Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip: [609666]

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
4
CAPITOLUL 1

Mașini și instalații folosite la lucrarile de ridicat

1.1.Generalități
Mașinile de ridicat se folosesc la lucrarile de construcții pentru montarea elementelori
mari prefabricate ale clădirilor industriale și de locuit.
Ele se împart în funcție de caracteristicile lor constructive, în aparate de ridicat, macarale
și ascensoare.
Ascensoarele sunt instalații cu o singura miscare (de translație verticala) și cu acționare
periodică. Ele caracterizăndu -se prin aceea ca au dispozitive pentru ghidarea sar cinii și puncte
fixe pentru încărcare și descărcare.
Mecanismele de ridicat (vinciurile, troliile) au acțiune intermitenta și se utilizează la
ridicarea sau prinderea, ridicarea și deplasarea sarcinilor individuale. Ele pot lucra ca aparate
independente sa u ca părți componente ale instalațiilor mai complexe.
Macaralele sunt mașini de ridicat, deplasare sau staționare, cu două sau trei mișcări, fiind
folosite la transportarea și ridicarea sarcinilor suspendate într -un spațiu limitat. Macaralele sunt
prevăzut e cu construcție metalica pentru conducerea sarcinii și pentru susținerea mecanismelor.

1.2.Macarale
Macaralele sunt mașini de ridicat complexe, cu unul sau mai multe mecanisme cu ajutorul
cărora efectuează mișcările de deplasare a sarcinilor. Pentru acționar ea macaralelor se folosește
unul sau mai multe motoare, sursar primara de energie este motorul cu ardere internă sau rețeaua
de energie electrică.

1.2.1. Clasificarea macaralelor
Clasificare după modul de acționare:
– cu ac ționare manual ă;
– cu acționare termică;
– cu acționare hidraulic ă;
– cu ac ționare pneumatic ă;
– cu ac ționare electric ă;
– alte acționări .

Acționare manuală
Se întrebuințează numai pentru sarcini mici și la mecanismele de ridicat care lucrează
numai ocazional.
Acționarea manuală se realizează cu ajutorul manivelelor, al roților de lanț și a pârghiilor
de comandă.

Acționare termică
Se folosesc motoare cu ardere internă. Transmisia la diferitele mișcări se face hidraulic
sau electric, rareori se folosește mecanic.
De obicei se utilizează motoare diesel cu turații cuprinse între 1500 -2800 rot/min.

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
5
Acționare hidraulică
Prezintă avantajele unai comenzi simple și a unui număr mic de reductoare.
Sistemele întrebuinț ate sunt de două feluri: cu cilindri de presiune și pistoane, sau cu
motoare hidraulice.

Acționare pneumatică
Se aseamănă cu cea hidraulică, prezentând avantajul față de aceasta că neetanșeitățile nu
produc deranjamente atât de mari.

Acționare electrică
Este cea mai întrebuințată formă de acționare la macarale, datorită avantajelor pe ca re le
prezintă (transport simplu la mare distanță, siguranța mare în funcționare).

Clasificare după regimul de lucru:
– regim u șor (1000 ore pe an);
– regim mediu (2000 ore pe an);
– regim greu (3000 ore pe an);
– regim foarte greu (peste 3000 ore pe an).

Macara lele se împart în următoarele tipuri :
– macarale cu braț
– macarale rulante
– macarale funiculare
– macarale speciale

Macarale cu braț:
– nedeplasabile
 de bord
 de perete
 de planșeu
 Derrick
– deplasabile
 turn
 pe pneuri
 pe șenile
 automacarale
 lansatoare de conducte
 pe cale ferata
 portic
 plutitoare

Macarale rulante:
– poduri transborduare
– poduri rulante
– macarale portal (capra)
– macarale semiportal (semicapra)
– macarale consola

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
6
Macarale după gradul de mobilitate :
– nedeplasabile
 cu mișcarea sarcinii numai pe verticală:
 macara cu consola fixă;
 macara trepied.

 cu mișcarea sarcinii pe orizontală și verticală:
 macara cărucior pe cale de rulare (monorail);
 macara cu braț oscilant (foarfece);
 macara funicular
 cu mișcarea sarcinii pe verticală, pe orizontale și de rotație;
 macara rot itoare cu braț și cărucior;
 macara cu coloana fixă, cu braț rotitor lu cărucior;
 macara cu coloană rotitoare și cu braț oscilant;
– deplasabile
 pe căi cu șine de rulare:
 macara ciocan (macara cu braț orizontal rotativ, în
formă de T);
 macara turn (cu braț or izontal echipat cu un cărucior
care circulă de -a lungul brațului);
 macara portal;
 macara semiportal;
 macara pe șasiu de vagon;
 pod rulant;
 macara velociped;
 pe căi fără șină de rulare:
 macara „Pionier”;
 automacara;
 macara pe șenile;
 macara pentru lansarea conductelor.
– macarale speciale
 macara foarfece;
 macara Derrick (macara cu braț oscilant articulat și cu acționare
electrică)
 trolii pentru ridicarea persoanelor

Parametri caracteristici genera li ai mașinilor de ridicat:
– sarcina de lucru
– vitezele diferitel or mișcări
– regimul nominal de exploatare
– înalțimea de ridicare
– dimensiunile de gabarit
– productivitatea

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
7
Productivitatea teoretică a mașinilor de ridicat este definită de materiale de un anumit fel
deplasată în unitatea de timp, în anumite condiții de luc ru și determinându -se cu relația:

hctfQ n Qh
(1)

Unde:
c
03600n reprezint ă numărul de cicluri pe oră;t


0t s este durata unui ciclu în;
Q tf este greutatea sarcinii utile.

Mai mult, productivitatea se poate determina cu relația

h c q t q t
03600 tfQ n Qk k Q k kth
(2)

Unde:

e
q
e
t
e
eQk este coeficientul de utilizare a capac itătii de ridicare;Q
tk este factorul de utilizare;t
Q este sarcina efectiv ă;
Q este sarcina de lucru;
t este timpul efectiv lucrat;
t este timpul de lucru

.

1.2.2. Parametri tehnici principali
Parametrii tehnici principali ai unei ma șini de ridicat determina performan țele.
Pentru concep ție-proiectare , parametrii principali constituie minimul de date care trebuie
sa fie ind icat în tema sau sa fie adoptate func ție de destina ția ma șinii de ridicat respective , în
scopul efectu ării calculelor de proiectare și de dimensionare -verificare.
Num ărul și chiar natura acestor parametrii difera în func ție de tipul și de complexitatea
mașinii.
Cu toate acestea , 3 parametrii tehnici principali sunt comuni tuturor mașinilor de ridicat:
– sarcina nominal ă;
– înalțimea de ridicare ;
– grupa de func ționare .

