Proiect de diplomă [609203]

Proiect de diplomă
11

CUPRINS

1. INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 13
1.1. Tema proiectului ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 13
1.2. Oportunitatea temei ………………………….. ………………………….. ………………………… 13
1.3. Problemele analizate și rezolvate în cadrul acestui proiect ………………………….. .. 13
1.4. Considerații generale despre combustibilii solizi ………………………….. ……………. 14
1.5. Surse de documentare ………………………….. ………………………….. …………………….. 15
2. ANALIZA STADIULUI ACTUAL ………………………….. ………………………….. ……… 17
2.1. Considerații generale despre concasoarele cu ciocane ………………………….. …….. 17
2.2. Principalele firme din țară și străinătate care fabrică concasoare cu ciocane …… 18
2.3. Principalele tipuri de concasoare cu ciocane fabricate în țară și străinătate …….. 19
2.4. Descrierea soluțiilor tehnice și constructive actuale aplicate…………………………..22
3. CONSTRUCȚIA, COMPONENȚA ȘI FUNCȚIONAREA UTILAJULUI …….. 24
3.1. Analiza critică a variantelor constructive prezentate ……………………………… ………24
3.2. Adaptarea soluțiilor tehnologice și constructive ale unui concasor cu ciocane
articulate în vederea reducerii impactului asupra mediului ………………………….. . 26
3.2.1. Măsura de etanșare a ieșirilor arborelui rotorului din carcasă ……………… 26
3.2.2. Măsura de etanșare dintr e subansamblele componente ale carcasei cu flanșe
metalice și garnituri gonflabile ………………………….. ………………………….. ……….. 27
3.2.3. Măsura de creare a unei depresiuni cu ajutorul unei instalații de
exhaustare………………………………………………………….. ………………. ………… ……… 30
3.2.4. Măsura de reducere a vibrațiilor produse de concasor…………………………. 31
3.2.5. Măsura de reducere a zgomotului produs în funcționare……………………… 32
3.3. Descrierea utilajului propus……………………………………………………………………… 34
4. MEMORIUL TEHNIC ………………………….. ………………………….. …………………………. 39
4.1 Calcule tehnologice ………………………….. ………………………….. …………………………. 39
4.2 Calcule cinematice ………………………….. ………………………….. ………………………….. 42
4.3 Calcul de verificare dinamic ă a ciocanelor ………………………….. ……………………… 47
4.4 Calcul de rezistență, dimensionare și verificare arbore rotor ………………………….. 49

Proiect de diplomă
12
4.5 Calculul de verificare a durabilității rulmenților ………………………….. ………………. 55
4.6 Dimensionarea instalației de exhaustare praf și a ciclonului de separare …………. 56
4.6.1. Considerații generale………………………………………………………………………. 56
4.6.2. Determinarea diametrului ciclonului…………………………………………………. 58
4.6.3. Determinarea diametrului minim al particolelor ce pot fi separate în
cicloane………………………………………………. ……….. ……………….. …………………….. 59
4.6.4. Randamentul cicloanelor…………………………………………………………………. 60
5. ASPECTE PRIVIND REALIZAREA, INSTALAREA ȘI EXPLOATAREA…. …61
5.1 Descrierea constructivă și componența……………………………………………………….. .61
5.2 Modul de funcționare al concasorului cu ciocane articulate…………………………… .62
5.3 Condiții tehnice de respectat în timpul execuției și probelor în vederea t estării
performanțelor prevăzute prin temă…………………………………………………………………… 63
5.4 Condiții tehnice pentru instalare, întreținere și exploatare………………………………. 63
6. ASPECTE PRIVIND SECURITATE A ȘI SĂNĂTATEA ÎN MUNCĂ……………… 65
7. CONTRIBUȚII PERONALE. CONCLUZII. PERSPECTIVE………………………… .69
7.1 Măsuri rezolvate pentru realizarea conformității cu normele europene de
securitate……………………………………… ……………………………… ………………………… …….69
7.2 Contribuțiile personale privind măsurile luate în cadrul lucrării pentru reducerea
impactului asupra mediului…………………………………………….. ………………………… …….70

BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 72
OPIS ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 73

Proiect de diplomă
13

1. INTRODUCERE

1.1 Tema proiectului

„Proiectarea unui concasor cu ciocane articulate Q = 400 t/h pentru cărbune, având soluții
tehnice pentru eliminarea poluării atmosferice.”

