a menține constantă temperatura agentului frigorific la circa +40C, un presostat 4, care are rolul de a evita suprapresiunile care se pot forma pe conducte, ventile de strangulare a freonului (termostatic) 12, ventil electromagnetic de închidere 11, trei manometre, termometre. Colectarea laptelui răcit se face într-un rezervor 23. Apa este circulată din bazinul vaporizatorului cu o pompă centrifugă 18.

Pentru măsurarea cantității de apă folosită pentru răcirea laptelui, pe circuitului se montează un debitmetru.

Figura 22.2. Schema standului de încercare al răcitoarelor pentru lapte

1 – motor electric, 2 – compresor, 3 – manometru, 4 – presostat, 5 – robinet,

6 – separator de ulei, 7 – filtru aer, 8 – radiatorul condensatorului, 9 – ventilatorul condensatorului, 10 – butelia de agent frigorific, 11 – ventil electromagnetic de închidere, 12 – ventile de strangulare, 13 – termostat, 14 – senzor termometru,

15 – termometru, 16 – bateriile de răcire, 17 – vaporizatorul, 18 – pompa centrifugală pentru apă, 19 – manometru, 20 – pompă de vacuum, 21 – rezervor gradat,

22 – dispozitiv de alimentare a rezervoarelor, 23 – rezervor pentru laptele răcit.

Se vor analiza procesele de lucru, schimburile de căldură care au loc în instalație, schema constructiv-funcțională cuprinzând rezervorul de lapte, răcitorul, analizându-se și legăturile funcționale între ele.

22.3. Desfășurarea lucrării

Pentru determinarea parametrilor răcitorului de lapte se vor măsura dimensiunile acestuia conform schemei constructive ale răcitorului tronconic-vacuumatic din figura 22.3.

Valorile obținute în urma măsurătorilor se vor înscrie în tabelul centralizator 22.1., în care un til și un tfl reprezintă temperaturile inițiale și finale ale laptelui determinate de procesul de muls și cerințele zooigienice, respectiv til este 360 (temperatura corpului animalului), tfl este 3 – 50C, necesar pentru păstrarea în timpul transportului; T este durata de procesului de răcire impus de programul și durata de muls; tia și tfa sunt temperaturile inițiale și finale ale apei pentru efectuarea răcirii laptelui corespunzător schemei de lucru: tla = 2 – 40C iar tfa = 8 – 100C, Rm este raza medie a răcitorului, Hr este înălțimea zonei active a răcitorului, n este numărul de ondulații din interiorul peretelui răcitorului, ro este raza unei ondulații, Ha este înălțimea la care trebuie ridicată apa cu ajutorul pompei în instalații, Ca este cantitatea de apă necesară pentru efectuarea răcirii laptelui, Cl este cantitatea de lapte necesar a fi răcit (se consideră un efectiv de 250 de capete cu producția medie de 20 litri lapte/cap, mulsul efectuându-se de 2 ori pe zi.

Figura 22.3. Schema constructivă a răcitorului pentru lapte

Tabelul 22.1. Valori măsurate și calculate

Cantitatea de apă Ga, folosită pentru răcirea laptelui se determină cu relația:

[kg] (22.1)

în care cl este căldura specifică a laptelui iar ca este căldura specifică a apei [J/kg grad].

Pentru determinarea acestui parametru se măsoară temperaturile pentru diferite regimuri de răcire în echicurent sau contracurent, iar cantitatea de apă trecută prin răcitor se măsoară cu ajutorul debitmetrului. Se confruntă valoarea măsurată cu valoarea calculată, iar valorile se înscriu în tabelul 22.1.

Coeficientul de transmitere a călduri k se stabilește cu relația:

[W/m2grad] (22.2)

în care Δt este diferența medie logaritmică a temperaturilor conform relației:

(22.3)

în care Δt1 este diferența între temperatura laptelui și apei în partea superioară a răcitorului; Δt2 este diferența între temperatura laptelui și a apei în partea inferioară a răcitorului.

A este suprafața de răcire a răcitorului tronconic.

A = 2 . π . Rm . H [m2] (22.4)

iar : H = n . π . Ro [m] (22.5)

Valorile măsurate și calculate se vor înscrie în tabelul 22.2.

Puterea necesară pentru acționarea pompei de apă se va termina utilizând relația:

[kW] (22.6)

în care Ra este rezistența de deplasare a apei într-o secundă:

Ra = Ca · g [N/s] (22.7)

în care Ca este cantitatea de apă care se deplasează într-o secundă măsurat cu debitmetrul și cronometrul, [kg/s]; g este accelerația gravitație [m/s2]; Ha este înălțimea de ridicare a apei (măsurat pe instalație); η este randamentul pompei egal cu 0,7 – 0,9.

Valorile măsurate și calculate se vor înscrie în tabelul 22.2. și permit stabilirea corelației între parametrii constructivi ai răcitorului și regimul de răcire realizat.

Tabelul 22.2. Valorile măsurate și calculate

22.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Întocmirea schemei constructiv-funcționale a instalației de răcire cu indicarea circuitelor de lapte, apă, freon, ulei, aer.

2. Întocmirea schemei constructive a răcitorului de lapte cu indicarea cotelor măsurate.

3. Înscrierea valorilor măsurate pe instalație în tabelul 22.2.

4. Înscrierea valorilor calculate în tabelul 22.2.

5. Interpretarea rezultatelor cu indicarea valorilor pentru care se poate realiza regimul optim de funcționare.

23. Stabilirea regimului cinematic al mașinilor de tuns oi

23.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea unei corelații între viteza de avans a mașinii și viteza cuțitului la care productivitatea să fie maximă, iar suprafețele tăiate de mai multe ori, să fie minime.

Obiectivele lucrării

Înțelegerea funcționării, exploatării și mentenanței eficiente a mașinilor de tuns oi.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

mașina de tuns, viteza de deplasare a cuțitului

23.2. Considerații teoretice

Pentru întocmirea schemei constructive-funcționale a mașinii de tuns se are în vedere modul de dispunere a acesteia în cadrul standului pentru încercarea instalației de tuns.

Standul pentru încercarea instalației de tuns prezentat în figura 23.1., cuprinde un grup electrogen 1, compus dintr-un motor cu combustie internă 2 și un alternator sincron trifazat 3.

Grupul electrogen este suspendat pe un șasiu tubular 4, prevăzut cu un tablou de distribuție 5. De la grupul electrogen, prin intermediul unei rețele electrice mobile 6, se alimentează motorul electric asincron 7, care printr-o transmisie cu cablu flexibil 8, acționează mașina de tuns 9, prevăzută cu aparat de tăiere joasă la care este asigurată condiția:

S = 3 . t0 = t (23.1)

în care S este cursa cuțitului; t0 este pasul dinților pieptenului; t este pasul dinților cuțitului.

Pentru întocmirea schemei cinematice a mașini de tuns se vor determina o serie de elemente conform figurii 23.2., în care 2α1 este unghiul dinților pieptenului; 2α2 este unghiul dinților cuțitului; ρ1 este distanța (de la centrul de rotație al tijei la baza circomferinței tăișului cuțitului [m]; ρ2 este distanța de la centrul de rotație al tijei la punctul extrem al circomferinței; R este distanța de la centrul de rotație la centrul excentricului [m]; r este raza excentricului. Dispunerea pe schemă a cuțitului și a excentricului trebuie să corespundă poziției punctelor limită. Valorile măsurătorilor se vor înscrie în tabelul centralizator 23.1

Figura 23.1. Stand pentru încercarea mașinilor de tuns

1 – grup electrogen, 2 – motor cu combustie internă, 3 – alternator sincron trifazat,

4 – șasiu tubular, 5 – tablou de distribuție, 6 – rețea electrică mobilă,

7 – motorul electric asincron, 8 – transmisie cu cablu flexibil, 9 – mașina de tuns.

Figura 23.2. Schema constructivă a mașini de tuns

Tabelul 23.1. Valorile măsurate

23.3. Desfășurarea lucrării

La determinarea vitezei de deplasare a cuțitului se are în vedere că această viteză are o valoare „o” în punctele marginale, atingând valoarea maximă la mijlocul cursei cuțitului.

În scopul stabilirii acestei valori, se vor determina vitezele punctelor care reprezintă vârful și baza lamei cuțitului corespunzător diferitelor unghiuri de rotire a excentricului (figura 23.3.).

Viteza unui punct de pe baza lamei cuțitului se determină cu ajutorul relației:

[m/s] (23.2)

iar (23.3)

Viteza pentru punctele de pe vârful cuțitului va fi:

[m/s] (23.4)

Figura 23.3. Schema de determinare a vitezei cuțitului

Valorile vitezei punctelor de pe lama cuțitului se vor determina pentru rotiri ale excentricului de α = π/6, π/4, π/3 și π/2 radiani. Valorile corespunzătoare se vor trece în tabelul centralizator. Se vor indica apoi în diagrama care reprezintă variația diferitelor puncte (23.4).

Figura 23.4. Diagrama de variație

a vitezei cuțitului

Pentru simplificarea reprezentării se fac următoarele considerații: 0,5m/s = 1 cm pentru scara vitezelor; 0,2 cm (r) = 1cm pentru scara excentricității.

Pe diagrama vitezelor este necesar să se stabilească limitele în care este asigurată condiția de prindere a lânii de către cuțitul mașini de tuns. Cunoscând că încărcarea admisă pe cuțit F = 0,6 cm2 se determină avansul pentru o cursă a cuțitului:

[m] (23.5)

Viteza de avans va fi :

[m/s] (23.6)

Figura 23.5. Dispozitivul pentru determinarea diagramei de tăiere

Condiția de prindere a lânii va fi când:

[m/s] (23.7)

Se va trasa pe diagramă și intervalul în care este asigurată condiția de prindere. Valorile determinate se înscriu în tabelul 23.2.

Determinarea în mod practic a diagramei de tăiere la mașina de tuns se face cu ajutorul dispozitivului de laborator (figura 23.5.).

Figura 23.6. Diagramă înregistrată

cu dispozitivul de laborator

Dispozitivul cuprinde o masă suport pe care se fixează mașina de tuns 1, masa de înregistrare 2, mecanismul de transmitere a mișcării 3. Fixarea mașini pe masă se face pe doi suporți. Aparatul de tăiere este înlocuit prin plăci, una este prevăzută cu două canale în care se deplasează creioanele fixate pe cea de a doua placă. Presiunea creioanelor se realizează cu ajutorul unor resorturi prin intermediul șuruburilor.

Deplasarea hârtiei se face printr-un mecanism de transmitere prin curea.

În vederea înregistrării dispozitivului este prevăzut cu două perechi de rulouri și o masă pentru înregistrare.

Figura 23.7. Trusa mașinii de tuns oi

1 – cheie; 2 – cablu; 3 – lubrifiant; 4 – mașina de tuns; 5 – perie de curățat.

Figura 23.8. Mașină de tuns oi

1 – lamă ascuțită; 2 – pieptene; 3 – buton de reglare; 4 – comutator; 5 – ventilator;

6 – cablu.

Pentru efectuarea determinării se trasează inițial pe banda de hârtie milimetrică urmele vârfurilor degetelor cuțitului indicându-se valoarea avansului mașini și a cursei cuțitului, iar după aceea se efectuează înregistrarea. Pentru o diagramă se execută prin acționare manuală 4 – 6 curse complete.

Pe banda de hârtie se obțin contururile închise ale suprafețelor pe care s-a executat tăierea. Se vor hașura diferit suprafețele trecute de mai multe ori, cele trecute o dată și omisiunile. Schimbând roțile care transmit mișcarea rulourilor se va modifica viteza de avans. Măsurând viteza de rotație a ruloului ωR pentru fiecare regim și măsurând raza RR se determină viteza de avans vA. Se vor efectua înregistrări la diferite regimuri de lucru, comparându-se parametrii diagramei (suprafața tăiată o dată STo, de mai multe ori STM sau omisiunile SO.

Diagramele se vor afișa evidențiindu-se zonele cele mai reprezentative cât și coeficientul k:

(23.8)

Valorile obținute se înscriu în tabelul 23.3.

Tabelul 23.2. Valorile calculate teoretic

Trusa de tuns oi, din dotarea laboratorului, reprezentată în figura 23.7. are următorii parametri: putere electrică 320 W/ 230 V / 50 Hz, lățime foarfecă 76 mm, viteza lamei 2400 /min, 4 dinți superiori, lamă inferioară cu 13 dinți și greutatea totală de 2,95 kg.

Tabelul 23.3. Valori măsurate experimental

23.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Întocmirea schemei constructive a mașini de tuns. Măsurarea parametrilor constructivi și funcționali și înscrierea valorilor în tabelul 23.1.

2. Determinarea vitezei teoretice de tăiere și întocmirea diagramei care reprezintă variația vitezei diferitelor puncte.

3. Înscrierea datelor calculate în tabelul 23.2.

4. Înregistrarea diagramei reale de tăiere cu ajutorul dispozitivului de laborator pentru diferite regimuri ale vitezei de avans.

5. Prelucrarea diagramelor și înscrierea valorilor parametrilor în tabelul 23.2.

6. Interpretarea rezultatelor privind corelația dintre viteza de avans și viteza de tăiere pentru realizarea unui regim optim.

24. Determinarea regimului de funcționare a incubatoarelor pentru ouă

24.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea interdependenței între parametri constructivi și funcționali ai incubatoarelor pentru ouă și factorii fizicii ai incubației în vederea creșterii procentului de eclozionare.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare pentru exploatarea și mentenanța performantă a incubatoarelor pentru ouă.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

incubator, eclozionare

24.2. Considerații teoretice

Întocmirea schemei funcționale a incubatorului pentru ouă se va realiza prin figurarea lui la scară a principalelor elemente care compun incubatorul conform schemei reprezentate în figura 24.1. Se va reprezenta și legătura dintre elementele de reglaj și acționare a lor, compus din stelajele cu sertare pentru susținerea ouălor 1, ventilatorul 2, rezistențele de încălzire 3, orificiu pentru evacuarea aerului viciat 4, tavă cu apă 5.

Se va urmări circulația aerului proaspăt condiționat și a aerului viciat care se evacuează din ventilator.

Figura 24.1. Schema constructiv funcțională a incubatorului de volum tip dulap

1 – stelaje cu sertare pentru susținerea ouălor, 2 – ventilator, 3 – rezistențe de încălzire, 4 – orificiu pentru evacuarea aerului viciat, 5 – tavă cu apă.

24.3. Desfășurarea lucrării

În vederea stabiliri circuitului de comandă al elementelor care asigură realizarea factorilor fizici ai incubației, se analizează schema electrică de acționare a ventilatorului, rezistențelor de încălzire și elementelor de semnalizare corespunzător figura 24.2.

Stabilirea puterii necesare pentru acționare a ventilatorului se realizează prin măsurarea puterii cu ajutorul wattmetrului montat în cadrul trusei wattmetrice incluse în circuitul de alimentare a motorului electric. Valorile obținute se înscriu în tabelul 24.2. Determinarea puterii de acționare pe cale teoretică se realizează cu ajutorul relației:

[kW] (24.1)

în care Q1 este debitul ventilatorului [m3/s]; H este presiunea aerului datorită ventilatorului [N/m2]; ηv este randamentul ventilatorului.

Debitul și presiunea de aer al ventilatorului se determină cu relațiile:

[m3/s]

[N/m2] (24.2)

în care ω este viteza de rotație a rotorului [rad/s] (se stabilește cu tahometrul, valoarea înscriindu-se în tabelul centralizator 24.1.); d este diametrul ventilatorului [m] care se măsoară, ρ este densitatea aerului egală cu 2,3 N/m3; ψ este coeficientul de presiune al ventilatorului egal cu 0,08 – 0,18; estecifra caracteristică a ventilatorului. Se stabilește cu diagrama din figura 24.3. în funcție de ψ și ε, unde ψ este gradul mediu de finețe pentru profilul paletei egal cu 0,04.

Figura 24.2. Schema electrică

de acționare a incubatorului

Valoarea randamentului ηv se determină din diagrama 24.4. în funcție de  și ε. Datele măsurate și calculate se înscriu în tabelele 24.2 și 24.3.

În scopul stabilirii puterii necesare pentru încălzirea rezistențelor electrice se va stabili în primul rând regimul de lucru dat corespunzător perioadei de incubație cu ajutorul tabelului 24.1.

Figura 24.3. Diagrama σ = f(ηv)

Pentru realizarea regimului la care să lucreze incubatorul, se va regla distanța axului termostatului față de microcontactor, corespunzător indicațiilor de pe cadrul incubatorului. Se va deplasa capacul tăvii cu apă cunoscând că umiditatea minimă se va obține cu capacul tras în partea anterioară, iar cea maximă cu capacul împins la 25 – 30 cm spre partea posterioară.