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
8
În cazul macaralelor cu braț, parametrii principali sunt , în ordinea importan ței:
– momentul n ominal;
– sarcina nominala;
– grupa de func ționare;
– înaltimea de ridicare ;
– raza de ac țtiune;
– vitezele de lucru .

Momentul nominal este valoarea maxim ă a produsului dintre masa sarcinii și raza de
acțiune.
M max(Q R)
M momentu nominal
Q sarcina nominala
R raza de actiune




Valoarea momentului nomina l se limiteaz ă fie din condi țtia de stabilitate a macaralei , fie
din condi ția de rezisten ță a elementelor ei structurale.
Din acest motiv la macaralele cu raza de ac țiune variabil ă trebuie redus ă valoarea sarcinii
nominale.

Sarcina nominal ă este valoarea maxim ă a sarcinii admis ă.
Se exprima în kg sau t ș i se noteaz ă cu litera Q.

Înaltimea de ridicare este distan ța maxim ă intre partea limită inferioară și limita
superioară ale dispozitivului de suspendare sau apucare a sarcinii.
Se exprimă în m și se notea ză cu litera H .

Raza de actiune este distanța de la axa de rotaț ie a macaralei la axa dispozitivului de
prindere existent .
Se exprimă în m și se noteaza cu litera R .

Grupa de funcț ionare este standartizată prin STAS 4662 pentru mecanisme ș i prin STAS
8290 pentru construcția metalică .

Vitezele de lucru reprezintă valorile de regim ale vitezelor miscarilor macaralelor .
Se exprimă î n m/min și se notează cu litera v .

1.2.3. Componența macaralelor
În general, o macara conține următoarele parți principale:
– structura portantă (construcția metalică);
– organe de transmisie;
– mecanismele macaralei;
– componentele de securitate;
– dispozitive de semnalizare.

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
9
1.2.3.1. Structura portantă
Este construcția metalică relativ rigidă care preia sarcinile de lucru ale macaralei, câ t și pe
cele provenite din greutatea proprie și le transmite organelo de rezemare.
Structura portantă servește ca suport pentru organele mecanismelor și a celorlalte sisteme
ale macaralei, le ferește de șocurile și sarcinile dinamice care apar în timpul funcționării și
păstrează poziția reciprocă a acestor organe.
Elementele principace ale macaralei:
– grinzi cu inimă plină din profil I sau [ ;
– grinzi cu zăbrele din profile sau țevi;
– grinzi cheson din tablă.

1.2.3.2. Organe de transmisie
Sunt organe și mecanisme simple care transf ormă mișcarea motorului și o transmit
organelor de lucru ale mecanismelor macaralei.
Transmisia mecanică cuprinde organe de transmitere a mișcării rigide sau flexibile.
La actionările combinate transmisia energiei de la mașina generatoare, generator electr ic
sau pompă hidraulică, la motoare, electrice sau hidraulice se face pe cale electrică respectiv
hidraulica iar la motoare la organe de lucru prin transmisie mecanică.
Axele sunt organe de mașini care susțin piesele în mișcare de rotație sau când sunt în
repaus. Axele pot fi fixe cum sunt cele care susțin role de cabluri sau rotitoare, cum sunt axele de
la cărucioarele podurilor rulante.
Arborii sunt organe de mașini care susțin un moment de torsiune prin rotire în jurul axei
proprii. Avem arbori între mot oarele de acționare și reductoarele mecanismelor.
Lagărele sunt organe de mașini care susțin atât arbori cât și axele și permit rotirea
acestora.
Lagărele se împart în urmatoarele tipuri:
– cu alunecare, împreună cu cuzineții formați dintr -o compoziție
antifricțiune în scopul micșorării frecării cu arborele.
– de rostogolire, acestea folosesc rulmenți, aceste tipuri de lagăre oferă
un randament superior față de lagărele cu alunecare.

În funcție de modul de preluare al efortului, rulmenții se împart:
– axiali;
– radiali;
– axiali -radiali (cu role sau bile).

Cuplajele sunt organe de mașini care servesc la realizarea unei legături permanente sau
intermitente între doi arbori în scopul transmiterii mișcării de rotație și a momentului de torsiune.
Clasificarea cuplajelor :
– după modul de realizare a lagăturii între arbori
 cuplaje permanente;
 cuplaje intermitente.
– ă posibilitățile de amortizare a șocului mișcării
 cuplaje rigide;
 cuplaje elastice.

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
10
– după natura transmisiei
 cuplaje hidraulice;
 cuplaje pneumatice;
 cuplaje elec tromagnetice;
 cuplaje mecanice.
– după scopul transmisiei
 cuplaje funcționale;
 cuplaje de siguranță.

Angrenajele sunt organe de mașini formate din două sau mai multe roți dințate care au
rolul să transmită mișcarea de rotație dintre doi arbori. Roțile dința te se confecționează din oțel,
fontă cenușie sau nodulară, bronz sau materiale plastice. La roțile din oțel, dinții se tratează
termic prin călire și revenire sau se cementează.
Angrenaje folosite uzual:
– angrenaje cu dinți drepți sau înclinați, cu dantură exterioară sau
interioară; axele arborilor acestor angrenaje sunt paralele.
– angrenaje melcate, des întâlnite la macarale.
– angrenaje planetare, cu una sau mai multe roți dințate.

Reductoarele sunt forme de angrenaje montate în carcase închise și sunt folos ite la
reducerea turației arborelui motor și implicit la mărirea cuplului (moment de torsiune) transmis .
Carcasele reductoarelor sunt formate din corp și capac iar suprafața de separație între
acestea se prelucrează astfel încât să se etanșeze. Ungerea ang renajelor se asigură cu ulei prin
capacele speciale prevăzute cu jojă sau indicator de nivel și orificiu de golire pe fundul băii.
Lagărele folosite sunt cu rulmenți, iar în carcasă avem capace pentru verificarea stării
angrenajelor și găurilor de aerisire prevăzute cu dopuri.
Caracteristicile reductorului:
– raportul de transmitere i;
– puterea la arborele de intrare;
– momentul de torsiune la arborele de ieșire;
– numărul de trepte;
– randamentul.

1.2.3.3. Mecanismele macaralei
Sunt părți componente ale macaralelor car e folosesc la ridicarea și coborârea sarcinilor,
deplasarea și rotirea macaralelor.

i
i
e
eni n turatia arborelui de intrare;n
n turatia arborelui de iesire.


Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
11
Următoarele tipuri de mecanisme le putem înâlni:
– mecanismul de ridicare -coborâre a sarcinii;
– mecanismul de basculare a brațului ;
– mecanismul de rotire;
– mecanismul de d eplasare al macaralei;
– mecanismul de deplasare al căruciorului de sarcină;
– mecanism de telescopare braț;
– alte mecanisme specifice operațiilor pe care instalația trebuie sa le
execute
 deplasare masă;
 închidere deschidere;
 dispozitiv de prindere;
 rotire disp ozitiv de prindere.