1.2 Oportunitatea temei

Utilizarea industrial ă a cărbunelui se refer ă la producerea energiei electrice în
termocentral ele pe că rbune, iar utilizarea casnic ă, se refer ă la încazirea locuin țelor și producerea
apei calde. Costurile utiliz ării cărbunelui sunt r elativ mai reduse decât variantele pe baz ă de gaze
naturale și produse petroliere în conditiile cre șterii semnificative a pre țului la produse petroliere și
gaze naturale. Modernizarea echipamentelor pentru sf ărmarea cărbunilor, tema abordată în aceast ă
lucrare, are importan ță pentru domeniul industrial la care se refer ă, fiind astfel necesar ă și
oportun ă, având în vedere c ă este absolut necesar s ă se reconsidere politicile energetice și să se
valorifice și celelalte tipuri de combustibili solizi, a căror pre ț nu a urmat acela și ritm de cre ștere
cu cel al combustibililor tradiț ionali, pe baz ă de produsele petoliere și gaze naturale.
Echipamentul de sfarâmare preg ătește cărbunii din punct de vedere granulometric pentru
arderea în cazane cu focar sau gr ătar și/sau pentru consumul popula ției la înc ălzirea locuin țelor.
Costurile investi ționale pentru achizi ționarea unui echipament din import sunt de 6-8 Euro/Kg
utilaj, fa ță de maxim 4.5 Euro/Kg daca se realizează în țară.

1.3 Probleme analizate și rezolvate î n cadrul acestui proiect

Această lucrare urmărește etapele de proiectare pentru obținerea unui produs competitiv,
robust și fiabil – un concasor cu ciocane articulate Ø1250 x 1600 mm, Q = 400 t/h – care să resolve
necesitățile tehnologice impuse de proce sul de sfărmare și pregătirea tehnologică a cărbunilor,
fiind totodată în deplină concordanță cu normele de mediu.
În cadrul proiectului s -au analizat și s -au rezolvat următoarele probleme:
 calculul capacității de concasare în funcție de dimensiunile constructive adoptate;

Proiect de diplomă
14
 calculul turației arborelui rotorului și a transmisiei funcție de capacitatea de concasare și
de caracteristicile produsului concasat;
 calculul și dimensionarea unei instalații de exhaustare și de separare a prafului prin
ciclonare;
 analiza și alegerea unor soluții eficiente de etanșare între elementele constituent ale
carcasei concasorului;
 conceperea unui sistem de protecție a camerei de evoluție a concasorului care să împiedice
accesul accidental al personalului de exploatare și me ntenanță;
 alegerea materialelor din care se realizează organele de concasare și în mișcare ale
utilajului în vederea creșterii duratei de viață a produsului și a siguranței în exploatare;
 analiza și rezolvarea altor probleme de protecție a mediului.

1.4 C onsiderații generale despre combustibili solizi

Combustibilii solizi sunt caracterizați prin condițiile commune prin care au luat naștere și
prin starea lor de agregare solidă. Combustibili solizi naturali sunt de origine vegetală și s -au
format în erele geologice anterioare când suprafața pământului era acoperită cu păduri masive.
Vegetația moartă s -a stratificat sub for mă de zăcăminte, care în timp de milenii au fost supuse la
multiple transformări chimice, îmbogățindu -se în carbon. Substanța de bază, l emnul, s -a
transformat în primă fază în turbă apoi în cărbune brun și în cele din urmă, în huilă. Pentru
caracterizarea completă a combustibililor solizi se recurge la:
 analiza chimică, care prezintă la toate elementele concentrația elementelor chimice de bază
(carbon, hidrogen și oxigen);
 analiza tehnică care prezintă umiditatea , materiile prime și volatile, cenușa, sulful și
puterea caloric a combustibililor;
 analiza fizico -mecanică pentru proprietățile rezistența la compresiune, granulometria,
duritatea și densitatea în vrac.
Din întreaga gamă de combustibili solizi, cei mai răspândiți în țara noastră sunt cărbunii bruni,
care sunt considerați ca o etapă superioară a transformării materialului vegetal. Cărbunele brun
tânăr (lignitul) și cărbunele matur se carcaterizează prin procentul ridicat de cenușă (7 – 40%)
și o unitate mare (11 – 45%). Puterea calorifică a cărbunilor bruni este 1800 -4400 kcal/kg,
rezistența la compresiune relativ mică (până la 800 daN/cm2) și duritate mijlocie.

Proiect de diplomă
15

1.5 Surse de docume ntare

Pentru elaborarea prezentului proiect de diploma s -au folosit pentru documentare
manual de specialitate existente în biblioteca județeană „Petre Dulfu” din Baia Mare și
biblioteca Facultății de Inginerie, articole din revista de specialitate „Cons trucția de Mașini”,
proiecte de concasoare existente în arhiva CEPROM Satu Mare, prospecte și cataloage de
concasoare din fabricația internă, cărți tehnice pentru concasoare cu valțuri Sursele de
documentare externe utilizate la elaborarea proiectului au f ost cataloage și prospecte de
concasoare cu ciocane articulate de pe Internet.