Pentru obținerea corelației dintre umiditatea relativă care corespunde unei anumite perioade de incubație și temperatura din interior, se va citi temperatura indicată de termometrul umed cu ajutorul tabelului 24.4 la întocmirea căruia s-a ținut seama de deplasarea relativ al termometrelor.

Figura 24.4. Diagrama σ = f(ψ · ε)

Se va regla cantitatea de aer proaspăt introdus, prin deplasarea șuberului de la orificiul de evacuare situat deasupra incubatorului, urmărindu-se scara.

Măsurarea temperaturii și umidității, corespunzătoare pentru regimul dat, se face cu ajutorul termometrelor montate pe ușa incubatorului, verificate prin semnalizările indicate de becurile cu neon. Pentru măsurarea temperaturii medii a mediului ambiant se efectuează trei determinări pentru puncte diametral opuse din încăpere.

Tabelul 24.1. Tabel cu regimul optim de incubație

Puterea efectivă se măsoară cu wattmetrul inclus în circuitul de alimentare a rezistențelor.

Puterea necesară rezistențelor de încălzire se stabilește cu ajutorul relației:

[W] (24.4)

în care Q este căldura de transformare [J] iar t este timpul de încălzire [s] (minim 4 ore).

[J] (24.5)

în care Mi este masa elementului de ordinul i [kg]; Ci este căldura specifică a elementului de ordinul i [J/kg.grad]; tr este temperatura de regim din incubator conform cerințelor zootehnice (în grade); tma este temperatura mediului ambiant (grade).

ƩMi = Ʃms + Ʃmt + Ʃma + Ʃmo + k [kg] (24.6)

în care ms este masa unui stelaj; mt este masa tăvii; ma este masa apei din tavă; mo este masa unui ou care se introduce în incubator; k este coeficientul de majorare, reprezentând diferitele elemente montate în incubator. Căldura specifică a compartimentelor se determină din tabele.

În funcție de regimul de lucru, datele măsurate și calculate se înscriu în tabelul 24.2 și 24.3.

Tabelul 24.2. Tabel cu valori măsurate

Tabelul 24.3. Tabel cu valori măsurate și calculate

24.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Întocmirea schemei funcționale a incubatorului cu reprezentarea legăturilor dintre elementele de reglaj și acționare.

2. Măsurarea parametrilor constructivi și funcționali și înscrierea valorilor în tabelul 24.1.

3. Determinarea puterii efective și teoretice pentru acționarea ventilatorului incubatorului și înscrierea valorilor măsurate și calculate în tabelul 24.3.

4. Determinarea puterii efective și teoretice pentru încălzirea incubatorului cu ajutorul rezistențelor electrice și înscrierea valorilor măsurate și calculate în tabelul 24.3.

5. Interpretarea rezultatelor în lumina celor prezentate la punctul 1.

Tabelul 24.4. Parametrii funcționali

25. Determinarea gradului de omogenizare

la amestecătoarele de nutrețuri concentrate

25.1. Introducere

Scopul lucrării

Aprecierea corelației dintre proprietățile fizico-mecanice ale nutrețurilor și parametri constructivi și funcționali ai amestecătoarelor, în vederea alegerii regimului optim de amestecătoare la care gradul de omogenitate al amestecătorului să aibă valoare maximă.

Obiectivele lucrării

Înțelegerea procesului de omogenizarea a nutrețurilor pentru o exploatare eficientă a amestecătoarelor.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

amestecător, mixer, blender

25.2. Considerații teoretice

Procesul de amestecare a nutrețurilor concentrate, în vederea obținerii unui nutreț combinat se realizează în amestecătoare, unde masa tuturor componentelor este supusă unui ansamblu de mișcări în scopul modificării dispunerii particulelor, respectiv a deplasării fiecărui component în masa celorlalte componente într-un mod cât mai uniform, avându-se în vedere traiectoria complexă a fiecărei particule de material. Această deplasare este rezultanta a trei grupe de factori: proprietățile fizico-mecanice ale nutrețurilor supuse amestecării, parametrii constructivi și funcționali ai amestecătorului cât și factorii tehnologici, depinzând de regimul de amestecare.

25.3. Desfășurarea lucrării

Indicele calitativ de lucru și anume gradul de omogenitate  se exprimă în funcție de capacitatea de lucru Q, a amestecătorului și puterea necesară P, pentru acționarea acestuia.

În vederea determinării valorii lui  se utilizează un dispozitiv de laborator prezentat în figura 25.1, format dintr-o carcasă metalică de formă cilindrică 1, a cărei treime inferioară are o alură tronconică. În centrul acesteia se găsește transportorul elicoidal 2, care este protejat pe toată lungimea sa de un tub metalic 3. Transportorul este acționat de la un motor electric 4, prin intermediul unei transmisii cu curea trapezoidală 5, care joacă rol și de variator de turație, pentru stabilirea vitezei de rotații optime ω, al transportorului melcat.

Transportorul, pus în funcțiune, dislocă pe verticală de jos în sus o cantitate din materialul adus în interior în vederea omogenizării.

Figura 25.1. Dispozitivul pentru amestecarea nutrețurilor concentrate

1 – carcasă, 2 – transportor elicoidal, 3 – tub protecție, 4 – motor electric, 5 – curea,

6 – conductă evacuare, 7 – șuber, 8 – coș alimentare.

Evacuarea materialului se face printr-o conductă 6, situată în treimea inferioară a carcasei prin manevra unui șuber 7. Pentru efectuarea determinărilor:

– se introduc, în coșul de alimentare 8 al amestecătorului, nutrețurile concentrate având granulozitatea măcinișului (G) mai mic de 2 mm, numărul componentelor variind între 2 … 10. Înainte de introducerea componentelor se stabilesc principalele proprietății (masa volumică, granulozitatea, umiditatea etc.).

– se introduce componentul de control având granulozitatea G de 3 mm. Raportul inițial fiind 1/10 (o parte component de control și 10 părții nutreț măcinat) având proprietăți fizico-mecanice diferite;

– se fac determinări pentru diferite grade de umplere  a amestecătorului ψ = 0,5 … 0,75;

– se stabilesc diferite viteze de rotații ale șnecului, la care materialul antrenat să nu se proiecteze pe pereții amestecătorului sau să apară fenomenul de autoseparare. Pentru fiecare viteză de rotație ω, corespunzând unui timp de amestecare t, unde t = 3 … 30 minute;

– se acționează amestecătorul și în intervalul 0 … 30 minute, la fiecare 3 minute se iau câte 10 probe conform metodei alegerii întâmplătoare. Probele se iau cu ajutorul unei sonde metalice.

– probele recoltate sunt supuse procesului de separare prin cernere, cu ajutorul dispozitivului prezentat în figura 16.4, fiind echipat cu site având diametrele orificiilor de 1,2 și 3 mm;

– se cântărește cantitatea de material reținută pe sita cu diametrul orificiilor de 2 mm, reprezentând componentul de control din partea respectivă;

– cu ajutorul cantității componentul de control se determină media alegerii întâmplătoare astfel:

(25.1)

în care xi este cantitatea componentului de control din probă [g] iar n este numărul probelor pentru același timp de amestecare. Valorile obținute se trec în tabelul 25.1.

– Valoarea abaterii medii pătrate  se stabilește conform relației:

(25.2)

Tabelul 25.1.Valorile măsurate pentru cantitatea componentului de control

– Coeficientul relativ de variație se determină cu relația:

(25.3)

– gradul de omogenitate al amestecătorului λ, se determină prin relația:

λ = 1000 – v [%] (25.4)

Datele obținute în urma măsurătorilor și calculelor se înscriu în tabelul 25.2.

Tabelul 25.2. Valorile calculate ale gradului

de omogenitate al amestecătorului

Efectuarea determinării capacității de lucru Q, amestecătorului se face avându-se în vedere procesul de lucru intermitent.

– pentru capacitatea de lucru efectivă se cântărește proba introdusă în vederea amestecării;

– se cronometrează timpul de încărcare, de amestecare și de descărcare a amestecătorului, stabilindu-se capacitatea amestecată în unitatea de timp;

– pentru capacitatea de lucru teoretică:

[kg/s] (25.5)

în care M este masa supusă amestecării [kg] iar T este durata unei șarje [s]:

M = V . γ . ψ [kg] (25.6)

în care V este volumul amestecătorului [m3], determinat conform gabaritelor geometrice; γ este masa volumică a produselor [kg/m3], se stabilește pe baza maselor ponderate, avându-se în vederea procentul de participare pentru fiecare produs; este coeficientul de umplere a amestecătorului, conform regimului de lucru stabilit:

T = t1 + t2 + t3 [s] (25.7)

în care t1 este timpul de încărcare, t2 este timpul de lucru, iar t3 este timpul de descărcare.

Datele obținute în urma măsurătorilor și calculelor se înscriu în tabelul 25.3. Puterea efectivă absorbită de motorul electric pentru acționarea amestecătorului se determină cu ajutorul punții wattmetrice incluse în circuitul de alimentare a motorului electric, iar valorile măsurate pentru diferite regimuri de amestecare se înscriu în tabelul 25.3.

Tabelul 25.3.Valorile măsurate și calculate privind indicii

de exploatare ai amestecătorului

Puterea teoretică se determină cu ajutorul relației:

[kW] (25.8)

în care Qc este forța necesară pentru transportul și amestecarea produselor [N/s]; h este înălțimea de lucru al amestecătorului [m]; W este coeficientul care ține cont de caracteristicile amestecătorului, fiind egal cu 0,75; ηM este randamentul mecanic al transmisiei, fiind egal cu 0,8.

Qo = Q . g [N/s] (25.9)

în care Qo este capacitatea de lucru [kg/s] iar g este accelerația gravitațională [m/s2].

Cunoscându-se influența diferiților parametri asupra procesului complex de amestecare, se poate alege regimul optim de amestecare, în care gradul de omogenitate  să aibă valoarea maximă, concomitent cu un consum specific de energie E, cât mai redus:

[kWh/tprodus] (25.10)

25.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Recoltarea probelor de amestecare pentru diferite regimuri de amestecare în funcție de timpul de amestecare. Evidențierea caracteristicilor de bază a produselor care se amestecă.

2. Stabilirea prin cernere a cantității componentelor de control pentru diferite regimuri de amestecare în funcție de timp și înscrierea datelor în tabelul 25.1.

3. Calculul valorilor mediei întâmplătoare, a abaterii medii pătrate, coeficientul relativ de variație și gradul de omogenitate pentru diferite regimuri de amestecare și înscrierea valorilor în tabelul 25.2.

4. Stabilirea valorii capacității de lucru efective și teoretice cât și a puterii efective și teoretice alături de gradul de omogenitate a amestecului pentru diferite regimuri de lucru. Înscrierea datelor măsurate și calculate în tabelul 25.3.

5. Realizarea reprezentărilor grafice λ = f(Q, P, t, ψ). Se variază câte un parametru, restul se mențin constanți.

6. Interpretarea rezultatelor și prezentarea concluziilor.

26. Determinarea vâscozității nutrețurilor semi-păstoase

26.1. Introducere

Scopul lucrării

Determinarea corelației dintre proprietățile fizico-mecanice ale amestecurilor de nutrețuri vâscoase și parametrii constructivi și funcționali ai omogenizatoarelor în vederea proiectării și exploatării raționale la care valorile indicilor de exploatare să fie optime.

Obiectivele lucrării

Înțelegerea fenomenelor de amestecare a fluidelor semi-păstoase utilizate în hrana animalelor pentru o exploatare optimă a utilajelor.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

nutreț, vâscozitate, păstos

26.2. Considerații teoretice

Din punct de vedere hidrodinamic procesul de amestecare al nutrețurilor semi-păstoase constă în curgerea unui flux de lichid în jurul unui corp. Pe măsură ce crește viteza apar forțele de inerție. Stratul limită se desprinde de pe suprafața corpului pentru omogenizare atât la pornire cât și în perioada de lucru.

Viteza maximă se observă la extremitate, iar conform ecuației lui Bernoulli, se va realiza o presiune mai mică față de lichidul din interior.

Figura 26.1. Schema procesului de amestecare

Datorită faptului că amestecarea se realizează cu ajutorul paletelor, diferența de presiune dintre partea de afluență a fluxului pe paletă și partea opusă acestuia, trebuie să fie învinsă de forța aplicată la arborele agitatorului.

Avându-se în vedere cerințele tehnologice privind realizarea amestecurilor semi-păstoase, se poate aplica relația lui Einstein:

[N.s/m²] (26.1.)

în care: ηsuspensie, respectiv ηlichid, sunt coeficienții de vâscozitate dinamică ale suspensiei, respectiv ale lichidului, iar coeficientul reprezintă raporturile de participare în amestec , Vu fiind volumul părții uscate iar Vt este volumul total.

Coeficientul de vâscozitate dinamică este definit ca fiind forța de frecare dintre două straturi cu secțiunea egală cu unitatea, pentru un gradient de viteză egal cu unitatea. Unitatea de măsură în SI se poate deduce din legea lui Newton și este [N.s/m²], unitatea derivată este Poiseuille [P].

Deoarece în amestecurile de nutrețuri semi-păstoase apar particule mari pentru care vâscozitatea dinamico-cinematică nu poate fi determinată cu precizie cu vâscozimetre de tip clasic, se utilizează un vâscozimetru neconvențional care se bazează pe măsurarea unghiului de demaraj care apare între arborele omogenizatorului cu palete și manivela de acționare a vâscozimetrului și apoi exprimarea valorii citite cu ajutorul unui coeficient de echivalență printr-un moment de torsiune.

26.3. Desfășurarea lucrării

Dispozitivul de laborator, figura 26.2., este format dintr-un vas cilindric 1, în interiorul căruia este montat axul inferior 2, prevăzut cu patru palete 3, înclinate cu un unghi de 125°. Pentru ca frecarea să fie cât mai mică, axul se rotește în două bucșe de bronz. În prelungirea axei geometrice a arborelui inferior se găsește un arbore superior 4, care se rotește într-un lagăr din bronz. Antrenarea arborelui superior se face de la o manivelă 5. Elementul de legătură dintre cei doi arbori este arcul 6 fixat în crestăturile arborelui.

În cazul întâmpinării rezistenței datorită arcului de torsiune care permite rotirea celor doi arbori, arborele superior rămâne în urmă cu un unghi α.

Momentul de torsiune (Mt) se determină cu ajutorul relației:

Mt = G • 1 = α • φ (26.2.)

în care G este greutatea totală (10 N); l este lungimea brațului de acționare (0,2 m); φ este unghiul de rotire dintre cei doi arbori sub acțiunea greutății de 1 kg (50°); α este coeficientul de echivalență (0,04 Nm).

Figura 26.2. Dispozitivul pentru determinarea momentului de torsiune

1 – vas, 2 – ax inferior, 3 – palete,

4 – ax superior, 5 – manivela, 6 – arc.

Pentru efectuarea determinărilor:

– se cântăresc componentele semi-păstoase, respective pulverulente, pentru care urmează să se determine vâscozitatea și se introduce în cuva dispozitivului;

– se determină masa volumică ponderată a componentelor utilizându-se vase cu volum etalonat (valorile obținute se înscriu în tabelul 26.1.);

– se imprimă arborelui cu palete o viteză de rotație ω = 25 … 3,5 rad/s, citindu-se la pornire, respectiv în timpul funcționării, pe scara gradată a dispozitivului, numărul de diviziuni corespunzător unghiului de defazaj;

– cu ajutorul coeficientului de echivalență (α = 0,04) se stabilesc valorile momentelor de torsiune.

Tabelul 26.1. Valorile măsurate

Efectuarea determinării puterii necesare pentru omogenizatorul de nutrețuri semipăstoase se realizează cu ajutorul relației:

Pp = Mp . ω [N.m] (26.3)

respectiv:

Pf = Mf . ω [N.m] (26.4)

în care Mp, respectiv Mf, reprezintă momentul de torsiune la pornire, respectiv în timpul funcționării (valori înscrise în tabelul 26.1), iar ω este viteza de rotație a arborelui dispozitivului.

Pentru stabilirea vâscozității amestecului se folosește criteriul de similitudine hidrodinamică pentru cifra Reynolds modificat și anume:

(26.5)

Legătura dintre puterea necesară pentru amestecare și cifra Reynolds este dată de relația:

(26.6)

în care P este puterea necesară pentru antrenare; ρ este masa volumică a amestecului; ω este viteza de rotație a arborelui; d este diametrul agitatorului.

În acest sens se stabilește prin calcul valoarea relației:

(26.7)

atât pentru pornire, cât și pentru funcționare. Utilizându-se graficul din figura 26.3. se stabilește valoarea lui lg Re, iar din calcul pe cea a lui Re. Folosind aceste valori, tot pe baza criteriilor de similitudine hidrodinamică, se calculează vâscozitatea dinamică a materialului folosindu-se relația:

(26.8)

Determinarea se va face pentru regimul de pornire, cât și pentru cel din timpul funcționării.