Mecanismul de ridicare -coborire se compune din:
– motorul de ac ționare;
– cuplajul aflat intre motor și reductor;
– frana amplasat ă pe semicupla spre reductor;
– reductor;
– tambur pentru inf ășurarea cablului;
– cablu de trac țiune;
– rolele de abate re cablu;
– dispozitivul de prindere a sarcinii;
– dispozitivele de siguran ță
 limitatori de sfir șit de curs ă la ridicare și coborire;
 limitatorul de sarcin ă sau de moment, siguran ța la cârlig .

Mecanismul de basculare a brațului servește la modificarea moment ului de sarcin ă la
macaralele cu bra ț prin modificarea corespunz ătoare a proiec ției orizontale a lungimii bra țului.

Mecanismul de deplasare al macaralei servește la deplasarea macaralei cu sau f ără
sarcin ă în cârlig .
La podul rulant mecanismul de deplasar e poate fi cu ac ționare central ă, în care caz,
ambele roți motoare de pe o șină și cealalt ă sunt ac ționate de acela și mecanism printr -un ax
comun sau cu acționare independent ă (de capete).
Componen ța mecanismului:
– motorul de ac ționare;
– cuplajul elastic din tre motor și reductor;
– frana amplasat ă de regul ă pe semicupla spre reductor;
– reductorul;
– arborii de transmisie;
– cuplajele arborilor de transmisie;
– lagărele arborilor de transmisie;
– roțile macaralei;
– dispozitive de siguran ță:
 limitatori de sfir șit de curs ă;
 tampoane, opritori;

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
12
 limitatoare de apropiere intre macarale care circul ă pe aceea și
cale de rulare;
 dispozitive de blocare la șine
 piese de reazem, cur ățitoare de șine;
 limitatoare de oblicitate;
 dispozitive de oprire în caz de vint.

Mecanismul de deplas are al căruciorului de sarcină e ste asem ănător cu mecanismul de
deplasare al macaralei.

Mecanismul de translație cărucior la macarale turn cu braț orizontal
Căruciorul de sarcin ă este tractat prin cablu, troliul mecanismului fiind amplasat pe
contrabra țul macaralei.
– mecanism de transla ție;
– mecanism de ridicare a sarcinii;
– cablu trac țiune c ărucior;
– cablu de ridicare sarcin ă.

1.2.3.4. Componente de securitate
a) Limitatore de sfârșit de cursă
Acestea se gasesc la:
– mecanismul de ridicare -coborâre cârlig, pentru sensul d e ridicare;
– mecanismul de basculare braț;
– mecanismul de rotire;
– tamburii de cablu.

b) Limitatoare de sarcină
Acestea se împart în mai multe tipuri:
– limitatorul de sarcină cu capsula cu arcuri -disc (aceste tip se folosește
la poduri rulante cu sarcina 5 -160 [ t]);
– limitatorul de sarcină montat pe cablu;
– limitatorul de sarcină electronic.
c) Limitatoare de moment
d) Îndicatoare pentru sarcini maxime admise
e) Întreruptor avarie – în cazul acționării electrice
f) Dispozitive de reținere a fluidului din cilindri (supape de bl ocare)
g) Contacte de siguranță (la uși,chepinguri, etc)
h) Siguranțe la cârlig
i) Anemometrul pentru măsurarea intensității vântului

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
13
1.2.3.5. Dispozitive de semnalizare
Dispozitivele de semnalizare se împart în urmatoarele tipuri;
– acustice
 acționate de macaragiu
 claxoane;
 hupe;
 sonerii;
 clopote electrice.
 acționate automat de componentele de securitate
 limitatorul de moment;
 anemometrul;
 dispozitivul de sesizare a intrării în camp el. Periculos.
– optice
 prezenta tensiune la bornele întrerupatorului general în poziția
declanșat;
 prezenta tensiune în instalație în poziția anclanșat;
 semnalizare optică a gradului de încărcare;
 semnalizare lipsă presiune de ulei;
 semnalizare lipsă aer comprimat;
 becuri de balizare la brațe turn;
 nivele bidirecționale sau aparate similare la platforma fixă.

1.3. Dispozitive de prindere a sarcinilor
Macaralele și în general toate instalațiile de ridicat, pentru a putea s ă manipuleze sarcinile,
sunt prev ăzute cu organe și dispozitive de prindere. Înstalațiile de ridicat de uz general sunt
echipa te în majoritatea cazurilor cu organe de prindere constituite din c ârlige care permit
manipularea at ât a sarcinilor în buc îți cât și a altor sarcini în cazul în care se utilizeaz ă dispozitive
de prindere deta șabile din c ârlig care s ă permit ă acest lucru. A lte organe de prindere utilizate în
mod frecvent la instala țiile de ridicat sunt traversele, graifarele, platformele, cle știi precum și alte
tipuri de organe de prindere specifice sarcinilor pe care le manipuleaz ă.

1.3.1. Cârlige
În func ție de tehnologia de exec uție, forma și scopul în care sunt utilizate, c ârligele se
clasific ă astfel:
– cârlige forjate simple;
– cârlige forjate duble;
– cârlige lamelare simple;
– cârlige lamelare duble;
– cârlige lamelare pentru oale de turnare.

Cârligele simple forjate se folosesc pent ru sarcini foarte mici, mici, mijlocii și mari(0,08 –
160 t); cele duble forjate pentru sarcini mici, mijlocii și mari (1-160 t), iar cârligele lamelare
simple pentru sarcini importante sau periculoase mijlocii, mari și foarte mari(10 -200 t). Pentru
sarcini foarte mari(peste 100 t) se folosesc ocheti.
Cârligele forjate pentru instala țiile de ridicat sunt organe standartizate (STAS 1944 -88 și
SR 1944 -1,2,3,4), astfel încât utilizatorului nu îi revine dec ât sarcina de a alege tipul și mărimea
de c ârlig potrivit sarcinii nominale și grupei de funcționare care corespund condi țiilor de

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
14
exploatare. Mărcile de o țeluri indicate pentru c ârligele forjate sunt urmatoarele: OLC 25, OLC
35, 25MoC11, 41MoC11, 34MoCN15(o țeluri imbunatatite).
Părțile componente ale unui c ârlig forjat sunt:
– tija filetat ă;
– corpul;
– șaua;
– vârful;
– siguran ța pentru evitarea sc ăpării sarcinii.