Proiect de diplomă
16

Proiect de diplomă
17

2. ANALIZA STADIULUI ACTUAL

2.1 Considerații generale despre concasoarele cu ciocane

Materialul de concasat este lovit atât în cădere cât și în timp ce se găsește pe
blindajul inferior al concasorului sau prin izbire de grătarul acestuia. Procesul de sfărâmare a
materialului are loc:
 în primă fază prin impactul dintre granulele de material de concas at și ciocanele
concasorului;
 în faza a doua prin impactul dintre granulele proiectate și falca fixă – grătarul
concasorului ;
 în faza a treia și prin sfărmarea prin frecarea dintre ciocane și falcă – gratarele.
Concasoarele cu ciocane sunt echipamente tehn ice ce se caracterizează prin simplitate,
dimensiuni relative reduse pentru productivități ridicate, consum specific de energie scăzut față de
gradul de mărunțire obținut în final și robustețe în exploatare. Ele sunt preferate pentru material
friabile care au rezistența redusă la șoc și în același timp nu sunt abrazive. Materialele abrazive
produc o uzură excesivă a ciocanelor și blindajelor concasorului. Se produc astfel dezechilibrări
statice și dinamice însemnate, cee ace se traduce prin costuri de explo atare ridicate și staționări
frecvente. La concasarea materialelor umede și cu conținut de materiale aderente există riscul
înfundării concasorului cu material concasat, care se lipește de falca fixă, de pereții laterali și de
cei frontali ai carcasei. Pro cesul de înfundare a concasorului începe de jos în sus și desfundarea lui
este greoaie și se rezolvă numai manual. Pentru concasarea materialelor umede se recomandă ca
pereții interiori ai carcasei și a fălcii să fie încălziți cu abur saturat sau electric cu rezistențe, pentru
a preîntâmpina fenomenul de lipire și implicit cel de înfundare.
Concasoarele cu ciocane, în comparație cu alte tipuri de concasoare, permit obținerea unui
grad de mărunțire ridicat cu un consum specific de energie mic. În mod obișnui t gradul de
mărunțire (raportul dintre diametrul granule maxime la intrare și diametrul granule maxime la
ieșire) este de 10 -15, iar la mori cu ciocane ajunge la 30 -40. Dimensiunile produsului finit depind
în mare măsură de viteza periferică a ciocanelor c oncasorului.

Proiect de diplomă
18
2.2 Principalele firme din țară și străină tate producătoare de concasoare cu ciocane

Principalele firme din țară și străinătate care produc concasoare cu valțuri sunt:
• AMERICAN PULVIZER SUA
• COLUMBIA STEEL CASTING CO, INC. Canada
• DRAGON Franta
• DYMATRON .INC
• EIJKELKAMP AGRISEARCH Olanda
• ENVIRO PAK SUA
• ERDWICH Germania
• FORTUNE INDUSTRIAL TECHNOLOGIES INC. SUA
• FRITSSCH Gmbh Germania
• GL&V/ DORR -OLIVER Canada INC. Canada
• HERZOG AUTOMATION SUA
• HOLZMAG AG Elvetia
• HUMBOLD WEDAG Germania
• JERSEY CR USHER INC. SUA
• KOBELCO Japonia
• LEX KILN INDUSTRIES SUA
• MACINERY & EQUIPEMENT ,INC SUA
• PATTERSON INDUSTRIES LIMITED Canada
• SINGH – BULLET India
• TEHNOMIN Baia Mare

Concasoarele cu ciocane sunt utilizate pentru sfărmarea materialelor granulare necesare în:
• industria materialelor de construcŃii (ipsos, pietra de var, agregate pentru drumuri,
• argilă, etc);
• industria chimică;
• industria ceramică (în procesele tehnologice de preparare a tufurilor vulcanice);
• industria minieră, la prepararea combustibililor solizi (lignit, cărbune brun, huilă), pentru
arderea în cazane cu grătar.
Construcția acestor echipamente este similară cu cea a utilizării lor în diferite procese de
preparate unde este nevoie de o granulometrie uniform și precisă. Pe plan extern, firme ca
DRAG ON (Franța), KRUPP și WEDAG (Germania) au realizat concasoare cu valțuri pentru

Proiect de diplomă
19
diverse utilizări încă din secolul trecut. Pe plan intern s -au fabricat concasoare cu valțuri la
întreprinderi ca IMMUM Baia Mare, UNIO Satu Mare, VULCAN București, după proiec te ale
institutelor IPROMIN, IPROCHIM, CEPROM Satu Mare, ICPMN Baia Mare.