Figura 26.3. Graficul de determinare a vâscozității

Tabelul 26.2. Valorilele obținute

26.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Determinarea proprietăților pentru produsele a căror vâscozitate se determină și înscrierea valorilor în tabelul 26.1.

2. Stabilirea momentului de torsiune în cazul omogenizării diferitelor produse cu ajutorul coeficientului de echivalență și înscrierea valorilor în tabelul 26.1.

3. Stabilirea prin calcul a puterii necesare pentru acționare și utilizând graficul construit pe baza criteriilor de similitudine hidrodinamică a valorilor lui ReM și a vâscozității dinamice η.

4. Reprezentarea grafică η = f(ρ, ω, momentul omogenizării), pentru cazul când se variază câte un parametru, restul se menține constant.

5. Interpretarea rezultatelor în lumina scopului indicat la 1 și prezentarea concluziilor.

27. Determinarea indicilor de exploatare la bateria pentru creșterea păsărilor

27.1. Introducere

Scopul lucrării

Aprecierea eficienței tehnologice de creșterea păsărilor în baterii prin corelarea parametrilor constructivi și funcționali ai bateriei cu cerințe zootehnice impuse de tehnologia de creștere a păsărilor în baterii, în vederea obținerii indicilor de exploatare la valori optime.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor necesare pentru o exploatare optimă și o mentenanță eficientă a bateriilor pentru creșterea păsărilor.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

baterie creștere păsări

27.2. Considerații teoretice

În vederea asigurării unei eficiențe ridicate în cadrul aviculturii intensive cu caracter industrial, contenționarea păsărilor se realizează în baterii cu cuști prevăzute cu dotările necesare creșterii raționale a păsărilor.

Felul în care parametrii acestor echipamente se corelează cu cerințele zootehnice ale producției avicole se poate crește eficiența tehnologiei de mecanizare a lucrărilor în baterii. În vederea stabilirii acestor parametrii se utilizează un stand de laborator reprezentând un modul de baterie cu echipament complet, montat pe un cadru mobil și acționat de la un cap de comandă.

27.3. Desfășurarea lucrării

Standul din figura 27.1. cuprinde o construcție metalică 1, sub formă de plasă de sârmă galvanizată având pereți laterali, plafon și delimitând cușca pentru adăpostirea păsărilor. Cuștile sunt dispuse pe cadru pe trei nivele. Furajarea se face printr-un dispozitiv tip cărucior 2, care se deplasează pe calea de rulare 3, acționat prin cablul de tracțiune 4. Adăparea se face printr-o adăpătoare cu picurător 5, racordat la rețea. Evacuarea dejecțiilor se realizează cu ajutorul unei lame răzuitoare 6, acționată prin intermediul unui cablu 7. Ouăle se rostogolesc pe podeaua 8, de unde sunt colectate manual. Acționarea tuturor echipamentelor se face de la un cap de comandă 9. Cadrul metalic este montat pe patru roți care permit deplasarea modulului de baterie în vederea efectuării încercărilor.

În vederea determinării capacității teoretice de lucru al echipamentului de hrănire se efectuează următoarele operațiuni:

– se stabilesc parametrii constructivi și funcționali ai echipamentului pentru administrarea hranei. Valorile măsurătorilor se înscriu în tabelul 27.1.

– capacitate teoretică se determină cu ajutorul relației:

Qh = bj . hj . vc . γ . K0 . Kl [kg/s] (27.1.)

în care bj este lățimea jgheabului de hrănire; hj este înălțimea stratului de material din jgheab; vc este viteza liniară de deplasare a căruciorului pentru transportul hranei; γ este masa volumică ponderată a nutrețului combinat transportat; Ko este coeficientul care ține seama de frecarea căruciorului pe calea de rulare, egal cu 0,6; K1 este coeficient care ține seama de frecarea materialului în jgheab, egal cu 0,5.

Figura 27.1. Schema constructivă a standului pentru

încercarea bateriei de creștere a păsărilor

1 – construcție metalică, 2 – cărucior, 3 – cale de rulare, 4 – cablu de tracțiune,

5 – picurător, 6 – lame răzuitoare, 7 – cablu acționare, 8 – podea, 9 – cap de comandă,

10 – roți transport.

Tabelul 27.1. Valorile măsurate

În vederea determinării capacității efective a echipamentului de administrarea hranei, se cântărește materialul depus pe un metru liniar de jgheab, iar prin cronometrarea timpului de deplasare a căruciorului pe calea de rulare se calculează viteza de deplasare a acestuia. Valorile capacității teoretice și efective se înscriu în tabelul 27.2. Pentru determinarea capacității teoretice de lucru a echipamentului de evacuare a dejecțiilor se stabilesc parametrii constructivi și funcționali pentru lama răzuitoare și cablul de acționare. Valorile se înscriu în tabelul 27.3.

Tabelul 27.2. Valorile calculate

Tabelul 27.3. Valorile măsurate

Capacitatea teoretică se determină cu relația:

[kg/s] (27.2.)

în care Md este masa materialului transportat la o cursă iar T este timpul dintre două curse;

M = V . γ [kg] (27.3.)

în care V este volumul transportat; γ este masa volumică a dejecțiilor:

V = L . l . h . K (27.4.)

în care L este lungimea parcursului; l este lățimea lamei; h este înălțimea stratului de material; K este coeficientul de umplere a lamei egal cu 0,35.

Pentru determinarea capacității efective pentru echipamentul de evacuare a dejecțiilor se cronometrează timpul de acționare a lamei, se măsoară lungimea spațiului parcurs de aceasta pentru curățarea planșeului, determinându-se viteza de deplasare. Totodată se determină cantitatea de dejecții pe metru liniar de planșeu. Valorile măsurate și calculate pentru punctele 27.3. și 27.4. se înscriu în tabelul 27.4.

Tabelul 27.4. Valori calculate

Consumul specific de energie pentru acționarea celor două echipamente se determină cu relația:

[kWh/t] (27.5.)

pentru echipamentul de hrănire, respectiv:

[kWh/t] (27.6.)

pentru echipamentul de evacuare a dejecțiilor.

Pentru măsurarea puterii se utilizează puntea wattmetrică inclusă în circuitul de alimentare a motorului electric pentru acționarea cablului lamei răzuitoare sau a căruciorului de administrare a hranei.

Valorile măsurate și calculate se înscriu în tabelul 27.5.

Tabelul 27.5. Valori măsurate și calculate

Pentru determinarea coeficientului de utilizare a adăpătorului se determină debitul ca funcție a variației presiunii apei la rețea, utilizându-se dispozitivul de măsurare din figura 17.4. Adăpătoarea se racordează la rețeaua 4 a dispozitivului. Se determină coeficientul de utilizare Ku cu ajutorul formulei 17.2., ținând seama de consumurile specifice de apă ale păsărilor din baterii, conform metodicii de lucru indicate în lucrarea nr. 17. Valorile măsurătorilor și calculelor se înscriu în tabelul 27.6.

27.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Măsurarea parametrilor constructivi și funcționali pentru echipamentul de administrare a hranei și înscrierea valorilor în tabelul 27.1.

2. Stabilirea capacității teoretice și efective a echipamentului de hrănire. Înscrierea valorilor în tabelul 27.2.

3.Măsurarea parametrilor constructivi și funcționali ai echipamentului de evacuare a dejecțiilor. Înscrierea valorilor în tabelul 27.3.

4. Stabilirea capacității teoretice și efective pentru echipamentul de evacuare a dejecțiilor. Înscrierea valorilor în tabelul 27.4.

5.Stabilirea puterii efective pentru acționarea celor două echipamente și calculul consumului specific de energie. Înscrierea valorilor în tabelul 27.5.

6. Stabilirea parametrilor de administrare a apei, calculul coeficientului de utilizare a adăpătorilor. Înscrierea valorilor în tabelul 27.6.

7. Interpretarea corelației dintre parametrii de calcul și cerințele impuse de tehnologia de creștere a păsărilor în baterii.

28. Determinarea parametrilor transportorului spiromatic

28.1. Introducere

Scopul lucrării

Stabilirea corelației optime dintre valorile parametrilor constructivi și funcționali ai transportorului spiromatic și proprietățile fizico-mecanice ale materialelor transportate în vederea obținerii eficacității maxime.

Obiectivele lucrării

Însușirea cunoștințelor referitoare la particularitățile funcționării transportorului spiromatic folosit în zootehnie.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

transportor melcat, transportor spiromatic

28.2. Considerații teoretice

Transportorul spiromatic face parte din categoria transportoarelor cu acțiune continuă de tip elicoidal la care organul de transport este reprezentat prin două sau trei spirale elicoidale din material anticorosiv asigurând deplasarea, dozarea și încărcarea sarcinilor. Datorită proprietăților diferite ale sarcinilor care se transportă, cât și a modului de construcție a organului de lucru, indicii de exploatare au valori diferite determinate de complexitatea parametrilor care le caracterizează. În vederea determinării acestor parametri se utilizează un stand de laborator (figura 28.1).

28.3. Desfășurarea lucrării

Standul cuprinde un coș alimentare 1, prevăzut cu șuber pentru reglarea debitului, un tub 2, din material plastic cu diametrul variabil suspendat pe un suport de susținere 3, în interiorul căruia este montat spirala din sârmă 4, cu diametrul și pasul. La extremitate se găsește un jgheab de evacuare a materialului 5. Acționarea spirei se realizează de la motorul electric 6, prin intermediul reductorului 7.

Figura 28.1. Schema standului echipat cu transportor spiromatic

1 – coș alimentare, 2 – tub, 3 – suport de susținere, 4 – spirala,

5 – jgheab de evacuare, 6 – motorul electric, 7 – reductor.

Pentru efectuarea determinărilor:

– se efectuează măsurătorile parametrilor pentru tipul constructiv încercat. Valorile măsurătorilor se înscriu în tabelul 28.1.

– se determină unele proprietăți ale produsului supus transportului, și anume umiditatea, granulozitatea și masa volumică, valorile măsurătorilor se înscriu, în tabelul 28.2.

– se stabilește capacitatea de lucru efectivă, cronometrând timpul și cântărind materialul transportat pentru un regim de lucru dat. Valorile măsurătorilor se înscriu în tabelul 28.3.

– se măsoară puterea consumată pentru diferite regimuri de lucru cu ajutorul punții watt-metrice incluse în circuitul de alimentare a motorului. Valorile măsurătorilor se înscriu în tabelul 28.3.

Tabelul 28.1. Valorile măsurate

Tabelul 28.2. Valorile proprietăților produsului

Tabelul 28.3. Valorile măsurate pentru indicii de exploatare

Pentru stabilirea legilor de variație ale procesului de lucru este necesară reprezentarea analitică a rezultatelor experimentale sub forma unei funcții prezentată în relația 28.1.

y = y (x) (28.1)

în care x este variabila independentă (adică turația spirei), iar y este variabila dependentă – adică productivitatea transportorului spiromatic este dată de relația 28.2.

Q = Q(n) (28.2)

în care Q este productivitatea iar n este turația spirei.

Pentru orz, dependența este exprimată prin ecuația 28.3.

y = ax + b (28.3)

Calculul parametrilor se rezolvă prin metoda celor mai mici pătrate, deci se obține sistemul de ecuații 28.4.

(28.4)

Pentru porumb dependența se exprimă prin ecuația 28.5.

y = ax2 + bx (28.5)

Folosind pentru rezolvare tot metoda celor mal mici pătrate, sistemul ecuațiilor va avea forma prezentată în relația 28.6.

(28.6)

Se vor modifica atât produsele supuse transportului, cât și turația spirei calculându-se capacitatea de lucru teoretica în funcție de acești parametri.

Pentru determinarea coeficientului de umplere a transportorului se utilizează relația 28.7.

(28.7)

în care Q este capacitatea teoretică determinată anterior, Φsp este diametrul exterior al spirei, ts este pasul spirei, ω este viteza de rotație a spirei, ρ este masa volumică a materialului, Kv este coeficientul de viteză (0,35 … 0,45).

Valorile lui Ku pentru diferitele regimuri de lucru se trec în tabelul 28.3.

28.4. Concluzii

Finalizarea lucrării de laborator presupune realizarea următorilor itemi :

1. Efectuarea măsurătorilor parametrilor transportorului pentru diferite variante constructive și înscrierea valorilor în tabelul 28.1.

2. Efectuarea măsurătorilor privind proprietățile fizico-mecanice ale materialelor și înscrierea valorilor în tabelul 28.2.

3. Stabilirea capacității de lucru și a puterii efective pentru diferite regimuri de lucru și înscrierea valorilor în tabelul 28.3.

4. Obținerea pe baza sistemelor de ecuații indicate a funcției Q = Q(n) pentru diferite regimuri de lucru și înscrierea valorilor pentru capacitățile de lucru teoretice în tabelul 28.3.

5. Stabilirea pentru aceleași regimuri a coeficientului de umplere a transportorului și înscrierea valorilor în tabelul 28.3.

6. Se vor sintetiza rezultatele prin interpretarea corelației dintre factorii enumerați pentru regimul optim de lucru.

29. Aparate electrice pentru măsurarea mărimilor electrice

și neelectrice

29.1. Introducere

Scopul lucrării

Pentru înțelegerea corectă a funcționării mașinilor și instalațiilor este obligatorie familiarizarea studenților cu procesele și tehnicile de măsurare. Este necesară cunoașterea, identificarea și utilizarea aparatelor cu ajutorul cărora se măsoară parametrii electrici și neelectrici.

Obiectivele lucrării

Prezentarea noțiunilor legate de măsurarea mărimilor electrice și neelectrice în tehnică. Prezentarea metodelor și aparatelor folosite pentru măsurarea mărimilor electrice și a unor mărimi neelectrice. Să formeze studenților deprinderea de a folosi corect principalele aparate electrice de măsurat mărimi electrice și neelectrice.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

voltmetru, ohmmetru, multimetru, anemometru, tahometru, luxmetru

29.2. Considerații teoretice

Măsurările pot fi clasificate după mai multe criterii. Clasificarea după natura mărimii măsurate este : electromecanice, electrotermice, electrooptice, etc. O altă clasificare a mărimilor măsurate este : mărimi de circuit, mărimi de câmp și mărimi de material. Mărimile electrice din punct de vedere al măsurătorilor sunt :

– mărimi de gradul 0 (rezistență, inductanță, impedanță),

– mărimi de gradul 1 (tensiune, curent),

– mărimi de gradul 2 (putere, energie).

Ca și în alte domenii și în cel al măsurătorilor electrice se distinge dualitatea: metodă – aparat (de măsurare) sau software – hardware. Dezvoltarea lor este în general paralelă. Definirea acestora este :

– software : reprezintă ansamblul metodelor, tehnicilor și procedeelor de măsurare, corectă alegere și utilizare a aparaturii, evaluarea erorilor de măsurat etc.

– hardware : reprezintă ansamblul mijloacelor de măsurare a aparatelor și circuitelor componente, tehnologia și construcția aparaturii de măsurat.

29.2.1. Procesul de măsurare

Scopul măsurării este obținerea a unei informații cantitative asupra anumitor proprietăți ale unui obiect sau sistem și exprimarea ei sub o formă adecvată pentru utilizator. Ansamblul operațiilor care se execută în vederea obținerii rezultatului măsurării constituie procesul de măsurare.

Procesul de măsurare conține următoarele elemente principale: măsurandul (mărimea de măsurat), metoda de măsurare, aparatul de măsurat și etalonul. În funcție de natura, precizia și scopul măsurări, aceste elemente au o importanță relativă diferită. Ele determină marea varietate a măsurărilor în general și a măsurărilor electrice în particular.

1. Măsurandul – nu toate proprietățile unui obiect sau ale unui sistem sunt măsurabile. O primă condiție de măsurabilitate este ca mărimea să constituie o mulțime ordonabilă, adică o mulțime în care să se poată defini relațiile de egal, mai mic și mai mare între elementele ei.

2. Metoda de măsurare – prezența mărimii de referință (a etalonului), chiar dacă uneori este mai puțin evidentă, este indispensabilă. Se pot deosebi măsurări prin comparație simultană și măsurări prin comparație succesivă.

3. Aparatul de măsurat – în general, mărimea de ieșire depinde nu numai de mărimea de intrare, ci și de alte mărimi care influențează aparatul. Aceste mărimi sunt numite mărimi de influență. Cele mai obișnuite sunt mărimile caracteristice mediului în care se face măsurarea : mărimi perturbatoare electromagnetice și mărimi proprii obiectului supus măsurării.

4. Etalonul – unicitatea și conformitatea măsurărilor, în orice loc și la orice moment, reclamă un sistem de etaloane care să asigure: generarea principiilor unității de măsură, menținere acestor unități de măsură și corelarea între ele a unităților de măsură. Aceste trei operații fundamentale în activitatea metrologică se efectuează în mod corespunzător cu următoarele trei categorii de etaloane: de definiție, de conservare și de transfer.