Cârligele lamelare prezint ă în raport cu c ârligele forjate avantajul de a fi alcătuite din tole
pentru care se poate asigura o omogenitate superioara a struct urii pe sec țiune și în consecin ță
caracteristici fizico -mecanice superioare celor ce pot fi realizate la c ârligele masive. Din acest
motiv se recomand ă să fie utilizate în cazul sarcinilor mari, importante sau periculoase. Se
utilizeaz ă cu precadere în oțelării la podurile rulante pentru manevrarea oalelor de turnare,
intruc ât s-a constatat o comportare mai bun ă în condi țiile de expunere indelungat ă la ac țiunea
temperaturii ridicate dec ât a cârlig elor forjate. În acela și timp prezint ă dezavantajul c ă lamele le
cârligului se execut ă prin decupare din foi de tabl ă, rezult ând cantit ăți relativ mari de resturi.
Cârligele lamelare simple pentru oale de turnare sunt standartizate. Sunt prevăzute 17
marimi pentru sarcini nominale cuprinse intre 10 și 125 t.
În alca tuirea lor intra:
– lamelele;
– niturile de solidarizare;
– șaua de sprijin a sarcinii(a boltului oalei de turnare);
– bucșa pentru prinderea articulata a cârlig ului.

Lamelele c ârligului se executa din table laminate și recoapte. Se recomanda ca ele sa fie
astfel croite incat axa cârlig ului sa fie orientata după directia de laminare a tablelor. Taierea se
face cu aparate de taiere cu oxigen după contur mai mare decat cel al lamelei în stare finita, astfel
incat prin indepartarea adaosului de prelucrare, prin poliz are, sa se elimine zona influentata
termic în procesul de taiere. Pot fi utilizate table de otel cu granulatie fina.
Scoaterea din uz a cârlig elor se face atunci cand:
– prezinta uzuri vizibile în zona unde se aseaza organul de legare a
sarcinii ( în sa);
– ciocul cârlig ului este deschis( cârlig ul este deformat);
– se constata fisuri;
– filetul de pe tija este uzat sau deformat.

1.3.2. Oche ți
Pentru macarale cu capacitatea de ridicare mare și foarte mare(peste 80 -100 t) se
utilizeaz ă uneori oche ți pentru suspendarea sarcin ilor. Datorita formei lor închise, sub aceeasi
încarcare, starea de tensiune în oche ți este mai u șoara dec ât cea care se dezvolt â în cârlige, de
unde rezult ă avantajul unei greut âti mai mici. Acesta reprezint ă argumentul principal pentru
justificarea prefe rinței pentru astfel de organe de suspendare. Dezavantajul ochetilor consta intr -o
oarecare dificultate a suspendarii sarcinii deoarece organele auxiliare de legare trebuie introduse
prin interiorul ochetului.
Oche ții rigizi se executa prin forjare liber ă, dintr -o singura bucat ă de material. Se pot
folosi acelea și mărci de o țeluri ca și în cazul c ârligelor forjate.

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
15
Oche ții articula ți din punct de vedere constructiv prezint ă avantajul unei execu ții mai
comode.
Sunt alc ătuiți
– travers ă,
– patru bare laterale,
– tija central ă,
– bolțurile articula țiilor.

Traversa are în câmp sec țiune elipsoidală , barele au sec țiune dreptunghiular ă, iar tija –
circular ă.

1.3.3. Mufle
Montajul c ârligelor și oche ților la grupul mobil de role ale palanelor de ridicare se face în
cadrul unui ansamblu denumit mufl ă. Principala cerin ță impusa muflei este asigurarea mobilit ății
de rotatie a c ârligului(ochetului) după axa tijei sale, precum și dup ă o ax ă perpendiculare pe
aceasta.
Complexitatea muflelor depinde de num ărul de ramuri portante ale palanului(prin
numarul de role de cablu), iar construc ția lor depinde de destina ția și de condi țiile particulare de
lucru. În func ție de ace ști factori, muflele pot fi clasificate în: mufle normale, mufle scurtate și
mufle speciale.
Muflele normale sunt uti lizate de regul ă la macaralele cu brat basculant, în timp ce
muflele scurtate sunt folosite la macaralele rulante.
Muflele normale sunt alcatuite din:
– ansamblul rolelor de cablu;
– bolțul(osia) rolelor;
– tiranții;
– traversa c ârligului;
– piulița;
– rulmentul axial ;
– cârligul;

1.3.4. Frânghii. Cabluri. Lan țuri de legare
Utilizarea fr ânghiilor este admisa numai pentru legarea sarcinilor avand suprafe țe ușor
deteriorabile și numai cu avizul responsabilului tehnic ISCIR. Pot fi utilizate în acest scop
frânghii din c ânepă prevăzute la capete, dac ă este necesar cu rodante. Coeficientul de siguran ță
minim admis în raport cu efortul de rupere este 10.
Cablurile de leg ături, se executa în 4 variante ale formei: inelare(varianta I), cu urechi f ără
rodant ă(varianta II), cu urechi cu rodant ă(R), cu urechi, la un cap ăt fără, iar la celalalt cu
rodant ă(UR). Sarcina maxim ă de utilizare a cablurilor pentru leg ături, definita ca efort de
tracțiune maxim admis în exploatare este func ție de diametrul nominal al cablului utilizat și este
cupri nsă între 5 și 200 KN. Coeficientul de siguran ță minim admis fata de sarcina real ă minim ă
de rupere este 5,5. Dac ă sarcina este suspendat ă pe 2 sau mai multe cabluri, atunci se recomand ă
ca unghiul între ele sa nu depaseasc ă 90°. Utilizarea la unghiuri pes te 120° este interzis ă.
Lanțurile pentru leg ături se executa în 4 variante: cu una, doua, trei și patru ramuri.

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
16
1.3.5. Traverse
Traversele sunt, în general, organe de prindere a sarcinii detasabile din c ârlig cu ajutorul
cărora se realizeaz ă manipulare a unor s arcini avand dimensiuni mari, ca de exemplu forme în
atelierele de turnatorie, elemente de construc ții metalice, cazane etc. Prin utilizarea traverselor, se
realizeaz ă pastrarea echilibrului pieselor în timpul manipularii și totodata și utilizarea mai
rationala a lanturilor și cablurilor de legare.
În cazul în care se ridica sarcini mari și sunt necesare 2 macarale în acest scop, se
utilizeaza traverse, care de aceasta data sunt prinse în cârlig ele celor 2 macarale și sarcina de
traversa.
Traversele se proi ecteaza și se construiesc în mod similar cu elementele portante ale
constructiilor metalice ale macaralelor, respectandu -se aceleasi prevederi.