2.3 Principalele tipuri de concasoare cu ciocane fabricate în țară și străinătate

În principal, se execute concasoare cu ciocane articulate de la productivități de 20 t/h, până la 1600
t/h. În figura de mai jos este prezentat un astfel de concasor cu dimesniunile rotorului de
Ø1250×1600 mm și cu capacitatea de Q = 400 t/h. Exemple de concasoare cu ciocane care se
fabrică pe plan extern:

Fig. 2.1 Concasor cu ciocane fabricat de firma AMERICAN PULVIZER SUA

Fig. 2.2 Concasor cu ciocane fabricat de firma Dragon Franța

Proiect de diplomă
20

Fig. 2.3 Concasor cu ciocane fabricat de firma HOLZMAG AG Elveția

Fig. 2.4 Concasor cu ciocane fabricat de firma HUMBOLD WEDAG Germania

Fig. 2.5 Concasor cu ciocane fabricat de firma METSO MINERALS – NORD

Proiect de diplomă
21

Fig. 2.6 Concasor cu ciocane fabricat de firma MACINERY & EQUIPEMENT INC. SUA

Fig. 2.7 Concasor cu ciocane fabricat de firma SINGH – BULLET India

Fig. 2.8 Tipur i de ciocane fabricate de firma KRUPP Germania

Proiect de diplomă
22
2.4 Descrierea soluțiilor tehnice și constructive actuale applicate

Concasoarele cu ciocane articulate pentru cărbune sunt utilaje energetice de mare
capacitate utilizate pentru mărun țirea cărbunilor inferiori, în vederea valorificării acestora în
termocentrale electrice. Pe plan intern si extern se produc următoarele tipuri si variante
constructive de concasoare:
• După dimensiunea produsului realizat se deosebesc două tipuri:
– concasoare cu ciocane cu g ranula ția la ie șire >10 mm ;
– mori cu ciocane cu granula ția la ie șire <10 mm .

• După modul de prindere a ciocanelor :
– concasoare cu ciocane fixe ;
– concasoare cu ciocane articulate .

• După numărul rotoarelor :
– concasoare cu un rotor ;
– concasoare cu două rotoare .

• Variantele constructive pentru ac ționarea concasoarelor:
– acționare cu motoare electrice, cuplaje hidraulice si transmisii prin curele trapezoidale ;
– acționare cu motoreductoare si transmisii prin curele trapezoidale ;
– acționare cu motoare electrice , cuplaje hidraulice, reductoare si transmisii prin curele .

• Variantele constructive pentru lagăruirea arborelui rotorului :
– lagăre de alunecare cu cuzine ți din bronz si ungere cu unsoare sau ulei ;
– lagăre de rostogolire cu rulmen ți radial oscilan ți cu bile , ungere c u unsoare consistentă ;
– lagăre de rostogolire cu rulmen ți radial oscilan ți cu role butoi ungere cu unsoare consistentă
sau ulei .

• Variantele constructive pentru etansarea lagărelor arborilor val țurilor :
– etansare cu inel de pâ slă;
– etanșare fară contact cu la birinti de frontali ;
– etanșare cu labirinți frontali ș i garnitură special;
– etanșare cu man șete de rota ție (simeringuri );

Proiect de diplomă
23
– etanșare cu labirinț i frontali pe o parte si pe ceala ltă parte, etan șare fără contact cu deflector
de eliminare a unsorii uzate prin centifugare .

• Variantele constructive pentru etansarea iesirii arborilor val țurilor din carcasă :
– etanșare cu inel de pâslă ;
– etanșare fară contact cu labirinti de frontali ;
– etanș are cu man șete de rota ție (simeringuri );
– etanșare prin crearea unei depresiuni cu ajutorul unu i ventilator axial montat pe
arborele rotorului .

• Variantele constructive pentru etansarea elementelor costituiente ale carcasei
concasorului :
– etanșare cu flan șe metalice fă ră garniture;
– etanșare cu flan șe metalic e garnituri nemetalice ( cauciuc) ;
– etanșare cu flan șe metalice cu garnituri gonflabile ;
– crearea unei depresiunii cu ajutorul unei instala ții de exhaustare .

• Variantele constructive pentru ungerea lagărelor val țurilor :
– ungere cu unsoare consistentă prin demontarea capacului lagărului ;
– ungere cu unsoare consistentă prin intermediul unui ungător cu pâlnie ;
– ungere cu unsoare consistentă prin intermediul unui ungător cu bilă ;
– ungere cu ulei sub presiune pentru varianta de lagăre de rostogolire în cazul când
turația arborelui rotorului depăseste limita de ungere pentru lubrifierea cu unsoare
consistentă .