Clasificarea aparatelor de măsură se poate face după :

– mărimea măsurată: galvanometre, ampermetre, voltmetre, ohmmetre, wattmetre, frecvențmetre, contoare, punți (de rezistențe, de capacități, de inductivități) etc.;

– construcție : există dispozitive pentru obținerea unei singure interacțiuni (simple) sau pentru producerea a două interacțiuni (cupluri) de sensuri contrare (logometre);

– principiul de funcționare : dispozitive magnetoelectrice, feromagnetice, electrodinamice, de inducție, termice, electrostatice, cu vibrații, magnetoelectrice cu redresoare, magnetoelectrice cu termoelemente etc.

29.2.2. Măsurarea tensiunii și curentului continuu

Tensiunea continuă și curentul continuu sunt mărimi a căror măsurare este necesară atât în sisteme de transmitere a energiei electrice cât și în cele de transmitere a informației pe suport electric. Metodele de măsurare pot fi :

1. cu generatoare de tensiune de referință – în cazurile simple în care generatorul de tensiune de referință trebuie să debiteze un curent neglijabil se pot folosi elemente normale sau circuite cu diode Zenner, care furnizează o tensiune de referință fixă. În cazurile în care este necesar ca generatorul de tensiune de referință să debiteze un curent apreciabil fără să-și modifice tensiunea de ieșire se recurge la stabilizatoare de tensiune calibrate speciale.

2. metoda compensării complete – constă în măsurarea tensiunii continue printr-un procedeu de zero, echilibrând tensiunea de măsurat Ux cu o tensiune cunoscută Ue egală cu Ux, obținută prin trecerea fie a unui curent constant printr-un rezistor variabil, fie a unui curent variabil printr-un rezistor constant.

3. metoda compensării incomplete (cu voltmetre diferențiale) – este o metodă diferențială, constând în măsurarea cu un voltmetru indicator a diferenței dintre tensiunea necunoscută și o tensiune de compensare reglabilă, cunoscută, rezultă că tensiunea de măsurat este egală cu tensiunea de compensare + tensiunea măsurată cu voltmetrul indicator.

29.2.3. Măsurarea tensiunii și curentului alternativ

Tensiunea și curentul alternativ se măsoară cu precizie mare la frecvențe între 10 Hz și 10 GHz. Din punct de vedere al comportării globale, un semnal alternativ în regim staționar poate fi caracterizat prin valoare efectivă, valoare medie și valoare de vârf. Valoarea efectivă a unei tensiuni alternative este egală cu valoarea unei tensiuni continue care ar dezvolta o putere medie egală în aceeași rezistentă. Valoarea medie a unei tensiuni alternative este valoarea medie în timp a modulului tensiunii. Valoarea de vârf a unei tensiuni alternative este valoarea instantanee de modul maxim a tensiunii. Metodele de măsurare pot fi :

1. măsurarea tensiunii și curentului alternativ prin comparare – cea mai precisă măsurare a tensiunii alternative și a curentului alternativ se poate face prin comparare cu mărimea continuă corespunzătoare observând egalitatea efectelor termice, electrodinamice sau altele asupra unui element sensibil la aceste efecte. Metoda se numește comparare c.a. – c.c., elementul sensibil se numește element de transfer c.a. – c.c., iar aparatul bazat pe această metodă este un comparator c.a. – c.c.

2. măsurarea tensiunii alternative prin conversiune c.a. – c.c. – în practică măsurarea prin comparare c.a. – c.c. se folosește numai la calibrarea aparatelor și în măsurări speciale, de mare precizie. Măsurarea tensiunii alternative se face prin conversiune c.a. – c.c. cu ajutorul unui convertor c.a. – c.c. care furnizează la ieșire o tensiune continuă egală sau proporțională cu valoarea efectivă, valoarea medie sau valoarea de vârf a tensiunii alternative de intrare.

3. metode de raport aplicate la măsurările în curent alternativ – metodele de raport pot atinge precizii mai bune decât ale măsurărilor similare în c.c. datorită dispozitivelor inductive de raport (DIR). Transformatorul este unul din dispozitivele inductive fundamentale care poate fi folosit ca transformator de tensiune sau ca transformator de curent. Divizorul inductiv este un alt dispozitiv fundamental utilizabil pentru a genera sau a compara două tensiuni sau doi curenți într-un raport dat.

29.2.4. Măsurarea puterii

Măsurarea puterii constituie una din puținele măsurări electrice care poate fi efectuată în întregul spectru de frecvență al mărimilor electromagnetice din curent continuu până la frecvențele de racordare cu spectrul radiațiilor infraroșii.

Figura 29.1. Contor monofazat

Puterea măsurată este fie puterea absorbită de aparatul de măsurat de la un generator fie puterea transmisă pe un circuit de la un generator la o sarcină, ambele exterioare aparatului. În primul caz măsurarea se face cu un wattmetru de absorbție iar în al doilea caz cu un wattmetru de trecere.

Figura 29.2. Wattmetru monofazat

1. Măsurarea puterii absorbite – măsurarea puterii absorbite se execută în cazurile în care este necesar să se determine puterea pe care o poate debita un generator, sau un alt sistem de generare și/sau de transmitere a puterii, pe o sarcină specificată. Măsurarea puterii absorbite în audiofrecvență se efectuează cu aparatele specializate numite wattmetre de ieșire.

2. Măsurarea puterii transmise – pentru măsurarea puterii transmise este necesară multiplicarea tensiunii și a curentului urmată de medierea produsului obținut.

3. Măsurarea energiei – oricare din aparatele de măsurat puterea activă poate fi utilizat pentru măsurarea energiei (active), dacă se integrează în timp mărimea de ieșire a aparatului. Contoarele electromecanice utilizate în prezent sunt bazate pe multiplicatorul cu inducție. Contoarele electronice s-au oprit la multiplicatorul cu modulație în amplitudine și durată care le asigură o precizie superioară tuturor contoarelor electromecanice cunoscute.

29.2.5. Măsurarea tensiunilor continue cu voltmetrul

Pentru măsurarea tensiunilor se folosesc aparate numite voltmetre sau, după multiplii și submultiplii voltului, milivoltmetre, kilovoltmetre, etc. Un voltmetru se conectează, într-un circuit, între două puncte între care se dorește să se măsoare valoarea tensiunii electrice în montaj paralel față de receptor.

Clasificarea voltmetrelor :

voltmetre analogice (cu ac indicator), care la rândul lor pot fi :

– electromecanice;

– electronice;

voltmetre numerice sau digitale (cu afișare numerică);

voltmetre compensatoare.

Măsurarea tensiunilor continue se poate face utilizând oricare din următoarele tipuri de voltmetre: magnetoelectrice, electrodinamice, feromagnetice, electrostatice, electronice analogice sau electronice numerice.

Precizia măsurării depinde de indicele clasei de precizie al voltmetrului utilizat și de alegerea intervalului de măsurare. În mod obișnuit aparatele magnetoelectrice sunt cele care au clasa de precizie cea mai mică.

29.2.6. Măsurarea rezistențelor cu ajutorul ohmmetrului

A. Ohmmetrul analogic

Ohmmetrele analogice sunt aparate electrice destinate măsurării rezistenței electrice, la care citirea valorii rezistenței de măsurat se face cu ajutorul unui aparat indicator analogic. Din această categorie fac parte ohmmetrele uzuale cu schema serie sau paralel și ohmmetrele electronice. Acestea din urmă sunt compuse dintr-un convertor rezistență electrică tensiune electrică, realizat cu un amplificator operațional și un aparat indicator analogic. La ohmmetrele uzuale, în principiu, măsurarea rezistenței se face prin măsurarea intensității curentului care o străbate cu ajutorul unui miliampermetru. Un ohmmetru este compus din:

– miliampermetrul indicator;

– sursă de tensiune continuă;

– rezistențe pentru protecția instrumentului indicator și pentru schimbarea domeniilor de măsurare.

B. Ohmmetrul numeric

Ohmmetrele numerice sunt de obicei încorporate în multimetrele numerice și afișarea valorii rezistenței măsurate se face numeric pe un anumit număr de ranguri.

Figura 29.3. Schema funcțională a unui ohmmetru

Schema funcțională a unui ohmmetru numeric conține un convertor rezistență electrică/tensiune electrică și un voltmetru numeric (figura 29.3.).

29.2.7. Măsurători folosind multimetrul

Utilizarea corectă și în condiții de siguranță a unui aparat de măsură este o deprindere extrem de importantă pentru orice electrician sau electronist. Această utilizare prezintă un anumit risc de electrocutare datorită tensiunilor și curenților prezenți în circuitul de măsurat. Din această cauză, trebuie acționat foarte atent atunci când utilizăm aparatele de măsură. Cel mai utilizat aparat de măsură electric poartă numele de multimetru. Denumirea vine de la faptul că aceste aparate sunt capabile să măsoare o plajă largă de variabile, precum tensiune, curent, rezistența și altele. În mâinile unei persoane competențe, multimetrul reprezintă un instrument de lucru eficient dar și un dispozitiv de protecție. În mâinile unei persoane ignoranțe sau neatente, acesta poate deveni o reală sursă de pericol la conectarea într-un circuit alimentat.

Figura 29.4. Multimetru

Multimetrul este unul dintre aparatele cele mai des utilizate în electronică, având funcții de determinare și măsurare a mai multor mărimi electrice. Odată cu dezvoltarea circuitelor integrate a apărut și multimetrul digital a cărui principală deosebire față de cel analogic este modul de afișare a rezultatului al pe afișaj cu cristale lichide (LCD).

Mărimile măsurabile cu multimetrul sunt :

rezistența electrică – unitate de măsură Ohm (Ω);

tensiune electrică – volt (V)

tensiune alternativă (~);

tensiune continuă (=);

intensitatea curentului electric – amper (A);

curent continuu (=);

curent alternativ (~)

Pe lângă aceste mărimi electrice, multimetrele mai oferă posibilitatea verificării funcționale ale unor componente, cum ar fi (pot apărea diferențe intre diferite tipuri de multimetre):

rezistențe (prin măsurare directă pe scala ohmică);

diode semiconductoare;

capacități electrice;

tranzistoare bipolare.

Figura 29.5. Multimetru

În figura 29.5. este un prezentat un multimetru digital de mănă pentru măsurarea tensiunii DC și AC, curent DC, rezistenței, diodelor și tranzistoarelor. Componentele sunt:

1) Monitorul de afișare (display-ul) are 7 segmente, 15 mm înălțime și este de tip LCD.

2) Comutatorul rotativ: această componentă este utilizată pentru selectarea funcțiilor dorite și gamele de măsură, precum și pornirea sau oprirea multimetrului.

3) Butonul de păstrare (hold): când acest buton este apăsat, pe ecran se va păstra ultima citire iar simbolul „H” va apărea pe LCD.

4) „10 A” : priza conector pentru cablul de testare roșu, pentru măsurarea intensităților de peste 10 A.

5) „COM”: priza conector comun pentru cablul de testare negru.

6) „V ΩmA”: priza conector pentru cablul roșu de testare a măsurătorilor pentru tensiune (pozitiv), rezistența și curent (cu excepția 10 A).

29.2.8. Măsurători folosind aparatele termice

Principiul de funcționare se bazează pe dilatarea unui fir parcurs de curentul de măsurare. Dilatarea este transmisă la acul indicator, printr-un sistem de amplificare mecanică. Firul activ este confecționat din aliaje cu coeficient ridicat de dilatare termică (Pt, Ag) și diametru redus (maxim 0,1mm). Firul activ este întins pe arcul plat de oțel, prin intermediul unui fir de mătase, înfășurat pe o rolă, și de un fir de bronz. Prin întinderea arcului de oțel, firul activ provoacă rotirea rolei și a acului indicator. Aparatele termice funcționează în curent continuu și alternativ, până la frecvențe de sute de kilohertzi. La frecvențe înalte, apar erori apreciabile. Dezavantaje lor sunt consumul de putere ridicat, firul activ fragil, inerția termică care împiedică urmărirea variațiilor rapide de curent.

Figura 29.6. Aparat termic

1 – fir activ; 2 – arc plat de oțel; 3 – fir de mătase; 4 – rolă; 5 – fir de bronz fosforos.

29.2.9. Măsurători cu ajutorul transformatorului

Când tensiunile și curenții din circuitele în care se măsoară depășesc valorile nominale ale wattmetrului, se utilizează transformatoare de măsură. Ele sunt surse de curent alternativ coborâtoare de tensiune (valorile aproximative ale tensiunii și curentului în secundar sunt 70V și 500A). Pot fi răcite natural sau în ulei. Avantaje principale sunt simplitatea, prețul mic, nu are părți în mișcare care se uzează, are durata mare de viață, randamentul este ridicat 70 – 90%, pierderile de mers în gol sunt foarte reduse și suflajul magnetic este foarte slab. Dezavantajele principale sunt factorul de putere foarte slab – cos φ = 0,3 – 0,45 și încărcarea neuniformă a rețelei trifazată (fiind monofazat). Părțile constructive principale ale unui transformator electric sunt miezul feromagnetic, care este sediul câmpului magnetic principal, înfășurările, părțile de asamblare și accesoriile.

29.2.10. Măsurători cu anemometrul

Cu ajutorul anemometrului se determină anumiți parametrii ai curenților de aer și a vântului ca: puterea vântului, puterea de răcire și temperatura.

Figura 29.7. Anemometrul portabil Conrad MR330

Atunci când se efectuează aceste lucrări cu anemometru trebuie să ținem cont de modul de funcționare a aparatului și de anumite componente ale sale cum ar fi: senzorul de temperatură, starea bateriei, butonul de funcționare, de schimbare al gradelor etc. Acest aparat cu formă ergonomică ne poate oferi date asupra: puterea vântului, puterea de răcire a vântului și temperatura vântului. Sursa de alimentare este asigurată de o baterie 3 V (CR2032).

Dintre caracteristicile importante amintim :

● măsurarea vitezei vântului în m/s, picioare/min, km/h, noduri, mph,

● viteza vântului în unitățile scării Beaufort și afișare sub formă de diagramă în coloană,

● afișarea indicelui de răcire eoliană (indice de răcire în funcție de vânt),

● iluminare ecran,

● oprire automată pentru economisirea bateriei,

● afișarea temperaturii în °C (Celsius) sau °F (Fahrenheit),

Părțile componente ale aparatului sunt :

senzorul de temperatură,

scara Beaufort și afișarea sub formă de diagramă în coloană,

modalitatea de exprimare pentru puterea vântului, poate fi Cu = momentan, Max. = maximă, AVG = medie,

starea bateriei,

buton de funcționare,

buton de schimbare pentru (șC/șF),

moara de vânt,

unitatea vitezei vântului în m/s, picioare/min, km/h, noduri, mph,

viteza vântului,

temperatura (șC/șF),

buton (configurare) Set,

locul de prindere pentru șnur.

La prima punere în funcțiune trebuie trasă afară banda de protecție din carcasa bateriei. Se apasă circa 1 secundă butonul MODE și pe ecran va apărea viteza vântului, valoarea temperaturii și simbolul stării bateriei.

Setarea unității de măsurarea a vitezei vântului se face astfel :

se apasă butonul MODE aproximativ 3 secunde,

se selectează unitatea de măsurare a vântului cu apăsarea butonului SET (11): m/s (metru/secundă), ft/min (picioare/min; 1ft = 30,48 cm), km/h (kilometru / oră), knots (noduri= 1 nod pe oră=1852 m/oră=0,51444 m/s), mph (o milă pe uscat; 1 milă= 1609,344 metri),

se apasă butonul MODE (5) pentru validare.

Setarea de afișare a vântului în modul dorit :

se apasă butonul MODE (5) aproximativ 3 secunde,

se selectează modul de afișare a vântului prin apăsarea butonului SET (11),

se apasă butonul MODE (5) pentru validare.

Setarea afișării temperaturii dorite :

se apasă butonul MODE (5) aproximativ 3 secunde

se selectează modul de afișare a temperaturii (șC/șF) prin apăsarea butonului SET (11)

se apasă butonul MODE (5) pentru validare.

În momentul începerii învârtirii morii de vânt pe ecran se afișează automat viteza vântului și temperatura. În momentul când temperatura coboară sub 0 șC pe ecran apare simbolul Windchill. Prin funcțiunea Windchill se exprimă senzația frigului, care exprimă combinația temperaturii reale și viteza vântului asupra pielii omului. Iluminarea ecranului pornește la apăsarea oricărei buton. În cazul în care nu este apăsat nici unui buton în interval de 12 secunde, iluminarea ecranului se oprește automat.