1.3.6. Dispozitive pentru sarcini în vrac
Pentru manipularea sarcinilor în vrac, cum ar fi:calcarul, carbunele, minere urile, sarea,
varul, nisipul, pietrisul, lemnele sub forma de bile, cerealele, spanul etc., se folosesc graifare,
bene, cupe, electromagneți etc. Cu ajutorul lor materialele se descarca din nave, vagoane sau
camioane și se depoziteaza în hale, sau invers.

1.3.6.1. Graifare
Graifarele sunt cupe cu închidere și deschidere comandata atasate instalatiilor de ridicat
care servesc la preluarea prin sapare a materialelor varsate, la ridicarea și descărcarea acestora în
mijloace de transport sau în gramada. Orice graifar a re 2 mecanisme: mecanismul de închidere –
deschidere a cupelor și mecanismul de ridicare -coborare a graifarului. În functie de modul de
amplasare a celor 2 mecanisme se disting 2 categorii de graifare: graifare bicablu și graifare
monocablu.
Graifarele bicab lu sunt manevrate cu 2 mecanisme care pot fi gemene sau mecanisme cu
angrenaj planetar, amplasate de obicei pe un carucior de sarcina(cazul podurilor rulante cu
graifar) sau în casa masin ilor(cazul macaralelorportuare). În general macaralele cu graifar bicablu
sunt construite sa lucreze numai cu acestea, dar în cazuri speciale(de exemplu la macaralele
portuare) graifarul poate fi înlocuit de o traversa cu cârlig asa incat macaraua poate fi folosita și
pentru descărcarea sarcinilor unitare. În general graifarele bicablu echipeaza masini de ridicat
destinate s ă lucreze în cadrul unor linii tehnologice.
Graifarele monocablu se suspenda prin intermediul unui cârlig și au înglodat în
constructia proprie mecanismul de închidere -deschidere. Aceste tipuri de graifare se
întrebuințează la acele masini care deservesc atat descărcarea materialelor în vrac, c ât și
descărcarea de sarcini unitare.
După forma cupelor, ambele tipuri de graifare pot fi:
– cu 2 cupe;
– -cu mai multe cupe(graifare polip);
– -cu cupe speciale.

Graifarele cu 2 cupe închid un anumit volum și sunt destinate pentru manevrarea
materialelor cu granulatie mai fina ca: nisip, pietris, sare, ciment etc.
Pentru materiale cu granulatie ceva ma i mare, cele 2 cupe sunt prevazute cu dinti care se
intrepatrund și se folosesc la manipularea pietrisului, minereului, cocsului etc.
Graifarele cu mai multe cupe(polip) au de obicei un numar de 6 -8 cupe care se închid și
se deschid radial și se folosesc p entru manipularea materialelor cu granulatie mare: piatra, lemne

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
17
de form ă neregulată etc. Cupele se pot deschide sincron sau pot sa se inchida -în anumite limite –
independent pentru a se adapta formei materialului.
Graifarele cu cupe speciale sunt adaptate p entru diferite cazuri cum ar fi de exemplu
manevrarea de lemn rotund(bile) asezat în stive regulete.
În functie de densitatea materialului manipulat, graifarele pot fi:
– de tip ușor, pentru materiale cu r£1t/m cub;
– de tip mediu, pentru materiale cu r£1,6t/m cub;
– de tip greu, pentru materiale cu r£2,5t/m cub;
– de tip foarte greu, pentru materiale cu r£4t/m cub.

1.3.6.2. Electromagne ți de ridicare
Pentru manipularea și transportul materialelor feromagnetice sub diferite forme ca: profile
laminate, table, sf ărămături de fontă, șpan etc., a caror manipulare cu alte mijloace(graifare sau
dispozitive de legare) ar prezenta inconvenientul unei productivitati mici sau ar fi periculoasa, se
întrebuin țează electromagneți de ridicare. Prinderea sarcinii se realizează prin interm ediul unuia
sau mai multor electromagneți suspendati în cârlig ul mecanismului de ridicare sau de o traversa
fixă sau rotitoare. Datorit ă sistemului de prindere, realizat prin închiderea fluxului magnetic,
rezult ă o serie de particularitati proprii acestei categorii de macarale.

Tipuri constructive de electromagneți
Electromagnetul rotund poate fi considerat drept tipul clasic și schema lui constructiv ă
poate servi pentru aproape toate tipurile de electromagne ți. Se compune dintr -o carcasa turnata
sau sudat a 1, servind pentru transmiterea fluxului și în acelasi timp ca protectie pentru bobina de
excitatie 2 confectionata de obicei din aluminiu izolat cu rasini epoxidice, placa de închidere 3
executata din material nemagnetic, de cele mai multe ori otel cau m angan. Aceasta placa este
prinsa de polul central printr -un inel elastic 4 și de polul exterior printr -un alt inel 5.
Electromagnetul este suspendat în mod normal prin intermediul a 3 lanturi 6, prinse la o
extremitate în urechi 7 fixate pe carcasa și la cealalta intr -un inel comum 8 care se agata de
traversa sau de cârlig ul macaralei. Alimentarea electromagnetului se asigura prin intermediul
unei prize protejata cu un capac rabatabil 9.
Constructiile moderne de electromagneți permit transportul materialelo r în stare calda
până la temperaturi de aproximativ 500°C. În afara de magnetul rotund, cu utilizari multiple, se
mai construiesc magneti rotunzi pentru ridicarea bilelor de spart fonta, la care polul exterior și
interior sunt prelucrati sferic, magneti dr eptunghiulari, magneti cu degete pentru transportul
laminatelor, magneti de dimensiuni mici pentru transportul tablelor etc.
Tot pentru transportul laminatelor se pot folosi electromagneți bipolari care se agata
individual în cârlig sau pe traverse. Datori ta formei inguste se preteaza la transportul individual.
Se pot folosi și magneț i rotunzi de dimensiuni reduse (Æ270) care se utilizeaz ă în grup la
transportul tablelor lungi. În acest scop magne ții se monteaza pe traversa în numar
mare(maximum 45 bucati) pe 2 sau 3 randuri. În acest mod tablele nu mai sufera deformari asa
cum se întamplă în cazul utilizării unei traverse cu un numar mic de electromagneți
dreptunghiulari, dar cu forța portanta mai mare.
Formele constructive ale traverselor depind de procesu l tehnologic. Alimentarea
electromagneților se face principial în curent continuu din reteaua de curent trifazat prin
intermediul unui redresor cu siliciu, la tensiunea de 110 V c.c. și a unor cutii de distributie.
Comanda se face din cabina macaralei prin intermediul unei cutii de comanda, macaragiul
avand latitudinea sa alimenteze numarul de electromagneți necesari în functie de procesul