• Variantele constructive pentru protec ția personalului de exploatare si măsuri de
securitate:
– protectori metalici confectiona ți din profile s i împletitură de sârmă cu fixare cu
organe de asamblare demontabile;
– protector metalic din tablă sub țire pentru cuplajul hidraulic;
– barieră optică în jurul concasorului ;
– uși de vizitare cu micrînterupătoare normal închise, echipamentul nu porne ște dacă o
ușă este deschisă.

Proiect de diplomă
24

3. CONSTRUCȚIA, COMPONENȚA ȘI FUNCȚ IONAREA UTILAJULUI

3.1 Analiza critică a variantelor constructive prezentate

În vederea deciziei asupra solutiilor constructive prezentate anterior, sunt considerat e
următoarele criterii de selecț ie:
1. Criterii de performanț ă – realizarea parametrilor principali de calitate prin realizarea integrală a
măsurilor intrin seci de securitate și de protecț ie a mediului.
2. Criterii de siguranță în funcționare și de autoprotecț ie la pătrunderea corpurilor dure și/sau
metalice.
3. Criterii de calitate tehnico – economici prin analiza costurilor realizării măsurilor de securitate
și a reducerii impactului asupra mediului.
4. Criter ii de fiabilitate și andurantă.
5. Criterii de siguranț ă în ex ploatare prin realizarea pr otecț iei contra riscurilor d e accident și
asigurarea sănătăț ii personalului operator și de menten anță.
6. Criterii mentenanță și de exploatare.
7. Criterii de zgomot, vibraț ii și de mediu ecologic .
8. Criterii de aspect, design, compactitate.
Dintr -o analiză critică a variantelor constructive prezentate mai sus rezultă că toate tipurile
de prote ctori metalici și de altă natură, măsurile tehnice prezentat e anterior prezintă avantaje și
dezavantaje î n raport cu criteriile de selecț ie preconizate. Din toate tipurile prezentate de protectori
care realizează funcț iile de securitate cu costuri investi ționale optime scopului propus se remarcă
următorele variante :
– protectori metalici confecționaț i din profile și împletitură de sârmă cu fixare cu organe de
ansambare demontabile;
– protector metalic din tablă subț ire pentru cuplajul hidraulic;

Proiect de diplomă
25
– uși de vizitare cu microînterupatoare nor mal închise, echipamentul nemai putând să pornească
dacă o ușa este deschisă.
Avantajele acestor soluții sunt că asigură o protecț ie corespunzătoare la organele în mișcare
ale conc asorului cu costuri relative scă zute. Pro tectorii metalici realizaț i din schelet metalic
acoperit de o împletitură de sârmă cu ochiuri pă trate de maxim 20 mm asigură și vizualizarea stării
curelelor de transmisie în vederea înlocuirii preventivă a acestora și implicit eliminarea riscului de
rupere a acestora. Protectorul metalic al cupl ajului hidraulic asigură protecț ia mecanică împotriva
pătrunderii mâinilor la nivelul cuplajul hidraulic în mișcare (nrot=1500rot/min) și totodată
protejează personalul de exploatare împotriva eventualelor stropiri cu ulei fierbinte (cca 800C).
Ușile prevăzute cu microinterupatoare normale închise sunt conec tate în circuitul de comandă al
acționării și nu permit pornirea concasorului dacă aceste uși sunt deschise.
Varianta cu barieră optică este mult mai scumpă din punct de vedere investiț ional și nu este
adecvată, deorece oprirea concasoru lui la intrarea în zona restricț ionată nu este instanta nee datorită
momentului de giraț ie foarte mare al rotorului cu ciocane (durata medie de oprire este de 3 -5 min).
Carcasa concasorului este executată din tablă groasă de 20 mm și este nervurată pentru a
rezista șocului generat de lovitura de la o eventuală rupere a unui ciocan (care se rotește cu
50m/sec). Avantajele concasoarelor cu ciocane articulate sunt că ciocanele articulate se pliază la
pătrundera unor obiecte metalice sau unor corpuri dure, evitând asfel distrug erea echipamentului
și lezarea personalului de exploatare.
Acolo unde nu se poate elimina prin măsuri constructive riscurile de accident din motive
tehnice sau economice, atunci se apelează la reducerea perfomanț elor echipamentului tehnic în
folosul creș terii securizării acestuia prin reducerea vitezei periferice a ciocanelor și implicit a
turației rotorului care diminuează calit atea produsului concasat și creș te foarte mu lt sortul
cărbunelui cu granulaț ie peste limita admisă. Se poate recurge și la costu rile importante de
securizare prin bariere optice sau cu laser. Dar, când acestea nu sunt justificate în contextul
modului de exploatare al echipamentului, se prescriu măsuri speciale de securitate pentru
personalul de exploatare și întreț inere pentru elim inarea totală a acestor riscuri.