Tabelul 29.1. Datele tehnice ale anemometrului

29.2.11. Măsurarea turațiilor

Turometrul (tahometrul) cu laser este ideal pentru măsurarea numărului de rotații pe minut al obiectelor aflate în mișcare de rotație fără contact direct. Prin intermediul pointerului laser măsurătorile sunt extrem de precise, chiar și la lumina zilei. Aparatul se bazează pe efectul de reflectare a luminii. Dispune de funcții min. / max., iar ecranul LCD afișează maximum 5 caractere. Turometrul DT-10L este dotat cu funcție de memorare a valorilor minime și maxime măsurate, precum și cu funcție de stocare temporară a ultimei măsurători efectuate (HOLD). Datele obținute pot fi exprimate în număr de turații pe minut – mod RPM (viteza motorului) – sau prin intermediul funcției de contorizare-mod REV. Acest dispozitiv conform legii EN 60 825-1:1994 conține laser de clasa a 2.a. Raza laser poate produce arsuri ale pielii și ochilor. Aparatul poate fi alimentat de la o sursă de alimentare de 6V stabilizată.

La apăsarea butonului "MEAS" (1) pornește aparatul și laserul devine activ. Începe măsurarea care se continuă câtă vreme se ține apăsat butonul MEAS.

Figura 29.8. Turometru laser Voltcraft DT-10L

Etapele măsurării :

A) Pregătirea pentru măsurare: se taie din banda adezivă reflectorizantă o bucată de aproximativ 12 mm lungime. Suprafața de bază trebuie să fie uscată, liberă de grăsime și praf. Se fixează bucata de folie pe axa măsurandului. În primul rând se opresc componentele care se rotesc înainte să lipim banda reflectorizantă iar mașinile trebuie să fie asigurate împotriva repornirii.

B) Măsurarea turației motorului: se apasă scurt butonul MEAS (1 test) pentru pornirea aparatului. Pe ecran trebuie să apară "RPM". Dacă acest lucru nu se întâmplă, pentru schimbarea funcției măsurate, se apasă tasta MODE. Se apasă și se menține apăsată tasta "MEAS" (1), pe ecran apare "RPM" și laserul este activat. Se direcționează raza laser la un unghi de până la + / – 45 de grade pe banda reflectorizantă. Distanța dintre tahometru și bandă poate să fie între 5 – 50cm. Afișarea (4) vitezei pe ecran apare în unitatea "RPM". Dacă este afișat "OL" atunci măsurarea a depășit intervalul de măsurare maxim.

În cazul obiectelor care se rotesc prea încet, pot apărea erori de măsurare. Acest lucru poate fi corectat prin punerea mai multor benzi reflectorizante la distanțe egale pe obiectul care se rotește. În acest caz rezultatul trebuie împărțit cu numărul benzilor plasate. După terminarea măsurătorii se apasă butonul "MEAS". Dispozitivul de măsurare se oprește automat după aproximativ 10 secunde.

C) Măsurarea cu cronometrare (mod Rev)

Funcția de numărare se poate folosi, de exemplu, la numărarea bucăților transportate de către o bandă transportoare. În acest caz fiecare bucată este detectată ca un eveniment de către dispozitiv. După pornirea aparatului dacă nu apare "REV" se apasă tasta MODE (mod).

D) Citirea valorilor măsurate

Tahometrul memorează următoarele valori măsurate : valoarea minimă (min), ultima valoare (last) și cea mai mare valoare măsurată (max). Valorile măsurate se memorează în tahometru până la următoarea măsurare.

Principalele date tehnice ale tahometrului sunt alimentarea de la baterie de 9V sau de 6V stabilizată, consum de curent aprox. 45 mA, afișare de 5 numere, împrospătarea ecranului la 1 sec, intervalul de măsurare 2 – 99999 rotații/minut, precizia + / – (0,05% +1 cifră), timp de măsurare 0,5 sec > 120 rotații/minut, distanțele de măsurare 5 – 50 cm, închidere automată după 10 secunde, masa 151g, dimensiuni 160x58x39mm.

Figura 29.9. Tahometru PCE-T236

Tahometrul dual (figura 29.9.) este și optic non-contact dar și mecanic cu 2 adaptoare (1 pentru a măsura rpm și 1 pentru a măsura viteza m / min). Principalele date tehnice ale tahometrului sunt domeniu optic 5 … 99999 rpm, domeniu contact: 0,05 … 1999 rpm, rezoluția optică 0,1 rpm, rezoluția contact 0,1 rpm, 0,01 m / min, distanța maximă 300 mm, memorare ultima valoare, min, max, afișaj LCD cu dimensiuni 65 x 215 x 38 mm, alimentarea cu 4 x 1,5 V baterii AA, viteza de rotație 2,5 – 19.999 RPM, viteza periferică 0,05 – 1999,9 m/min, precizia ±0,05 %+1 cifra, dimensiuni 190x72x37 mm și greutatea 300 g.

29.2.12. Luxmetrul portabil

Acest aparat este util pentru a determina condițiilor de iluminare atât în interiorul clădirilor cât și in exteriorul lor. Valorile indicate sunt corectate funcție de unghiul de incidență al luminii. Senzorul utilizat este o diodă de siliciu foarte stabilă și fiabilă.

Figura 29.10. Luxmetru

Digital luxmetrul este un instrument de mare precizie și sensibilitate, iar PHOTO SENSOR are o caracteristică specială pentru citirea curbei de pe ecran din zona de măsurare. Există cazuri când afișajul poate indica unul sau mai multe zerouri, atunci utilizatorul trebuie să comute scara la o gamă mai mică pentru a îmbunătății rezoluția și precizia.

Tabelul 29.2. Specificații

29.3. Desfășurarea lucrării

29.3.1. Schema montajului electric utilizat

Se realizează montajul conform schemei din figura 29.11.

Figura 29.11. Schema montajului utilizat

29.3.2. Folosirea multimetrului

29.3.2.1. Măsurarea tensiunilor

Pentru măsurarea tensiunilor, multimetrul se poate conecta oriunde în circuit, valoarea afișată reprezentând tensiunea măsurată între cele doua puncte de test.

Figura 29.12. Măsurarea tensiunilor

29.3.2.2. Măsurători de tensiune continuă (simbol V=)

Se comută selectorul de game pe una din pozițiile pentru măsurători de tensiune continuă. Inscripționarea selectată reprezintă maximul valorii care poate fi măsurată pe scală respectivă. Se conectează cele două cordoane la punctele între care se dorește măsurarea tensiunii. Cordonul ROȘU reprezintă + și cordonul NEGRU -.

Se citește afișajul. În cazul în care valoarea tensiunii este mai mare decât maximul măsurabil pe scală respectivă, pe afișaj se citește 1 și trebuie schimbat comutatorul de game pe o scală cu valoare mai mare. Dacă valoarea afișată apare cu minus înseamnă că polaritatea tensiunii măsurate este inversă celei corespunzătoare cu + la cordonul ROȘU și – la cordonul NEGRU. Dacă cordoanele se schimbă între ele valoarea afișată va apărea fără semn, caz în care putem spune că nodul la care am conectat cordonul roșu este cel cu potențial mai ridicat.

29.3.2.3. Măsurarea tensiunilor alternative V~

Se comută selectorul de game pe una din pozițiile pentru măsurarea tensiunii alternative. Se conectează cordoanele de măsură la punctele de măsură. Se citește valoarea afișată, care reprezintă valoarea efectivă a tensiunii alternative măsurate.

29.3.2.4. Măsurarea curenților electrici

La măsurarea curenților electrici trebuie avut în vedere de următoarele reguli de bază, înainte de a conecta aparatul:

– cordonul roșu al multimetrului trebuie conectat la mufă de pe aparat corespunzătoare domeniului de măsură estimat (dacă se presupune că există curenți mari în circuit, se conectează întâi pe borna “Amperi”);

– se evită întotdeauna scurtcircuitarea surselor de tensiune cu multimetrul.

29.3.2.5. Măsurarea rezistențelor

Pe aceste scale multimetrul măsoară rezistentă electrică între două puncte de circuit sau rezistentă electrică a unei componente. Trebuie menționat faptul că valoarea unei rezistențe este înscrisă pe corpul acesteia fie în clar (valoare numerică) fie utilizând codul culorilor. Pe lângă valoarea nominală se mai trece și toleranța, adică abaterea maximă (garantată de producător) a valorii reale a rezistenței față de valoarea nominală. Cu selectorul de game pe o poziție Ω și cordoanele libere indicația este 1 (depășire de domeniu, ceea ce este normal având în vedere că rezistența electrică între două fire în aer este foarte mare). Dacă se pun cordoanele în scurtcircuit indicația aparatului trebuie să fie 0, în caz contrar înseamnă că cele două sonde sunt defecte sau bateria aparatului este descărcată.

Măsurarea rezistențelor electrice se face doar în absența tensiunii de alimentare a circuitului sau pe componente separate de circuit. Măsurarea unei rezistențe amplasate în circuit poate determină citirea unei valori eronate datorită buclelor electrice din circuit. Totodată, nu se țin ambele mâini pe sondele de măsură deoarece intervine și rezistența corpului uman, conectată în paralel cu rezistentă de măsurat.

29.3.3. Folosirea wattmetrului monofazat

Schemele de montaj ale wattmetrului la măsurarea puterii active sunt montajul aval al circuitului de tensiune fată de cel de curent (figura 29.13. a), respectiv montajul amonte al circuitului de tensiune fată de cel de curent (figura 29.13. b).

În cazul în care apar afișaje anormale sau unitatea nu răspunde la butonul de comenzi, se deconectează aparatul de la priză și se apăsă butonul RST (reset).

Figura 29.13. Scheme de montaj a wattmetrului

Figura 29.14. Wattmetru monofazat

Figura 29.15. Setarea orei

Setarea orei: se apasă butonul Set. Afișajul începe să lumineze, apoi apăsați butonul select și selectați ziua necesară. După aceea apăsați din nou butonul Set, unde va apărea “ora” pe ecran care va începe sa clipească. Apăsați butonul select pentru a introduce ora, după aceea apăsați din nou butonul set. La fel se va face și la minute. Monitorul de consum de energie permite selectarea pe ecran a modului 12 sau 24 de ore.

Pentru a putea stabili costurile de energie electrică consumate, trebuie introdus programul de tarifare a energiei electrice. Se ține apăsată tasta "Funktion" (funcția) pentru aproximativ 5 secunde în modul de afișare volți. Va apărea pe ecran COST / kWh.

Se apasă butonul "Stellen" și prima zecimală din caseta de afișare va începe să clipească.

Se apasă butonul "Wechsel" buton, și introduceți prima cifră a prețului.

Se apasă din nou butonul "Stellen" (set), iar a doua zecimală din caseta de display va clipi.

Se apasă butonul "Wechsel" și se introduce a doua cifră.

Se apasă butonul "Stellen" și virgula (= punctul zecimal).

Se apasă butonul "Wechsel" (selectați) și se setează virgula / punctul zecimal la zecimala necesară.

Se apasă și se ține apăsată tasta "Funktion" (funcția) pentru aproximativ 5 secunde pentru a finaliza introducerea.

Microcipul special dezvoltat în wattmetrul monofazat măsoară următorii parametri : tensiunea (V), intensitatea curentului (AMP), consumul de putere (WATT), energia de consumată (kWh), durata de utilizare a aparatului conectat.

29.3.4. Efectuarea măsurătorilor

Se stabilesc punctele de măsurare în cadrul schemei. Se efectuează măsurătorile atât cu multimetrul cât și cu wattmetrul monofazat. Rezultatele măsurătorilor se trec în tabelul 29.3. Se vor efectua măsurători practice cu fiecare aparat și se vor introduce rezultatele în tabelele model 29.4., 29.5. și 29.6.

Tabelul 29.3. Valorile măsurate

Tabelul 29.4. Măsurări cu anemometrul

Tabelul 29.5. Măsurări cu tahometrul

Tabelul 29.6. Măsurări cu luxmetrul

29.4. Concluzii

Pe baza rezultatelor se vor face comentarii referitoare la diferențele și abaterile de măsurare observate și preciziile aparatelor de măsură. Se determină randamentul electric al subansamblurilor din schemă. Se vor compara datele măsurate cu datele apreciate de studenți.

30. Studiul transmisiilor prin lanț, curea și roți dințate

30.1. Introducere

Scopul lucrării

Pentru înțelegerea corectă a funcționării mașinilor și instalațiilor este necesară cunoașterea și identificarea tipurilor, elementelor constitutive și a caracteristicilor cinematico-geometrice ale transmisiilor prin lanț, curea și roți dințate.

Obiectivele lucrării

Prezentarea principalelor noțiunilor legate de transmisiile prin lanț – tipuri, materiale folosite și elemente constructive folosite în tehnică.

Prezentarea avantajelor și dezavantajelor fiecărui tip de transmisie.

Să formeze studenților deprinderea de a identifica și alege corect transmisiile din agricultură.

Durata medie de studiu : 90 minute.

Acest interval de timp presupune parcurgerea conținutului, realizarea lucrărilor și a testelor de autoevaluare.

transmisie, lanț, curea, roată dințată, reductor

30.2. Considerații teoretice

30.2.1. Transmisii prin lanț

Transmisia prin lanț este utilizată la antrenarea a două sau mai multe roți de lanț prin contactul dintre dinții roților de lanț și rolele (bucșele, bolțurile) zalelor lanțului, astfel servesc la transmiterea mișcării și a momentului de torsiune între doi sau mai mulți arbori paraleli.

Figura 30.1.

Transmisie prin lanț

O transmisie prin lanț se compune din roțile de lanț, lanțul – care înfășoară roțile de lanț și angrenează cu dinții acestora (figura 30.1.) – dispozitive de întindere, dispozitive de ungere și carcase sau apărători de protecție. Lanțurile sunt compuse dintr-un șir de elemente asemănătoare (inele, zale, verigi, plăci) articulate între ele.

Transmisia prin lanț se utilizează în cazurile în care distanța dintre arbori este prea mică pentru a se utiliza transmisiile prin curele sau prea mare pentru a putea utiliza angrenajele. Ea este de asemenea indicată atunci când se impune transmiterea unor momente de torsiune mari, cu menținerea raportului de transmitere constant. Gama de puteri pentru care se poate utiliza transmisia prin lanț este foarte vastă, viteza unghiulară până la 500 rad/sec, distanța axială până la 8 m și rapoarte de transmitere i ≤ 7.

Avantajele principale ale transmisiilor prin lanț sunt :

încărcare redusă pe arbori,

randament ridicat (η = 0,86 … 0,98),

gabarit redus datorită posibilității înfășurării pe roți cu diametre mici mai ales în cazul lanțurilor cu zale scurte,

funcționează și în condiții grele de exploatare (praf, coroziune),

transmit puteri relativ mari etc.

Dezavantaje principale ale transmisiilor prin lanț sunt :

este o transmisie rigidă,

produce vibrații și zgomot,

necesită o întreținere mai pretențioasă decât transmisiile prin curele,

au viteze relativ mici (v < 30 m/s).

Clasificarea lanțurilor articulate este prezentată în STAS 2577 și cuprinde următoarele tipuri :

lanțuri de transmisie :

lanțuri cu eclise și bolțuri (tip Galle) (figura 30.2.), normalizate în STAS 4075, 4076, respectiv DIN 8150. Este cel mai simplu tip de lanț și constă din zale formate din plăcuțe (eclise 1, 2) articulate între ele cu bolțuri 3 iar capetele bolțurilor se nituiesc. Se execută cu joc între eclise în variantele cu eclise simple (figura 30.2. a) sau multiple (figura 30.2. b). Se folosește mai mult ca lanț de tracțiune (lanțuri de contragreutate, de blocare, de prindere) iar ca lanț de transmisie este recomandat numai la viteze mici (sub 0,3 m/s) deoarece prezintă o uzură pronunțată în articulații.

Figura 30.2. Lanțuri cu eclise și bolțuri

lanțuri cu eclise, bolțuri și bucșe (figura 30.3.) sunt mai rezistente la uzură decât lanțurile Galle. Pot fi utilizate chiar la viteze mai mari de 5 m/s, funcție de pas. Datorita robusteții lor, aceste lanțuri cu bucșe sunt utilizate în general ca lanțuri conveioare, mai ales pentru condiții grele de lucru (de exemplu în zootehnie). Datorită faptului că eclisele exterioare 1 sunt fixate pe bolțuri 3, iar eclisele interioare 2 pe bucșe 4, frecarea se va produce numai între bolțuri și bucșe pe o suprafață mare, deci uzura și alungirea lanțului vor fi reduse. Dezavantajul acestora constă în faptul că au o flexibilitate redusă la un singur plan, greutate proprie mai mare și au un preț de cost ridicat.

Figura 30.3. Lanțuri cu eclise, bolțuri și bucșe

lanțuri articulate cu eclise, bolțuri, bucșe și role (STAS 5174, ISO 606) (figura 30.4.) prezintă o durabilitate ridicată deoarece angrenarea lanțului cu dintele roții de lanț se realizează prin rostogolirea rolei. Capetele lanțurilor se îmbină cu ajutorul unor zale speciale (zale drepte sau cotite). Se recomandă ca numărul de role să fie par. Pe plan internațional există doua serii tipizate de lanțuri și anume DIN 8187, care se referă la seria europeană, respectiv DIN8188 la cea americană.