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
18
tehnologic. Cablul de alimentare cu curent se leaga de multe ori la electromagnet cu o simpla
bucla. În alte cazuri el se infasoara pe un tambur special prevazut cu inele colectoare siantrenat de
tamburul de ridicare. Lungimea cablului de alimentare se alege astfel ca la pozitia extrema de jos
sa mai ramana infasurata pe tambur cel putin o spira. În cazul tamburilor fara a utoinfasurare,
lungimea cablului se stabileste astfel incat la fiecare pozitie cablul sa faca o bucla.
Pentru a preveni desprinderea sarcinii la disparitia accidentala a tensiunii, este necesar sa
se prevada o baterie tampon care sa asigure alimentarea electromagneților pentru un timp minim
de 10 minute. În acest scop se utilizeaza de obicei baterii NiCd care sunt mai robuste. Comutarea
alimentarii electromagneților de la redresor la baterie prin intermediul unui intrerupator
ultrarapid, nu a dat până în prezent rezultate satisfacatoare. Disparitia tensiunii de alimentare de
la redresor se indica de obicei printr -un semnal optic sau acustic.
În circuitele de alimentare cu curent continuu ale electromagneților care nu sunt prevazuti
cu baterii tampon, pentru a preveni căderea sarcinii, nu trebuie utilizate culegatoare de curent.
Fac exceptie de la aceasta regula culegatoarele rotative de curent care au viteze mici de
rotatie ale inelelor, suprafete marite de contact la perii și cel putin 2 cai de trecere(peri i) pentru
fiecare cale de curent.

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
19
CAPITOLUL 2

Macar a pivotant ă

2.1. Întroducere
Macaralele pivotante sunt mașini industriale și au ca scop principal mutarea materialelor în
șantiere de lucru, hale de producție, linii de asambla re, depozite și alte locuri similare. Proiectarea
lor diferă foarte mult deoarece ține cont de locul unde aceste macarele sunt folosite.
Specificații:
– tipul de mișcare a structurii macaralei;
– greutate și tip de sarcină;
– locul de amplasare a macaralei;
– caracteristici geometrice;
– regimuri de funcționare;
– condițiile de mediu.

Cu toate acestea, o evaluare a informațiilor disponibile, dezvăluie că proiectarea
procedurilor a unei macara pivotante sunt foarte saturate și standardizate în diverse companii
industri ale.
Examinarea tehnologiei disponibile care este în principal bazată pe experiența acumulată
anterior este importantă pentru o performanță mai bună, siguranță mai mare și modele de
încredere. Este bine cunoscut faptul că, caracteristicile generice ale com ponentelor unei macara
pivotantă sunt similare pentru diverse tipuri de macara.
Având în vedere că procedurile de proiectare a macaralei pivotante sunt extrem de
standardizate, efortul principal și timpul petrecut în proiectarea unei macara pivotantă sunt în
mare parte pentru interpretarea și implementarea a proiectului disponibil standard. Multe
standarde și reguli naționale sau/și internaționale oferă metode de proiectare și abordări empirice
precum și formule care sunt bazate pe proiectări anterioare .

2.2. Structura regulilor al analizei cu element finit (A.E.F.)
Regulile A.E.F. sunt defapt o colecție de reguli (nu proceduri) pentru a ghida proiectarea unei
macarale pivotante. Multe cerințe sunt introduse în A.E.F., dar nu sunt disponibile pentru
calcularea unei proiectări. Aceasta este foarte convenabil pentru industriile și companiile care
proiectează macarale pivotante , deoarece fiecare companie are propriile proiecte și experiente în
tehnologia macaralelor pivotante.
Caracteristicile regulilor A.E.F. sun t:
– clasificare extinsă a macaralelor pivotante și componente ale macaralei
pentru proiectare;
– clasificare și identificare a incărcăturii macaralelor pivotante pentru
siguranță și siguranță în proiectarea macaralelor;
– cerințele pentru putere și stabilitate să fie satisfăcute pentru diferite
condiții de încărcare;
– informații pentru componentele non -critice ale macaralei pivotante.

O reprezentare schematică a structurii regulilor A.E.F. este indicată în figura 1. Figura
rezumă conturul textului al regulilor A .E.F. dintr -o vedere topică. Regulile A.E.F. pornesc cu o
clasificare a macaralelor pivotante cu tot cu componentele/mecanismele lor și continuie cu o

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
20
discuție legată de incărcături precum și identificarea lor, dar și de analiza stresului. Mai include și
criteriul de a decide de incărcătura exterioară, pentru a selecta componentele și de a testa
macaralele produse.

Figura 1. Structura regulilor A.E.F.

2.3. Clasificarea macaralelor pivotante
Fiecare categorie de macara posedă afantaje și c aracteristici specifice, pentru a acoperi o
gama vastă de aplicații. Majoritatea industriilor care produce acest tip de macara sunt proiectate
pentru deformare, foarte puține proiectează pentru stres.
Macaralele pivotante se folosesc:
– în stații de lucru pe ntru a manipula materiale;
– pentru a suplimenta un pod rulant;
– în locurile unde podurile rulante nu se pot folosi ;
– pentru a transfera materiale dintr -o stație de lucru în alta;
– pentru suspendarea uneltelor;
– pentru eplicații economice.

Macaralele pivotante se impart în:
– macaral a ”Free Standing” ;
– bracheți de perete;
– tip catarg ;
– grindă de perete .

1. Clasificarea macaralelor pivotante
2. Clasificara incărcăturilor macaralelor
pivotante pentru o proiectare sigură și de
siguranță
3. Cerințe pentru putere și siguranță
4. Informații pentru componentele non -critice
ale macaralelor pivotante

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
21
2.3.1. Macara pivot antă ”Free Standing ”

Figura 2 a. Macar pivotantă ”Free Standing” montată pe fundație

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
22

Figura 2 b. Macar pivotantă ”Free Standing” montată în fundaț ie

Acest tip de macara pivotantă:
– sunt ușor de instalat
– au o multitudine de funcții care le pot face intr -o arie de lucru
– pot face o rotație de 360o
– nu produce nici un stres peretilor cladirilor ( toate forțele sunt suportate
de fundația macaralei)

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
23
2.3.2. Macara pivotantă de tip catarg

Figura 3 a. Macara pivotantă de tip catarg

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
24

Figura 3 b. Macara pivotantă de tip catarg

Acest tip de macara pivotantă:
– combină calitatea și siguran ța
– se montează pe perete sau coloană
– face o rotație de 200o

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
25

2.3.3. Bracheți de perete

Figura 4 a. Macara pivotanța de tip brachet

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
26

Figura 4 b. Macara pivotanța din aluminiu de tip brachet

Descriere:
– combină un design simplu și se poate folosi în construcții grele
– pune accent pe ușurința de rotație și greutate
– face o rotație de 200o

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
27
2.3.4. Macara pivotantă de perete de tip grindă