Proiect de diplomă
26
3.2. Adaptarea solutiilor tehnologice și constructive ale unui concasor cu ciocane articulate
în vederea reducerii impactului asupra mediului
Dintre toate măsurile de reducere a impactului asupra mediului, se remarcă următoarele
măsuri tehnice:
1. Etanșarea ieșirilor arborelui rotorului din carcasă prin crearea unei depresiuni cu ajutorul unui
ventilator axial montat pe arborele rotorului;
2. Etanșarea dintre subansamblele componente ale carcasei cu flanșe metalice și garnituri
gonflabile;
3. Crearea unei depre siunii cu ajutorul unei instalaț ii de exhaustare;
4. Reducerea vibraț iilor produse de concasor;
5. Reducerea zgomotul ui produs în fun cționare.

3.2.1. Măsura de etanșare a ieșirilor arborelui rotorului din carcasă
Crearea unei depresiunii cu ajutorul unui ventilator axial montat pe arborele rotorului poate
rezolva într -un mod simplu etanșarea fără contact a ieșirilor arborelui din c arcasa concasorului
prin montajul unui disc prevăzut cu palete frontale înclinate care, prin mișcarea rotorului, crează
un curent de aer dinspre exterior spre interior. Orice alt tip de etanșare – cu labirinț i sau cu manșete
de rotatie – datorită turației ridicat e a rotorului are durata de viaț ă redusă și înlocuirea este foarte
dificilă și costisitoare ( figura 3.1 ).

Proiect de diplomă
27

Fig. 3.1 Vedere frontală a unui disc ventilator care se montează pe arborele rotorului

Legendă:
1- disc ventilator
2- paletă ventilator
3- șurub de fixare al discului faț ă de partea frontală a butucului rotorului.

3.2.2. Măsura de etanșare dintre subansamblele componente ale carcasei cu flanșe metalice
și garnituri gonflabile
Se rezolvă eficient problema sc ăpărilor de praf datorită î mbină rilor cu flanșe dintre
subansam blele componente ale carcasei concasorului. Aceste garnituri gonflabile se umflă cu aer
după îmbinare, etașând fo arte bine toate îmbină rile dintre subansamble. De asemenea, acest tip de
garnitură nu necesită prelucrarea unui canal pe flanșele de îmbinare, compensând astfel preț ul
ridicat al garniturii. Fixarea acesteia se face cu niște cleme metalice plasate la 300 mm și fixate cu

Proiect de diplomă
28
șuruburi de flanșele de îmbinare (vezi fig 3.2; fig 3.3; fig 3.4 ). Pentru acest timp de garn ituri nu
este nevoie de asemenea de prelucrarea feț elor flanșelor, care impun condiț ii tehnice sev ere pentru
abaterile de la poziț ie (planeitate, paralelism, perpendicularitate). În prezent, la concasoare,
etanșarea se realizează fără nici un fel de garni turi, fiind astfel necorespunzatoar e din punct de
vedere al protecț ie mediului. S -au realizat și etanșări cu furtun de cacuciuc, dar se impune prezenț a
unui canal prelucrat pe una din feț ele flanșelor de îmbina re, operaț ie destul de dificilă având în
veder e gabaritul și masa subansamblelor componente ale carcasei.
Legendă (figura 3.2 ):
1 – Garnitură gonflabilă CEFIL’AIR
2 – Clemă metalică de fixare
3 – Șurub M8x20
4 – Apărătoare metalică
5 – Flanșele metal ice ale părț ilor componente ale carcasei

Fig. 3.2 Sectiune tranversală prin etanșare cu garniture gonflabile ND30x20

Proiect de diplomă
29
Legendă:
1. Garnitură gonflabilă CEFIL’AIR
2. Clemă metalică de fixare
3. Șurub M8x20
4. Apărătoare metalică
5. Flanșele metalice ale părț ilor componente ale carcasei
6. Piuliț ă M6 pentru fixare a dispozitivului de umflare
7. Dispozitiv de umflare cu supapă

Fig. 3.3 Secțiune tranversală prin etanșare cu garnitură gonflabilă ND30x20

Proiect de diplomă
30
Figura 3.4 : Vedere de sus a modului de fixare a garniturii gonflabile ND30x20
Legendă:
1. Garnitură gonflabilă CEFIL’AIR
2. Clemă metalică de fixare
3. Șurub M8x20
4. Apărătoare metalică

3.2.3. Mă sura de creare a unei depresiun i cu ajutorul unei instalaț ii de exhaustare
Se poate materializa prin conceperea unei tubulaturi metalice care face legătura pneumatică
între gura de alimentare și cea d e evacuare, care anihilează parț ial efectul de ventilator produs de
mișcarea rotorului cu ciocane. De această tu bulatură este racordată inst alația de exhaustare, avînd
productivitatea Q=5000mc/h și presiunea de refu lare H=195mmcolapa și o instalaț ie de separare
a prafului absorbit compusă din trei cicloane Ø500 mm (vezi fig 3.5 ).