Figura 30.4. Lanțuri articulate cu eclise,

bolțuri, bucșe și role

Se execută fie cu role de angrenare montate direct pe bucșe, având diametrele mai mici decât eclisele, fie cu role de rulare montate pe bucșe prin intermediul cuzineților sau rulmenților, având diametrul mai mare decât eclisele. Rolele de rulare pot fi sau nu, prevăzute cu reborduri (buze). Pot fi realizate într-o mare varietate de forme și dimensiuni, pentru a putea fi folosite într-un domeniu larg de sarcini de transmis și viteze de funcționare.

Lanțurile de uz general cu role și zale scurte cu un rând de zale (figura 30.4), cu două rânduri de zale (figura 30.5. a) și cu trei rânduri de zale (figura 30.5. b) se utilizează la sarcini mari și viteze v < 15m/s, pentru biciclete, motorete și motociclete, se folosesc lanțurile cu role și zale scurte cu p = 12,70 mm. La sarcini mari, cu șocuri frecvente și viteze mici sau medii se folosesc lanțurile de tip Rotary, cu eclise cotite (figura 30.7.), iar la sarcini și viteze medii, lanțurile cu role și zale lungi.

Pentru realizarea unei mișcări cât mai uniforme a roții (roților) conduse, se evită folosirea lanțurilor cu pași mari, preferându-se lanțurile cu două rânduri (lanțuri duble) sau cu trei rânduri (lanțuri triple), cu pași mici (figura 30.5. a și b).

La formarea sau la scurtarea lanțului, se folosesc zalele de legătură, asigurate axial prin presarea eclisei pe bolț (figura 30.6. a), utilizarea unui sistem elastic de siguranță (figura 30.6. b) sau prin utilizarea cuielor spintecate (figura 30.6. c). La un număr impar de zale, la lanțurile cu bucșe și cu role, se folosesc eclise speciale de legătură (figura 30.6. d), fapt pentru care se recomandă, pentru aceste lanțuri, utilizarea unui număr par de zale.

Figura 30.6. Zale de legătură

lanțuri cu zale lungi (double pitch chain) sunt tot de tipul celor de mai sus (atât seria europeană cât și cea americană) însă la aceeași lățime au pasul dublu. Dintre avantajele acestora se disting: greutate relativ mică pe metru liniar, fixare mai ușoară a organelor de lucru, stabilitate mai mare la forte dezaxate, preț de cost mai scăzut la aceeași rezistență etc. Sunt tipizate prin ANSI B29.4 sau ISO 1275. Sunt frecvent utilizate la componentele mașinilor agricole.

lanțuri Rotary (figura 30.7.) sunt lanțuri cu role cu eclisele încovoiate. Acest aspect constructiv asigura lanțului o bună elasticitate astfel încât sarcinile de impact pot fi ușor absorbite. Sunt adesea utilizate în zone murdare, la mașini de excavație, șenile pentru excavatoare sau echipamente de foraj.

lanțuri tip Flyer (lanțuri cu bolțuri fără spațiu liber între eclise) se folosesc ca lanțuri de tracțiune la macarale, echipamente de ridicare, contragreutăți etc. Eclisele sunt executate din oțeluri de înaltă calitate, durificate, pentru a asigura o rezistență sporită la oboseală. Tolerantele de execuție sunt destul de mici pentru a realiza o încărcare cât mai uniformă a acestora. Bolțurile sunt de asemenea călite pentru a prezenta o rezistență sporită la uzură. Dintre aceste lanțuri, un aspect special îl prezintă lanțurile de mare rezistență tip U care asigură o încărcare mai mare și reduc încovoierea bolțurilor.

lanțurile dințate (figura 30.8.) sunt formate din eclise dințate așezate una lângă alta, articulate prin bolțuri transversale. În timpul funcționării eclisele dințate angrenează cu dinții roților de lanț, ceea ce necesită o precizie ridicată de execuție. Se pot utiliza la viteze foarte mari, fiind silențioase.

lanțuri din inox au toate părțile componente ale acestora confecționate din inox și sunt frecvent utilizate în industria alimentara, în locuri unde este necesară protecția împotriva coroziunii, o buna igienă și curățenie.

lanțuri de transport : lanțuri cu bucșe, cu role, cu tacheți, cu furca, cu cârlige, cu placi articulate precum și lanțurile cardanice, lanțuri cu atașamente, cu bolț extins, cu bolț tubular etc. În cazul unor sarcini mari se folosesc lanțurile cu mai multe rânduri de zale executate din aceleași elemente ca și cele cu un singur rând, însă cu bolțurile de lungime mai mare. Numărul de rânduri poate fi 2 sau 3.

Lanțurile sudate se execută din zale din oțel rotund sau cu zale mixte confecționate și din oțel rotund și din oțel lat (platbande). Cel mai folosite sunt lanțurile calibrate, care se înfășoară pe roți profilate. Lanțurile cu zale mixte au avantajul ca presiunea specifica dintre suprafețele de contact este mai mica. De asemenea permit o montare mai ușoară a organelor de lucru.

Criteriul de bază care sta la baza siguranței în exploatare a lanțului este comportarea la uzură, deoarece uzura articulațiilor duce la mărirea lungimii lanțului și în consecință, la o funcționare necorespunzătoare. Alungirea admisibilă a lanțului este de 1,5 … 2,5%.

Roțile de lanț sunt constituite din discul roții care are la periferie dinți dispuși echidistant și butucul roții, care este montat pe arborele de la care sau la care se transmite momentul de torsiune. În funcție de dimensiunile roților, pentru lanțurile cu bolțuri, bucșe sau role, acestea se pot executa dintr-o bucată, pentru roți de dimensiuni mici (figura 30.9. a) sau din două bucăți (disc, respectiv butuc), îmbinate prin sudură sau asamblate prin șuruburi (figura 30.9. b). Roțile pentru lanțurile cu eclise dințate sunt mai late decât cele pentru lanțurile clasice, lățimea lor fiind dată de numărul de eclise montate pe un bolț. Profilul dinților roților de lanț este determinat de tipul lanțului. Geometria danturii este definită prin forma și mărimea profilelor dinților în planele frontal și axial. Roțile pentru lanțurile cu bucșe sau role au profilul frontal al dinților constituit din semiarcul locașului rolei, flancul activ al profilului și arcul capului dintelui (figura 30.10.), unde :

De – diametrul de vârf;

Di – diametrul de fund;

Dd – diametrul de divizare;

R1 – raza fundului locașului bolțului;

R2 – raza flancului dintelui;

α – unghiul flancurilor dinților;

p – pasul pe coardă;

d1 – diametrul nominal al rolei (bucșei) lanțului;

– unghiul de racordare al fundului.

Ca materiale utilizate la construcția elementelor transmisiilor prin lanț se disting :

eclisele lanțurilor se execută din oțeluri cu conținut mediu de carbon sau din oțeluri aliate cum ar fi: OLC 45 (C45, AISI 1045), OLC 60 (C60, AISI 1060), 40Cr10 (41Cr4, AISI 5140) etc.;

piesele articulațiilor, axele, bucșele se execută din oțeluri de cementare OLC 15 (C15, AISI 1015), OLC 20 (AISI 1020) etc. Duritatea ecliselor după tratamentul termic este HRC = 40 … 50 iar a bucșelor, rolelor și bolțurilor HRC = 45 … 60;

roțile de lanț cu dinți prelucrați, se execută de obicei din oțeluri de îmbunătățire cu conținut mediu de carbon (OLC 45) sau oțeluri aliate, pentru viteze și sarcini mari, unde se cere și o durabilitate ridicată. Există o varietate constructivă mare de roți de lanț.

La transmisiile prin lanț trebuie prevăzută posibilitatea reglării întinderii lanțului, deoarece în urma uzării inevitabile a articulațiilor lanțul se alungește. Dispozitivul de întindere trebuie să poată compensa alungiri în limitele a doi pași, după o astfel de alungire urmând să se îndepărteze două zale ale lanțului. Reglarea întinderii se poate realiza prin deplasarea uneia din roțile de lanț sau folosind roți dințate sau role netede de reglare.

Reglarea întinderii prin deplasarea uneia din roțile de lanț constituie soluția cea mai simplă. Roțile dințate sau rolele netede de întindere se amplasează pe ramura antrenată, mai aproape de roata mare, cu excepția cazului când acestea se montează în exterior și când se amplasează în apropierea roții mici, cu scopul măririi unghiului de înfășurare.

Lanțurile de transmisii și cele de transport sunt prevăzute de obicei cu întinzătoare pentru a asigura forma și tensiunea necesară funcționarii. Un lanț se consideră suficient întins atunci când la o apăsare cu mâna va căpăta o săgeată de 12 … 25 mm. Există o gamă foarte variată de întinzătoare (figura 30.11.): cu roți de întindere; cu roată de întindere plasată în exterior; cu roată de întindere și arc, respectiv contragreutate; cu roată de întindere plasată în interior; cu patină; cu inel rotitor oval; cu patine și roată acționată hidraulic. Alegerea întinzătoarelor se face în funcție de tipul lanțului, sarcina pe care acestea trebuie sa o dezvolte, de dimensiuni, de regimul de funcționare, posibilitatea de montare etc.

Ungerea lanțurilor se face prin imersiune în baie de ulei sau, periodic cu unsoare consistentă. Pentru transmisii cu lanț cu v < 3 m/s se recomandă ungerea cu unsoare consistentă pentru rulmenți STAS 1608. Lanțurile care lucrează la viteze peste 3 m/s se ung cu uleiuri minerale.

Viteza medie a lanțului se determină cu relația , în m/s, unde z este numărul de dinți ai roții de lanț; p este pasul lanțului în mm; n este turația roții de lanț, în rot/min; va este viteza admisibilă a lanțului.

Viteza instantanee a lanțului, pentru o viteză unghiulară a roții de lanț conducătoare constantă este variabilă, datorită faptului că lanțul înfășoară roțile după un contur poligonal.

Raportul de transmitere mediu se calculează cu una din relațiile : , unde ω1,2 sunt vitezele unghiulare ale roților de lanț; n1,2 sunt turațiile roților; Dd1, Dd2 sunt diametrele de divizare ale roților.

Numerele de dinți ai roților de lanț. Numărul minim de dinți ai roții mici z1 este limitat de uzura articulațiilor, de sarcinile dinamice și de zgomotul produs în funcționarea transmisiei; la numere mici de dinți crește neuniformitatea mișcării. Valorile minime ale lui z1 se aleg în funcție de raportul de transmitere i, pentru lanțurile cu role și cele cu bucșe, respectiv în funcție de pas și turația maximă admisă la roata conducătoare, pentru lanțurile cu eclise dințate. Numărul maxim de dinți ai roții conduse z2 = iz1 se limitează la 100 … 120 în cazul lanțurilor cu bucșe sau role și la 120 … 140 în cazul lanțurilor cu eclise dințate. La valori mari ale lui z2, chiar o alungire redusă a lanțului – apărută în urma uzării articulațiilor – duce la o deplasare a lanțului în lungul profilului dinților roții de lanț și la o angrenare incorectă.

Pasul lanțului reprezintă distanța dintre centrele a două articulații învecinate, valorile acestuia fiind standardizate deoarece pasul reprezintă parametrul de bază al lanțului.

30.2.2. Transmisia prin curele late dințate

Cureaua dințată din figura 30.12. se compune dintr-un element de înaltă rezistență 1, înglobat într-o masă compactă de cauciuc sau material plastic 2. Suprafața exterioară și zona danturată sunt protejate cu un strat 3, din țesături din fibre sintetice rezistente la uzură și la agenți chimici și termici. Elementul de rezistență 1 poate fi realizat din cabluri metalice, din fibre de poliester sau fibre de sticlă.

Dantura poate fi dispusă pe o parte a curelei sau pe ambele părți. Curelele cu dantură pe o singură parte se folosesc la transmisiile cu axe paralele și ramuri deschise, cu sau fără rolă de întindere, iar curele cu dantură pe ambele părți se folosesc la transmisiile cu mai mulți arbori, dispuși de o parte și de alta a curelei. Dinții curelelor pot fi trapezoidali, parabolici și semicirculari. Profilul clasic al dintelui este cel trapezoidal, în ultimul timp executându-se și profile curbilinii, prin aceasta urmărindu-se reducerea zgomotului și îmbunătățirea modului de intrare și ieșire în și din angrenare. Profilul cu formă parabolică permite utilizarea dinților mai înalți în raport cu profilul tradițional. Această caracteristică, cumulată cu robustețea dintelui, permite o creștere a sarcinii transmise și o reducere a interfeței create în timpul angrenării dintre dintele curelei și cel al roții. Forma parabolică determină următoarele avantaje: reducerea zgomotului în funcționare; sporirea puterii transmise; creșterea rezistenței dintelui la oboseală.

Curelele sincrone cu dinți trapezoidali, considerate standard, se utilizează în transmisii de până la 150 CP și 16.000 rot/min. Dimensiunile standardizate sunt cele corespunzătoare pasului de (în țoli) : 0,080 (2/25); 0,125 (1/8); 0,200 (1/5); 0,375 (3/8); 0,500 (1/2); 0,875 (7/8) și 1,25 (1 1/4), conform ISO 5294, 5295, 5296.

Curelele cu dinți curbilinii, cu profil parabolic și semicircular, pot prelua sarcini mai mari cu până la 200% față de cele cu dinți trapezoidali. Se regăsesc în gama de dimensiuni corespunzătoare pașilor de 3, 5, 8 și 14 mm.

Transmisiile prin curele dințate realizează transmiterea mișcării fără alunecare, dinții curelei angrenând cu dantura roții de curea. Aceste transmisii cumulează avantajele transmisiilor prin curele late și ale transmisiilor prin lanț. Datorită avantajelor pe care le prezintă, aceste transmisii s-au impus, fiind utilizate în multe domenii, cum ar fi: construcția de autovehicule (la sistemul de distribuție); construcția mașinilor unelte, construcția mașinilor textile, birotică, computere, proiectoare, mașini de scris etc.

Roțile pentru curelele dințate, în afara geometriei dinților, care trebuie să asigure o angrenare corectă cu dinții curelei, trebuie să asigure și poziția corectă în plan axial a curelei, de aceea, la aceste roți, trebuie prevăzute reazeme laterale. Astfel sunt prezentate :

roți cu umeri de ghidare a curelei într-un singur sens (figura 30.13. a,c),

roți cu ghidare în ambele sensuri (figura 30.13. b),

roți fără ghidare axială (figura 30.13. d).

Curelele acestor transmisii au o geometrie specială, deoarece transmiterea momentului de torsiune se realizează prin angrenarea dinților curelei cu cei ai roții, între care trebuie să existe o compatibilitate geometrică. Elementele geometrice principale ale curelelor (figura 30.14.) sunt :

– pasul p – distanța dintre axele de simetrie ale doi dinți consecutivi, măsurat pe porțiunea rectilinie a curelei;

– lungimea de divizare (primitivă) Lp – lungimea măsurată pe linia de divizare (linia pe care cureaua își păstrează lungimea constantă, chiar în situația înfășurării pe roți);

– lățimea b – dimensiunea transversală a curelei;

– înălțimea totală hc.

Alte elemente geometrice ale curelei sunt înălțimea dintelui și lățimea piciorului dintelui sz.

Roțile curelelor dințate, asemănătoare roților dințate, au principalele elemente geometrice prezentate în figura 30.15. Acestea sunt:

diametrul primitiv Dp,

diametrul de cap de,

raza de rotunjire a capului dintelui r1,

raza de rotunjire a piciorului dintelui r2,

înălțimea capului dintelui h.

30.2.3. Transmisii prin curele trapezoidale

Curelele trapezoidale se utilizează în general pentru transmiterea unor puteri P mai mici sau egale cu 1200 kW, la viteze periferice v de până la 40 m/s și rapoarte de transmitere până la 7 (excepțional 10).

În funcție de mărimea raportului dintre lățimea de calcul măsurată pe linia neutră și înălțimea secțiunii curelei h, curelele trapezoidale se execută în două variante, clasice și înguste.

Curelele trapezoidale clasice se execută în următoarele tipodimensiuni: Y, Z, A, B, C, D, E, putându-se utiliza la viteze periferice v de până la 30 m/s.

Curele trapezoidale înguste se execută în următoarele tipodimensiuni: SPZ, SPA, SPB, SPC, putându-se utiliza la viteze periferice v de până la 40 m/s. Ele posedă o capacitate portantă mai mare, ca urmare a repartizării mai bune a sarcinii pe lățime, asigurând astfel posibilitatea reducerii cheltuielilor materiale pentru curea și roată. Datorită acestui fapt, la construcțiile noi, se recomandă utilizarea curelelor trapezoidale înguste, cele clasice fiind utilizate numai la utilaje existente, în cazul unor reparații sau modificări.