Figura 5. Macara pivotantă de perete de tip grindă

Descriere:
– combină un design simplu și se poate folosi în construcții grele
– este formată dintr -o bară cu profil I pentru braț
– se montează pe perete
– face o rotație de aproximativ 200o

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
28
CAPITOLUL 3

Macaraua pivotantă de perete tip ECO2.500.2

3.1. Proiectare macara
3.1.1. Braț macara pivotantă
15
16535
8435
Figura 6. Braț macara profil I

Tabel 1. Date br aț macara pivotantă
Nr.
CRT
1 lățime 84 [mm]
2 înălțime 180 [mm]
3 lungime braț 2000 [mm]
4 grosime aripioare 15 [mm]
5 lungime aripioare 15 [mm]
6 material folosit pentru toate componentele OLC45

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
29
3.1.2. Arbore macara pivotantă

Figura 7. Arbore macara pivotantă

Tabel 2. Date arbore
Nr.
CRT
1 Lungime 848 [mm]
2 Lungime capete prindere 50 [mm]
3 Diametru 100 [mm]
4 Diametru capete prindere 50 [mm]

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
30
3.1.3. Suport prindere perete
Figura 8. Placu ță prindere

3.2. Analiza cu element finit în Ansys
3.2.1. Analiza cu element finit la s olicitări mecanice
Forța care acționează este de 12000 [N] și este pusă pe aripele profilului I. Vom vedea că
rezultatele obținute în urma analizei sunt apropia te de rezultatele car e le obținem în urma
calculului clasic .

Figura 9. Deformații totale

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
31
Nu se deformează mult, daca s -ar fi deforma trebuie să punem o forță de valoare mai
mică. Calculul cu ajutorul programului Ansys nu trebuie sa fie diferit de cel m anual. Se admit
+/- 15%

Miz(A)VA
F
HA
l
Figura 10.

Aflăm forțele de reacțiune VA, MA și momentul de reacțiune Miz(A) din condițiile de
echilibru.
F=12000 [N]
l=2000 [mm]

F x 0; HA=0
Fy 0; VA-F=0; VA=F=12 000 N
Miz 0.






6
6
max 3Miz max Fl 12000 2000 24 10 N mm
24 10 24000149,086 MPa161 10 161     
   

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
32

Miz(A)VA
F
HA
l
-XFigura 11.
Miz(A)=FlVA
F
HA
lx
Figura 12.

Fx 0 HA=0
Fy 0 VA-F=0; VA=F=12000 N
Miz 0





Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
33

 6Fl MizA 0
Miz A Fl 12000 2000 = 24 10 N mm
    





6
maxMiz x Fl
Miz 0 0
Miz l Fl
F 12000 N
l 2000 mm
Miz | Fl | | 2400000 | 24 10 N mm




      

Figura 1 3. Deformația specifică ϵ (mm/mm)

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
34

Figura 1 4. Deformația specifică ϵ în plan principal

Figura 1 5. Deformația specifică ϵ în planul de mijloc

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
35

Figura 1 6. Deformația specifică ϵ în plan minim

Figura 1 7. Efort unitar normal (von-Mises)

max a
1 2 3108,35 MPa
0 (efort unitar tangential [MPa])  
  


Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
36

Figura 1 8. Efortul unitar normal în plan pri ncipal

Figura 1 9. Efortul unitar normal în plan mijlociu

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
37

Figura 20. Efortul unitar normal în plan minim

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
38
3.2.2. Analiza cu element finit la solicitări termice

0
0
00
t0l l l
lll
ll
E
l l 1 t
coeficientul de dilatare liniar  
 
 
 


l ?l
lt
Figura 21.

15o1,6 10 C 



  t 0 0 0
00
0
00
termic
5l l l l 1 t l
=l 1 t 1 l t
ltttll
t
deformatia specifica
E E t
E Modulul de elasticitate longitudinal pe ntru otel 2,1 10 MPa     
   
  

   


Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
39
3.2.2.1. Analiza cu element finit la solicit ări termice și mecanice la 50oC

Figura 22. Deformații totale la temperatura de 50oC

Figura 23. Deformații direcționale pe axa X la temperatura d e 500C

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
40

Figura 2 4. Deformația specifică ϵ (mm/mm) la temperatura de 50oC

Figura 2 5. Deformația specifică ϵ în plan principal la temperatura de 500C

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
41

Figura 2 6. Deformația specifică ϵ în planul de mijloc la temperatura de 50oC

Figura 2 7. Deformația specifică ϵ în plan minim la temperatura de 50oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
42

Figura 2 8. Efort unitar normal (von -Mises) la temperatura de 500C

Figur 2 9. Efortul unitar normal în plan principal la temperatura de 50oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
43

Figura 30. Efortul unit ar normal în plan mijlociu la temperatura de 500C

Figura 31. Efortul unitar normal în plan minim la temperatura de 50oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
44
3.2.2.2. Analiza cu element finit la solicit ări termice și mecanice la 100o

Figura 32. Deformații totale la temperatura de 100oC

Figura 33. Deformații direcționale pe axa X la temperatura de 100oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
45

Figura 3 4. Deformația specifică ϵ (mm/mm) la temperatura de 100oC

Figura 3 5. Deformația specifică ϵ în plan principal la temperatura de 100oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
46

Figura 3 6. Deforma ția specifică ϵ în planul de mijloc la temperatura de 1000C

Figura 3 7. Deformația specifică ϵ în plan minim la temperatura de 100oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
47

Figura 3 8. Efort unitar normal (von -Mises) la temperatura de 100oC

Figura 3 9. Efortul unitar normal în plan principal la temperatura de 100oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
48

Figura 40. Efortul unitar normal în plan mijlociu la temperatura de 100oC

Figura 41. Efortul unitar normal în plan minim la temperatura de 100oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
49
3.2.2.3. Analiza cu element finit la solicit ări termice și m ecanice la 150o

Figura 42. Deformații totale la temperatura de 150oC

Figura 43. Deformații direcționale pe axa X la temperatura de 1500C

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
50

Figura 4 4. Deformația specifică ϵ (mm/mm) la temperatura de 150oC

Figura 4 5. Deformația specifică ϵ în plan principal la temperatura de 150oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
51

Figura 4 6. Deformația specifică ϵ în planul de mijloc la temperatura de 150oC

Figura 4 7. Deformația specifică ϵ în plan minim la temperatura de 150oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
52

Figura 4 8. Efort unitar normal (von -Mises) la temperatura de 150oC

Figura 4 9. Efortul unitar normal în plan principal la temperatura de 150oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
53