Proiect de diplomă
31

Fig. 3.5 Vedere late rală a instalației concasor, instalaț ie de exhaustare și cicloane
Legendă:
1. Concasor cu ciocane articulate Ø125×160 Q=400 t/h
2. Tubulatură de egalizare a presiunii
3. Ventilator radial VCT630, Q=5000mc/h si ∆H=195mmcolapa
4. Tubulatură de refulare aer la cicloane
5. Instalaț ie de se parare praf prin ciclonare (3buc – Ø500).

3.2.4. Măsura de reducere a vibratiilor produse de concasor
Se realizează prin echilibrarea dinamică a rotorului fără ciocane. Dezechilibrul maxim
admis este 30grmm/Kg. E chilibrarea se face prin adaos de mater ial pe feț ele frontale ale
elementelor de capă t și sortarea ciocanelor pe clase de greutate, prec um și montajul acestora în
funcț ie de clasele sortate. Ciocanele se sortează pe grupe de 5 bucăți, în funcț ie de greutate. Se
marchează cu trei cifre (primele două indică numărul de ordine al grupei – de ex : 03, adică grupa
a treia, precum și o a treia cifră care indică numărul de ordine al ciocanului în grupă – de ex :1; 2;
3; 4; 5). La montaj, grupele de ciocane cu greutat e mai mare se montează pe părț ile laterale ale

Proiect de diplomă
32
rotorului. Grupele cu greutăți apropiate se montează pe bolțuri plasate la 1800, diferenț a de
greutate admisă dintre două grupe opuse fiind de maxim 50g.

3.2.5. Măsura de reducere a zgomotului produs în fun cționare
Se constituie mai î ntâi din depistarea surselor de zomot, care sunt:
– funcț ionare în gol a echipamentului (efectul de ventilator) ;
– zgomotul pr odus de curelele de transmisie;
– zgomotul produs de rulmenț ii concasorului și a motorului electric ;
– zgomotul produs de de zechi librul dinamic al rotorului;
– funcț ionarea în sarcină, procedeul de concasare prin impact este un generator de zgomot.
Diminuarea intensitătii sonore produse de sursele de zgomot se realizează prin:
– egalizarea presiunii cu tubulatură ce face legă tura dintre gura de ev acuare și cea de alimentare; –
întinderea corectă a curelelor de transmisie și utilizarea de seturi de curele s elecționate pe lungimi
(diferenț a maximă dintre două curele aparț inând unui set este max 50 mm).
– ungerea periodică a rulmenți lor cu unsoare de calitate și înlocuirea preventivă a rulmenților care
depă șesc cu 10% jocul nominal.
– echilibrarea dinamică a rotorului fără ciocane și sortarea și montajul ciocane pe clase de calitate.
Echipamentele comportă o serie de riscuri care trebuie el iminate încă din faza de concepție.
Toate măsurile de siguranță luate în faza de concepț ie sunt în conformitate cu Directivele
Parlamentului European și ale Consiliului 98/37/CE din 1998 (Directiva Mașini) și cu Standardul
Armonizat SR EN 2 92-2+A1 din Ianuarie 1998 (Securitatea Mașinilor. Concepte de bază. Principii
globale de proiectare. Pa rtea a II -a: Principii și Condiț ii Tehnice.).
Pentru eliminarea pericolelor ce ar putea surveni în timpul exploatării în ceea ce privește
securitatea m uncii, s e evită muchiile tăietoare, porțiunile proeminente etc. prin teșirea sau
rotunjirea tuturor muchiilor ascuț ite care ar putea genera accidente. Se prevede de aseme nea la
nivel de desene de execuție limitarea vibraț iilor prin echilibrarea dinamică a rotoarelor și prin
cântărirea la montaj a ciocanelor articulate prin note sc rise incluse în aceste desene. Toate organele
de mașini din componenț a echipamentului care prin distrugerea integrității lor pot provoc a