Figura 30.16. Dimensiunile principale ale

transmisiei prin curele trapezoidale

Pentru dimensiunile principale ale roților de curea se va consulta STAS 1162-77. Alegerea distanței axiale între cele două limite prescrise se face ținând seama de influența acesteia asupra durabilității curelei, numărul de curele necesar precum și de anumite condiții de gabarit impuse. Dacă nu avem limitată distanța axială prin condiții de gabarit, se recomandă alegerea distanței axiale spre limita maximă pentru a mări durabilitatea curelei prin micșorarea frecvenței îndoirilor și micșorarea numărului necesar de curele.

Roțile de curea trebuie să satisfacă următoarele condiții: să fie ușoare, echilibrate, bine centrate pe arbore, să aibă o bună aderență și să nu uzeze cureaua.

Materialele utilizate în construcția roților de curea sunt: fonta turnată la v < 30 m/s, oțel, aluminiu, materiale plastice, lemn, sau carton presat. Forma și dimensiunile canalelor roților pentru curele trapezoidale sunt prezentate în STAS 1162-77, în funcție de tipul curelei. Pentru prescrierea abaterilor de formă și poziție a secțiunii canalului roții de curea se va folosi STAS 1162-77.

30.2.4. Transmisii prin roți dințate

Reductoarele de turație sunt mecanisme cu roți dințate, montate în carcase închise, utilizate pentru reducerea turației, concomitent cu amplificarea momentului de torsiune transmis la intrare. Reductoarele de turație sunt utilizate deoarece este necesară obținerea la arborele de ieșire a unor viteze care să corespundă regimului de funcționare al mașinii antrenate, viteze mai mici decât a motoarelor care le antrenează transmisia, dar și diferite de turațiile obișnuite ale motoarelor electrice uzuale. Acestea sunt utilizate în majoritatea transmisiilor mecanice ale mașinilor și utilajelor.

Avantajele reductoarelor de turație cu roți dințate sunt : asigură un raport de transmisie constant, au durabilitate și siguranță mare în funcționare, au capacitate mare de transmitere a sarcinii, au randament ridicat, necesită întreținere ușoară în timpul exploatării.

Dezavantajele reductoarelor de turație cu roți dințate sunt : necesită prelucrare și montaj precis al pieselor componente, transmit șocurile și vibrațiile, funcționează cu zgomot.

Clasificarea reductoarele de turație cu axe fixe se face :

după numărul treptelor de reducere a turației: reductoare cu o treaptă, reductoare cu două trepte, reductoare cu trei trepte, reductoare cu mai multe trepte.

după tipul angrenajelor componente : reductoare cilindrice, reductoare conice, reductoare melcate, reductoare combinate (conico-cilindrice, cilindro-melcate, melcato-cilindrice).

după poziția planului care conține axele arborilor: reductoare cu axe în plan orizontal, reductoare cu axe în plan vertical (cu arborii în poziție orizontală, cu arborii în poziție verticală), reductoare cu axe în plan înclinat, reductoare cu axe în mai multe plane.

Schemele structurale ale principalelor tipuri de reductoare cu axe fixe, precum și caracteristicile acestora sunt prezentate în tabelul 30.1.

Tabelul 30.1. Scheme structurale de reductoare

Pentru prezentarea construcției unui reductor, s-a ales un reductor cilindric orizontal cu o treaptă, a cărui secțiune și vedere sunt prezentate în figura 30.17. Elementele componente ale unui reductor, indiferent de tip, sunt: roțile dințate, arborii, lagărele, carcasele, capacele, elementele auxiliare.

Roțile dințate sunt de o mare diversitate constructivă :

cu diametre mici, pinioanele, se execută corp comun cu arborele,

cu diametre mari, roți dințate conduse, se execută separat :

în construcție masivă,

butuc – disc – coroană dințată,

roți melcate.

Arborii sunt drepți, rigizi și se execută în trepte. Lagărele sunt realizate de regulă cu rulmenți.

Carcasa reductoarelor, asigură poziția relativă a arborilor, fixarea radială a arborilor, ungerea angrenajelor. Carcasa se execută, de cele mai multe ori, prin turnare, din fontă cenușie. Reductoarele cu axele arborilor în plan orizontal au carcasa formată din două bucăți, planul de separație al carcasei inferioare, cât și al carcasei superioare fiind chiar planul axelor arborilor. Suprafețele de separație se prelucrează îngrijit pentru asigurarea etanșeității, iar asamblarea se realizează cu ajutorul șuruburilor sau a prezoanelor. Carcasele sunt prevăzute cu flanșe, executate cu grosime mai mare în dreptul alezajelor pentru rulmenți, pentru o mai bună rigiditate a acestei zone. Pentru montarea rulmenților, alezajele sunt rigidizate cu ajutorul unor nervuri. Prelucrarea alezajelor pentru rulmenți se execută după ce în prealabil s-a realizat planeitatea planului de separare și s-a efectuat centrarea cu ajutorul știfturilor, dispuse asimetric față de axa longitudinală a reductorului. Carcasa inferioară este prevăzută cu tălpi de fixare, cu orificiu de golire a uleiului din baie și cu orificiu pentru controlul nivelului de ulei. Carcasa superioară este prevăzută cu fereastră de vizitare, bușon de aerisire și cu urechi de ridicare.

Capacele sunt prevăzute cu porțiuni pentru centrare. Pot fi înfundate sau cu gaură de trecere pentru arborii de intrare-ieșire, caz în care se prelucrează în ele sisteme de etanșare.

30.3. Desfășurarea lucrării

Se vor studia componentele transmisiilor prin lanț și curea din laborator.

Studierea transmisiilor pe baza schemelor structurale.

Studierea amănunțită a unui reductor : construcția roților dințate și a arborilor, tipul rulmenților, fixarea axială a ansamblului arbori – roți dințate -rulmenți, construcția carcaselor și a accesoriilor

Întocmirea schemei structurale a reductorului ;

Determinarea raportului de transmitere al reductorului studiat:

i = UI UII UIII, unde: reprezintă rapoartele de angrenare ale treptelor reductorului.

Determinarea unghiului β de înclinare a danturii unei trepte cilindrice, urmărind :

se măsoară cu rigla distanța dintre axe și se standardizează,

considerând angrenajul nedeplasat, din relația distanței dintre axe , se determină modulul frontal ;

se alege modulul normal standardizat mn ;

se determină unghiul β de înclinare a danturii ;

se măsoară cu raportorul unghiul de înclinare a dintelui pe roată și se compară cu cel calculat.

Raportul de transmisie al reductorului studiat :

=> =>

Raportul de transformare este: i = 80, deci este necesar ca arborele de intrare să se rotească de 80 de ori pentru ca arborele de ieșire să se rotească o singură dată.

30.4. Concluzii

Se identifică principalele elemente componente și parametri ai reductoarelor, cu exemplificare pe un reductor cilindric orizontal. Se vor compara datele măsurate cu datele apreciate de studenți.

Figura 30.17. Reductor cilindric orizontal cu o treaptă

Anexe

Mărimi și unități de măsură

1. Mărimi fizice

Numim mărime, în general, tot ceea ce variază cantitativ. De mare importanță practică sunt mărimile fizice care pot fi evaluate cantitativ, exprimându-le valoric. În acest scop se aleg mărimi de referință, de aceeași natură cu cele de măsurat, în raport cu care se pun în corespondență biunivocă valorile cu șirul numerelor naturale. Cu alte cuvinte, mărimile fizice sunt măsurabile, direct sau indirect, cu mijloace de măsurare adecvate. Mărimile fizice caracterizează și măsoară proprietăți fizice ale materiei determinând: starea, evoluția stării, fenomene care satisfac legi obiective. Mărimile fizice care exprimă aceeași proprietate, dar în cantități diferite, se numesc mărimi de aceeași natură. În continuare vom avea în vedere numai mărimi fizice și ca urmare, le vom numi pe scurt mărimi.

2. Mărimi fundamentale și derivate

Mărimile fizice se definesc prin relații de definiție și prin legi fizice în care intervin. Mărimile independente, care se definesc direct prin indicarea unității de măsură și a procedeului de măsurare și indirect în funcție de alte mărimi, se numesc mărimi fundamentale. Alegerea unei mărimi ca mărime fundamentală se face în funcție de precizia cu care se poate realiza și reproduce unitatea de măsură a ei. Numărul mărimilor fundamentale nu este limitat, însă este de preferat ca acest număr să nu fie prea mare. Prima dată, s-au adoptat ca mărimi fundamentale: lungimea, masa și timpul, după care a apărut necesitatea adoptării și a altor mărimi fundamentale: forța, permitivitatea electrică, permeabilitatea magnetică, intensitatea curentului electric etc. În prezent sunt adoptate următoarele mărimi fundamentale: lungimea, masa, timpul, temperatura absolută (termodinamică), intensitatea curentului electric și intensitatea luminoasă. Ulterior, din motive de necesitate, li s-a adăugat acestor mărimi și cantitatea de substanță.

Cu ajutorul mărimilor fundamentale se definesc mărimile derivate. De exemplu, viteza este o mărime derivată care, în mișcarea uniformă pe o anumită direcție, se definește prin relația: v= s/t, în funcție de spațiul s și timpul t care sunt mărimi fundamentale. În schimb, forța este o mărime derivată definită printr-o lege fizică: F = m·a, care până la urmă se exprimă tot în funcție de mărimi fundamentale.

3. Măsurarea. Unități de măsură

Măsurarea este un proces fundamental în fizică și constă în a stabili de câte ori se cuprinde într-o mărime, o altă mărime de aceeași natură, bine definită și aleasă prin convenție ca unitate de măsură.

Ansamblul tuturor unităților de măsură, fundamentale și derivate, constituie un sistem coerent de unități de masă. În sistemul coerent de unități, coeficientul parazit este eliminat din majoritatea relațiilor fizice.

4. Unități și prefixe SI

Se numește unitate de măsură o mărime particulară a unei mărimi fizice, definită și adoptată prin convenție, cu care sunt comparate alte mărimi de aceeași natură, pentru exprimarea valorilor lor în raport cu acea mărime. Ansamblul unităților de măsură definite pentru un sistem dat de mărimi fizice formează un sistem de unități de măsură. În prezent, unitățile de măsură cuprinse în Sistemul Internațional de Unități (S.I.) sunt divizate în trei clase:

– unități fundamentale,

– unități derivate,

– unități suplimentare, care, împreună, formează un sistem coerent de unități de măsură. S.I. mai include și prefixe pentru a forma multiplii și submultiplii decimali ai unităților S.I.

Unitățile fundamentale împreună cu unitățile derivate definite constituie sistemul de unități de măsură. Deoarece unitățile fundamentale se aleg în mod convențional, unui sistem de dimensiuni îi pot corespunde mai multe sisteme de unități de măsură, dar fiecare trebuie să îndeplinească anumite condiții:

– unitățile fundamentale să fie independente;

– să poată fi aplicat în toate capitolele fizicii;

– să fie coerent.

De-a lungul timpului au fost în vigoare mai multe sisteme de unități de măsură, dar care nu au dat satisfacție în totalitate.

Primul sistem de unități de măsură științific a fost sistemul metric, propus în 1789 și avea la bază două unități fundamentale: metrul (m) și kilogramul (kg).

Pe măsură ce s-au dezvoltat știința și tehnica, s-au constituit noi sisteme de unități de măsură, pornind de la sistemul metric. Astfel, amintim sistemele: CGS cu unitățile fundamentale: centimetru (cm), gram (g), secunda (s) și variantele CGSε0 și CGSµ0 cu câte o unitate fundamentală, în plus pentru permitivitatea electrică respectiv permeabilitatea magnetică, MKS cu unitățile fundamentale: metru (m), kilogram (kg), secunda (s), MKfS și MTS preferate în tehnică unde se lucrează cu kilogram forță (kgf) sau tona (T), MKSA care are în plus amperul (A) ca unitate fundamentală etc. Existența unui număr mare de sisteme de unități de măsură, a dus la mari dificultăți în știință și tehnică și în consecință a apărut necesitatea uniformizării măsurilor în toate domeniile fizicii utilizând un sistem standard de unități de măsură.

În cadrul Conferințelor Generale de Măsuri și Greutăți s-a hotărât adoptarea Sistemului Internațional de unități (S.I.), bazat pe următoarele unități fundamentale:

metrul (adoptat în 1983, la a 17-a Conferință Generală de Măsuri și Greutăți – CGPM). Metrul este lungimea drumului parcurs de lumină, în vid, într-un interval de timp 1/299 792 458 dintr-o secundă.

kilogramul (1889, 1-a CGPM și 3-a CGPM ). Kilogramul este egal cu masa prototipului internațional al kg-ului. Prototipul din platina iridiată este păstrat la Sèvres, Franța.

secunda ( 13-a CGPM). Secunda este durata a 9 192 631 770 perioade ale radiației care corespunde tranziției între cele doua niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de Cesiu 133.

amperul ( 9-a CGPM). Amperul este intensitatea unui curent electric constant care, menținut în două conductoare paralele, rectilinii, de lungime infinită, cu secțiune circulară neglijabilă, așezate în vid la distanța de unui de altul, ar produce între aceste conductoare o forță de 2 . 10-7 newton pe o lungime de .

kelvinul ( 13-a CGPM). Kelvinul, unitate de temperatură termodinamică, este fracțiunea 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei.

molul ( 14-a CGPM). Molul este cantitatea de substanță a unui sistem care conține atâtea entități elementare câți atomi sunt în de carbon 12 (C12). Când se utilizează molul, trebuie specificate entitățile elementare, care pot fi atomi, molecule, ioni, electroni, alte particule sau grupuri specificate de asemenea particule.

candela ( 16-a CGPM). Candela este intensitatea luminoasă, într-o direcție dată, a unei surse de lumină care emite o radiație monocromatică cu frecvența de 5401012 Hz și care are o intensitate radiantă în aceeași direcție de 1/683 watt pe steradian (W/sr).

radian (1980, de Comitetul Internațional de Măsuri și Greutăți – CIPM). Radianul este unghiul plan cuprins între două raze care delimitează pe un cerc un arc cu lungimea egală cu raza.

steradianul (1980, CIPM). Steradianul este unghiul solid cu vârful în centrul unei sfere, care delimitează pe suprafața sferei o arie egală cu cea a unui pătrat având latura egală cu raza sferei.

Sistemul Internațional de unități de măsură este un sistem general, coerent, practic și permite definirea unităților derivate în funcție de unitățile fundamentale adoptate și neadoptate încă.

5. Unități SI derivate

Unitățile derivate sunt exprimate algebric utilizând unitățile fundamentale sau alte unități derivate (inclusiv radianul și steradianul – cele două unități SI suplimentare). Simbolurile pentru unitățile derivate s-au obținut prin operații matematice de înmulțire și împărțire. De exemplu, unitatea derivată pentru cantitatea masei molare (masa divizată la cantitatea substanței) este kilogramul pe mol, notat prin simbolul kg/mol.

Tabelul 1. Exemple de unități SI derivate exprimate în termeni SI fundamentali

Unități ale mărimilor privind spațiul, timpul, masa și temperatura

Tabelul 2. Exemple ale unităților SI derivate exprimate prin unități SI derivate care poartă denumiri și simboluri speciale

Tabelul 3. Prefixe SI

Tabelul 4. Unități ale mărimilor de structură

Tabelul 5. Unități ale funcțiilor termodinamice

Tabelul 6. Nume și simboluri speciale pentru unii multiplii și submultiplii ai unităților S.I.

Tabelul 7. Unități tolerate din motive practice și de uz, pentru unele mărimi.

Tabelul 8. Standarde ale principalelor materiale.

6. Abrevieri

BIML – Biroul Internațional de Metrologie Legală (Bureau International de Métrologie Légale).

BIPM – Biroul Internațional de Măsuri și Greutăți (Bureau International des Poids et Mesures)

CCU – Comitetul Consultativ al Unităților (Comité Consultatif des Unités).

CEI/IEC – Comisia Electrotehnică Internațională (International Electrotechnical Commission).

CGPM – Conferința Generală de Măsuri și Greutăți (Conférence Générale des Poids et Mesures).

CGS – sistem de unități mecanice ale cărui unități fundamentale sunt centimetrul (pentru lungime), gramul (masa) și secunda (timp).

CIML – Comitetul Internațional de Metrologie Legală (Comité International de Métrologie Légale).

CIPM – Comitetul Internațional de Măsuri și Greutăți (Comité International des Poids et Mesures).

CIRRPC – Committee for Interagency Radiation Research and Policy Coordination.

CM – Convenția Metrului (La Convention Internationale du Mètre).

ICRU – Comisia Internațională a Unităților pentru Radiație și Măsurări (International Commission on Radiation Unit and Measurements).

ISO – Organizația Internațională de Standardizare (International Standard Organization).