Figura 50. Efortul unitar normal în plan mijlociu la temperatura de 150oC

Figura 51. Efortul unitar normal în plan minim la tempera tura de 150oC

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
54

Tabel 2. Rezultate le obținute în urma analizei mecanice și termice
Mecanică Termică 500C Termică 1000C Termică 1500C Unitate de
măsură
σ (von-Mises) 108.35 168.45 469.25 779.61 [MPa]
σ (Maxim) 117.67 174.36 546.48 918.77 [MPa]
σ (Mediu) 22.17 70.255 214.33 358.4 [MPa]
σ (Minim) 12.017 12.537 33.498 56.262 [MPa]
ϵ (Maxim) 0.00055354 0.00076123 0.0023869 0.0040136
ϵ (Mediu) 8.7427×10-5 0.00015962 0.00044447 0.00072932
ϵ (Minim) 1.6552×10-7 4.0578×10-6 7.0743×10-6 6.5593×10-6

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
55
CONCLUZII

1. σ150o
și ϵ150o sunt cele mai mari față de σ100o
, ϵ100o, σ50o
și ϵ50o.
2. Dacă σ și ϵ au valori mari trebuie luat un alt material mai rezistent.
3. Dacă σ și ϵ sunt mari se măresc dimensiunile secțiunii transversal e ale grinzii principale.
4. S-a pus forța în capătul grinzii care este locul cel mai nefavorabil.
5. Efectele din încastrare sunt maxime.
6. Ca temă de cercetare se iau mai multe grinzi cu aceleași caracteristici dar din materiale
diferite.
7. Se ține cont și de preț ul de cost și se alege varianta optimă.
8. Pentru temperaturile de 1000C și 150oC rezultatele nu sunt luate în calcul deoarece σ trece
în domeniul plastic.

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
56
BIBLIOGRAFIE

1. PRESCRIPTII TEHNICE, COLECTIA ISCIR, IN VIGOARE
2. MIRCEA ALAMOREANU, s.a. : “ MASINI DE RIDICAT – Organele specifice și
actionarea masinilor de ridicat” vol I, II, EDITURA TEHNICA BUCURESTI -1996,2000
3. DAN DRAGOS, s.a. : “MACARALE SI MECANISME DE RIDICAT Îndrumator
pentru constructie, exploatare și verific are”, EDITURA TEHNICA, BUCURESTI -1977
4. OCTAVIAN TANASESCU, s.a. : “MASINI DE RIDICAT, TRNSPORTAT SI
UTILAJE PORTUARE -Manual pentru licee industriale cu profil de marina, meseria
electromecanic naval, clasele a XI -a și a XII -a”
5. ION POPA : “INDRUMATOR p entru exploatarea macaralelor în constructii”,
EDITURA TEHNICA, BUCURESTI -1987
6. I.R.S. -Colectia de standarde în vigoare pentru instalatii de ridicat
7. P. ANTONOV, N. DAVIDESCU, Z. PREDA : “CARTEA MACARAGIULUI SI A
MECANICULUI TRANSLATORIST” , Oficiul de informare pentru aprovizionarea tehnico –
materiala și controlul gospodaririi fondurilor fixe, BUCURESTI -1984
8. P. ANTONOV, N. DAVIDESCU, Z. PREDA : “INDRUMAR PENTRU
AUTORIZAREA MACARAGIILOR”, Oficiul de informare documentara pentru aprovizionarea
tehnico -materiala și controlul gospodaririi fondurilor fixe, BUCURESTI -1986
9. VITA I., s.a. : “MASINI DE RIDICAT IN CONSTRUCTII : Exploatare. Întretinere.
Reparatii” , EDITURA TEHNICA, BUCURESTI -1989
10. SEGALL H., VITA I., POPA I. : “MACARALE PENTRU CONSTRUCTII: Calculul
și constructiamacaralelor” , EDITURA TEHNICA -1979
11. VOICU M., MACRIS A. : “INSTALATII DE RIDICAT SI DE TRANSPORTAT :
Manual pentru licee industriale cu profil de mecanica” , E.D.P., BUCURESTI -1977
12. POPESCU STELIAN, POPESCU CONSTANTIU, GHITUL EASA ILARION :
“MASINI SI INSTALATII ELECTRICE : Manual pentru licee industriale cu profil de
mecanica” -clasa a XII -a
13. MERET N., IONESCU C. :”TEHNICA SECURITATII LA MASINI DE RIDICAT”
,1980
14. Ministerul Muncii Si Protectiei Sociale -Departamentul Prote ctiei Muncii:”NORME
SPECIFICE DE PROTECTIE A MUNCII PENTRU TRANSPORTUL INTERN” , 1998
15. De Xie, „Progressive crack growth analysis using interface element based on virtual
crack closure technique‟, Elsevier, issue 11, July 2006, Pages 977 -984
16. Chang Zang, „Improving lifting motion Planning and Replanning of Cranes with
Consideration for Safety and
17. Efficiency‟, Advance Engineering informatics, Vol.26, April 2012, Pages 396 – 410B
18. Richard G. Budynas and J. Keith Nisbett, „Mechanical Engineering D esign‟, 2011
19. V. D. Kodgire and S. V. Kodgire, „Material Science and Metallurgy‟, 2010, Page No.
329
20. V. B. Bhandari, „Design of Machine Elements‟, Third Edition, 2011
21. Sham Tickoo, „ANSYS 11.0 Release‟, 2012
22. Ansys Workbench 11.0 help library 2008
23. IS 808:1989, Dimensions for hot rolled steel beam, column, channel and Angle
sections, third revision.
24. Baker J. “Cranes în Need of Change”, Engineering , v. 211, n. 3, p. 298. 1971.

Metode de studiere a solicitarilor termice și mecanice pentru macaraua pivotantă de perete tip:
ECO2.500.2
57
25. Basu A., Majumdar A. K., Sinha S., “An Expert System Appro ach to Control System
and Analysis” , IEEE Trans. on Systems, Mans and Cybernatics , v. 18, n. 5, pp. 685 – 694, 1989.
26. Erden Z., Erkan M. and Erden A., “A Computer Based Design Support System for
Automate Access to the F. E. M. Rules în a Crane Design Pro cedure”, Proceedings of the 7th
Înternational Machine Design and Production Conference, pp. 575 -583, Ankara, Turkey 1996.
27. Gupta T. “An Expert System Approach în Process Planning: Current Development
and its Future”, Computers and Engineering , v. 18, n. 1, pp. 69 -80, 1990.
28. Marchese P. J. and Rice R. F., “Trends în Equipment Design and Controls for Heavy
Duty Îndustrial Overhead Traveling Cranes”, Iron and Steel Engineer , v. 51, n. 9, p. 66, 1974.
29. Unsal (Erden), Z. and Erden, A., Computer Automate d Access to the “F.E.M. Rules”
for Crane Design, Proceedings of the Înternational Conference on Engineering Software , pp.
135-142, Stafford, UK 1993.