IUPAC – Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată.

IUPAP – Uniunea Internațională de Fizică Pură și Aplicată.

NIST – Institutul Național de Standarde și Tehnologie, S.U.A. (National Institute of Standards and Technology).

OIML – Organizația Internațională de Metrologie Legală (Organisation International de Métrologie Légale).

ONM – Organismul Național de Metrologie (Organisme Nationale de Métrologie).

SI – Sistemul Internațional de Unități (Le Système International d’Unités).

TC – Comitet Tehnic (Comités Techniques).

BIBLIOGRAFIE

1. * * * – Manualul de instalații, Editura Artecno, București, 2003

2. Alexandru I. ș.a. – Alegerea și utilizarea materialelor metalice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997

3. Antal C. ș.a. – Utilizarea energiei geotermale. Conversia energiei geotermale în energie electrică, Editura Universității din Oradea, 2000

4. Balș C. A. – Ghid practic în tehnologia procesării și aprecierii producțiilor zootehnice, Editura Universității din Oradea, 2009

5. Balș C. – Procesarea produselor alimentare de origine animală – Suport de curs, 2012

6. Barabás I., Todoruț A. – Combustibili pentru automobile: testare, utilizare, evaluare, Cluj-Napoca, Editura UT Press, 2010

7. Bartussek H. ș.a. – Adăposturi pentru vite, Editura M.A.S.T., București, 2010

8. Bălan M. – Instalații frigorifice. Teorie și programe pentru instruire, Editura Todesco, Cluj-Napoca 2000

9. Bălan M. – Construcția instalațiilor frigorifice, Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2003

10. Bălan M. – Energii regenerabile, Editura U.T. Pres, Cluj-Napoca, 2007

11. Bărbieru V.A. – Mașini și instalații zootehnice, construcție, funcționare și reglaje, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2006

12. Bârsan E. – Alimentări cu apă, Editura Performantica, Iași, 2005

13. Blaga V. – Reprezentări geometrice utilizate în tehnică, Editura Universității din Oradea, 2001

14. Blaga V. – Tehnologia materialelor, Editura Universității din Oradea, 2001

15. Blaga V. – Desenul tehnic industrial, Editura Universității din Oradea, 2002

16. Blaga V. – Dinamica automobilelor, Editura Universității din Oradea, 2005

17. Blaga V. – Baza energetică pentru agricultură, Editura Universității din Oradea, 2006

18. Blaga V. – Motoare pentru automobile și tractoare, Editura Universității din Oradea, 2007

19. Blaga V. – Mașini agricole, Editura Universității din Oradea, 2007

20. Borugă I., Farcaș N. – Mecanizarea agriculturii, Editura Cartea Universitară, București, 2004

21. Budui C., Vâlcu V. – Mașini și instalații pentru prelucrarea furajelor : Memorator, Editura Ion Ionescu de la Brad, Iași, 2004

22. Budui C. – Mașini agricole pentru producerea furajelor, Editura Ion Ionescu de la Brad, Iași, 2005

23. Bungescu S. T., Popa C. I. – Mașini și instalații zootehnice, Editura Eurobit, Timișoara, 2007

24. Bungescu S. T. – Exploatarea mașinilor și instalațiilor zootehnice, Editura Eurobit, Timișoara, 2009

25. Buidoș T. – Echipamente și tehnologii neconvenționale avansate, Editura Universității din Oradea, 2009

26. Buidoș T. – Echipamente și tehnologii pentru prelucrări neconvenționale, Editura Universității din Oradea, 2006

27. Buidoș T. – Tehnologii de îmbinare a materialelor nemetalice, Editura Universității din Oradea, 2006

28. Bungău C. – Ingineria sistemelor de producție, Editura Universității din Oradea, Oradea, 2005

29. Burnete N. ș.a. – Construcția și calculul motoarelor cu ardere internă, Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2001

30. Caragiugiuc Gr. ș.a. – Îndrumător practic pentru conducerea și exploatarea tractoarelor, Editura Ceres, București, 1985

31. Cauteș L., Licurici G., Călinescu C. – Valorificarea ecologică a deșeurilor agro-zootehnice prin biotehnologii de epurare a apelor uzate, Suceava, 2003

32. Căproiu M. ș.a. – Mașini și instalații zootehnice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982

33. Căproiu M. – Mașini și instalații zootehnice, Îndrumător pentru lucrări de laborator, Editura IPTVT, Timișoara, 1984

34. Chereji I. – Tehnologii de creștere a animalelor, Editura Universității din Oradea, 2004

35. Chereji I. – Tehnologii de creștere a animalelor – Lucrări practice, Editura

Universității din Oradea, 2004

36. Chereji I.– Tehnologia creșterii găinilor ouătoare, Editura Universității din Oradea, 2004

37. Chereji I. – Păsări: Îndrumător practic, Editura Universității din Oradea, 2008

38. Chioreanu N. – Motoare termice monoregim, Editura Universității din Oradea, 2006

39. Chioreanu N., Chioreanu Ș. – Motoare termice neconvenționale pentru automobile, Editura Universității din Oradea, 2006

40. Chiriac C. – Instalații frigorifice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981

41. Dodu M. A. – Animale de blană. Acvacultură, Editura Universității din Oradea, 2008

42. Donca Gh. – Utilaje și instalații pentru alimentația publică și turism, Îndrumător pentru lucrări de laborator, Editura Universității din Oradea, 2013

43. Donca Gh. – Bazele utilajelor și instalațiilor pentru alimentația publică și turism, Editura Universității din Oradea, 2014

44. Donca Gh. – Utilaje și instalații pentru alimentația publică și agroturism, Editura Universității din Oradea, 2010

45. Donca Gh. – Mașini și instalații zootehnice, Editura Universității din Oradea, 2015

46. Donca Gh., Czirják R. L. – Mașini și instalații zootehnice, Îndrumător pentru lucrări de laborator, Editura Universității din Oradea, 2010

47. Donca Gh. – Mentenanța utilajelor și instalațiilor agroalimentare, Editura Universității din Oradea, 2011

48. Donca Gh. – Mic dicționar de inginerie tehnică pentru domeniul agrozootehnic și agroturistic, Editura Universității din Oradea, 2012

49. Donca Gh. – Mașini agricole și horticole, Curs universitar, Editura Universității din Oradea, 2014

50. Donca Gh. – Baza energetică și mașini agricole, Îndrumător pentru lucrări de laborator, Editura Universității din Oradea, 2013

51. Donca Gh. – Baza energetică pentru agricultură, Editura Universității din Oradea, 2012

52. Donca Gh. – Open source for cradle to cradle, in Green education for a green economy, Chereji I. (coordonator), University of Oradea and LUM Jean Monnet University Italy, Oradea University Press, 2015

53. Drǎgan V. ș.a. – Energii regenerabile și utilizarea acestora, București, 2009

54. Drighiciu M. A. – Acționări și automatizări hidropneumatice, Tipografia Universității din Craiova, 2003

55. Dumitru M. – Tractoare agricole, Editura Alma Mater, Sibiu, 2006

56. Farcaș N. ș.a. – Tractoare și mașini agricole, Editura Arta Grafică Libris, București, 2003

57. Farcaș N. – Utilaje Tehnologice, Editura Cartea Universitară, București, 2006

58. Farcaș N. ș.a. – Noțiuni teoretice de agrotehnică, mecanizare și zootehnie, Editura Cartea Universitară, București, 2004

59. Fântână N. E. – Calculul și construcția instalațiilor auxiliare ale autovehiculelor, Editura Universității din Oradea, 2007

60. Fleser Tr. ș.a. – Utilaje tehnologice și tehnologii de fabricație, Editura Politehnica, Timișoara, 2002

61. Ganea M. – Mașini unelte și sisteme flexibile, Editura Universității din Oradea, 2010

62. Grava A. – Instalații și echipamente electrice, Editura Universității din Oradea, 2009

63. Gherlan I. – Baza energetică și mașini agricole pentru viticultură, Editura Aius, Craiova, 2010

64. Goia V. ș.a. – Mașini și instalații zootehnice, Editura Didactică și Pedagogică

Bucuresti, 1981

65. Grundwald B. – Teoria, construcția și calculul motoarelor pentru autovehicule rutiere, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1980

66. Hule V. – Desen tehnic, volumul I+II, Editura Universității din Oradea, Oradea, 2009

67. Ichim M. – Tratarea biologică a apelor reziduale de la complexele zootehnice utilizând flora acvatică, Editura Printech, București, 2011

68. Ilea R. – Motoare și utilaje pentru amenajări peisagistice, Editura Agroprint, Timișoara, 2003

69. Iordache Gh. – Metode și utilaje pentru prevenirea poluării mediului, Editura

Matrix Rom, București, 2003

70. Lup F. G. – Suinele – aspecte practice, Editura Universității din Oradea, 2008

71. Maerescu C. M. – Aspecte practice de creștere a ovinelor, Editura Universității din Oradea, 2007

72. Maerescu C. M., Man C. – Condiții tehnologice și de igienă pe filiera lapte în fermele de ovine, Editura Universității din Oradea, 2007

73. Maghiar T. ș.a. – Centrale electrice geotermale cu fluid secundar, Editura Universității din Oradea, Oradea, 2000

74. Marcu N., Mierliță D. – Zootehnie generală și alimentație, Editura Digital Data, Cluj-Napoca, 2006

75. Mariașiu F., Raboca H. – Managementul exploatării tehnico‐economice a utilajelor și agregatelor agricole, Editura Risoprint, colecția Agraria, Cluj‐Napoca, 2010

76. Mănișor P. – Mecanizarea și automatizarea lucrărilor în zootehnie, Editura Ceres, București, 1998

77. Mihăilă I. – Tehnologii mecanice, Editura Universității din Oradea, 2006

78. Mihăilă I. – Tehnologia construcțiilor de mașini, Editura Universității din Oradea, 2006

79. Mierliță D. – Nutriția și alimentația animalelor – Curs universitar. Editura Universității din Oradea, 2008

80. Mitroi A., Udroiu A. – Automatizarea proceselor în producția zootehnică, Editura Arvin Press, București, 2003

81. Mitran T. A. – Combustibili și materiale pentru autovehicule rutiere, Editura Universității din Oradea, Oradea, 2009

82. Mitroi A., Udroiu A. – Automatizarea proceselor în producția zootehnică, Editura Arvin Press, București, 2003

83. Mitroi C. ș.a. – Tehnologia de întrețineri, revizii și reparații pentru mașinile și instalațiile din zootehnie, Editura Ceres, București, 1980

84. Muntean M., Molnar A. – Mecanică tehnică, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2004

85. Muntean M. – Aparate de măsură și control și sisteme de măsurare în industria alimentară, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2007

86. Naghiu Al. – Baza energetică pentru agricultură și silvicultură, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2008

87. Naghiu Al., Apostu S. – Tehnica frigului și climatizare în industria alimentară, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2006

88. Naghiu L. – Baza energetică pentru horticultură, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2008

89. Năstăsoiu, M. – Tractoare : determinarea performanțelor de tracțiune și economice, Editura Universității "Transilvania", Brașov, 2004

90. Pantea M. D. – Noi surse de energie regenerabile, Editura Universității din Oradea, 2008

91. Păun A. – Mori cu ciocane. Studiul procesului de măcinare a furajelor concentrate, Editura Terra Nostra, Iași, 2008

92. Păun A. – Tehnologii și instalații pentru obținerea nutrețurilor concentrate din semințe de cereale, Editura Terra Nostra, Iași, 2009

93. Rancov N. – Utilizarea energiei electrice: Îndrumător de laborator, Editura Universității din Oradea, 2009

94. Sârb V., Bărbieru V. A. – Noțiuni de mecanizare în agricultură, Editura Academic Press, Cluj-Napoca, 2006

95. Stănășel I. – Tehnologia construcțiilor de mașini, Editura Universității din Oradea, Oradea, 2011

96. Șandru A. ș.a. – Exploatarea utilajelor agricole, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1983

97. Tănăsescu I. – Controlul microclimatului și calitatea mediului în ferme agrozootehnice, Editură Risoprint, Cluj-Napoca, 2006

98. Tecușan N., Ionescu E. – Tractoare și automobile, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982

99. Teodorescu N. – Mentenanță generală în domeniul ingineriei mecanice, Editura A.G.I.R., București, 2008

100. Tonea C. – Baza energetică pentru agricultură, Editura Agroprint Timișoara, 2001

101. Tonea C. ș.a. – Baza energetică pentru agricultură – Îndrumător de lucrări practice, Editura Agroprint, Timișoara, 2004

102. Tonea C. ș.a. – Surse de energie, Editura Mirton, Timișoara, 2007

103. Tonea C. – Tractoare și mașini agricole, Editura Mirton, Timișoara, 2006

104. Trip N. D., Șchiop A. – Surse regenerabile de energie solară, Editura Universității din Oradea, 2008

105. Țarcă I. – Organe de mașini, Editura Universității din Oradea, 2004

106. Țucu D., Mnerie D. – Sisteme integrate pentru producție agroalimentară, Editura Orizonturi Universitare, Timișoara, 1997

107. Udroiu N. A. – Mașini și instalații zootehnice, Editura Printech, București, 2008

108. Vâlcu V., Budui C., Nori L. – Mașini și instalații zootehnice, Editura Ion Ionescu de la Brad, Iași, 2005

109. http://agrointel.ro – revista online Agrointeligența

110. http://ec.europa.eu/eip/agriculture – Agricultural European Innovation Partnership (EIP-AGRI)

111. http://ec.europa.eu/food/animals/zootechnics/index_en.htm – Comisia Europeană pentru zootehnie

112. http://farmhack.org – îmbunătățirea utilajelor din ferme

113. https://osha.europa.eu – European Agency for Safety and Health at Work

114. http://opensourceecology.org – propun soluții pentru realizarea a cincizeci de utilaje industriale necesare construirii unor așezări durabile cu facilități moderne

115. http://sf.tradepub.com/free – cărți și reviste de specialitate gratuite

116. http://www.aef-online.org – Agricultural Industry Electronics Foundation

117. http://www.afir.info – Agenția pentru Finanțarea Investițiilor Rurale

118. http://www.afm.ro – Administrația Fondului pentru Mediu coordonat de Ministerului Mediului, Apelor și Pădurilor

119. http://www.agir.ro – Asociația Generală a Inginerilor din România (AGIR)

120. http://www.agir.ro/univers-ingineresc – Revista Univers Ingineresc

121. http://www.agriculture.com/livestock – informații internaționale din domeniu

122. http://www.alfalaval.ro – producător utilaje pentru industria alimentară și protecția mediului

123. http://www.apia.org.ro – Agenția de Plăți și Intervenție pentru Agricultură

124. http://www.asro.ro – Asociația de Standardizare din România

125. http://www.cedefop.europa.eu/en/publications-and-resources/country-reports/ romania-skills-forecasts-2025 – previziunea Centrului European pentru dezvoltarea programelor educaționale

126. http://www.cema-agri.org – European Asociations of Agricultural Machinery Industry

127. http://www.clubofbologna.org – clubul din Bologna

128. http://www.delaval.ro – firmă producătoare utilaje pentru ferme zootehnice

129. http://www.deutz-fahr.com – producător de tractoare și combine

130. http://www.efnms.org – European Federation of National Maintenance Societies

131. http://www.fieldrobot.nl – concurs pentru studenți – roboți pentru domeniul agricol

132. https://www.gazetadeagricultura.info/animale.html – site cu informații zootehnice

133. http://www.inma.ro/index.htm – Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru mașini și instalații destinate Agriculturii și Industriei Alimentare

134. http://www.iprotectiamuncii.ro – informații despre protecția muncii

135. http://www.kioti.com/about-us/daedong-usa-inc – producător de tractoare și autoutilitare din USA

136. http://www.madr.ro – Ministerul Agriculturii și Dezvoltării Rurale

137. http://www.mecanicaceahlau.ro – producător român de mașini agricole

138. http://www.skf.com/ro/index.html – producător de lagăre și sisteme auxiliare

139. http://www.stupvertical.ro – producător stupi apicultură

140. http://www.zootehnice.ro – distribuitor produse pentru zootehnie.

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: Labmiztiparfinal2017 [308644] (ID: 308644)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

Labmiztiparfinal2017 [308644]

Copyright Notice

Șef lucrări dr. ing. Orhei Dragomir [611627]

Tehnici și tehnologii în mineritul modern Modulul IV: Tendințe moderne priovind mecanizarea și procesarea substanțelor minerale utile Referat… [602270]

A SEMI -AUTONOMOS DRONE FOR SURVEILLA NCE [623872]

1 UNIVERSITATEA OVIDIUS DIN CONSTANȚA Facultatea de Psihologie și Științele Educației Departamentul pentru Pregătirea Personalului Didactic INFLUENȚA… [616813]

Cu titlu de manuscris [625950]

Nume:Petre Daniela-Mariana [608612]

Copyright Notice

Similar Posts