Proiect de diplomă
33
accidente grave (arborele rotorului) sunt prevăzute a fi executate din oț eluri aliate și tratate termic.
De asemenea, carcasa concasorului care închide camera de concasare este prevăzut ă a se executa
din tablă groasă de 20 mm pentru evitarea accidentelor care le -ar putea provoca un ciocan rupt.
Materialele utilizate sunt dimensionate pentru a rezista la coroziune, abraziune și uzură. La
conceperea utilajului s -au respectat principiile ergonomice de funcționare automată, necesitâ nd
doar supraveghere periodică. Tabloul de coman dă se va amplasa la o di stanț ă suficientă de
concasor, dar în câmpul de vizibilitate al acestuia. Organele de comandă de pe tabloul electric
trebuie prevăzute cu un buton de oprire de avarie care să poată scoate de sub tensiune întregul
echipament. Concasorul este prevăzut cu un supraveghetor de tura ție care comandă oprirea
concasorului când turaț ia acestuia scade sub 80% din turaț ia nominală. Prevenirea pericolelor
electrice nu face obiectul prezentului proiect, dar se va men ționa în normele de tehnica secur ității
și sănătăț ii mu ncii că toate aparatele și motoarele elctrice vo r fi legate la pământ (rezistenț ă de
pământare minimă 4Ω). S -au luat măsuri pentru reducerea frecvenței necesității intervenț iilor și
prin aceasta reducându -se expunerea la pericole a personalului. S -au presc ris de asemenea
instrucț iuni suplimentare în Cartea Tehnică a produsului, în sensul re glărilor și asigurării
mentenanț ei doar cu utilajul oprit. S -au ales tipurile corespunzători de protectori care realizează
funcț iile de securitate cu costuri investiț ionale optime scopului propus:
– protectori metalici confectionati din profile și împletitură de sârmă cu fixare avînd organe de
ansambare demontabile;
– protec tor metalic etanș din tablă subț ire pentru cuplajul hidraulic care evită stropirea cu ulei
fierbinte în cazurile accidentale;
– uși de vizitare cu microînterupătoare norm al închise, echipamentul nemai putând porni dacă o
ușă este deschisă.
Măsurile pentru reducerea impactului asupra me diului, luate în cadrul prezentei lucrări constă în
principal în :
– etanșarea ieșirilor arborelui rotorului din carcasă prin crearea unei depresiunii cu ajutorul unei
ventilator axial montat pe arborele rotorului;
– etanșarea dintre subansamblele compo nente ale carcasei cu flanșe metalice și garnituri gonflabile;
– crearea unei depresiuni cu ajutorul unei instalaț ii de exhaustare;
– reducerea vibraț iilor produse de concasor;

Proiect de diplomă
34
– reducerea zgomotului produs în funcț ionare.

3.3. Descrierea utilajul ui propus
Principalele caracteristici mecanice pentru concasorul Ø 1250×1600 cu Q=400 t/h sunt,
conform temei de proiect și a consideraț iilor expuse mai sus:
• Productivitatea…………………………………………………………………… ………………….400 t/h
• Material concasat…………………………………………………………… ..cărbuni inferiori (lignit)
• Granulatia la intrare……………………………………………………………………….max . 300mm
• Granulatia la ieșire ………………………………………………………………………….max. 20mm
• Viteza periferică a ciocanelor ……………………………………………………………….50 m/sec
• Marimea cioc anului articulat …………………………………………………………………….15 kg
• Numarul de ciocane ……………………………………………………………………………..112 buc.
• Turatia rotorului……………………………………………………………………………….764rot/min
• Puterea instalată la actionare……………………………………………………………………200kW
• Puterea instal ată la basculare falcă …………………………………………………………..1,5kW
• Tensiunea de alimentare ………………………………………………………………………….400 V
• Dimensiunile nominale rotor………. …………………………………………. Ø 1250x1600mm
• Gabarit……………………………………………………………………………..4500x3500x2485mm
• Masa …………………………………………………………… ……………………………………16525 kg
Componenta concasorului Ø 1250×1600 e ste prezentat mai jos (figura 3.6 ):
Legendă (figura 3.6 ):
1. Rotor cu ciocane articulate
1. Carcasă concasor
2. Motor electric MIB3 -315M 200 kwx1481 rot/min 400V
3. Cuplaj hidraulic CH 630 cu fulie de curea Dp1=
500mm

Proiect de diplomă
35
4. Curele trapezoidale SPC -6000 – 7buc
5. Protector mec anic
6. Roată de curea condusă Dp2=
970 mm
7. Mecanism de basculare falca N=1.5 kw , 400V.
8. Capac cu falcă de sfăramare
9. Gură de ali mentare
10. Tubulatură de egalizare presiunii
11. Gură de evacuare a prdusului concasat

Fig. 3.6 Concasor cu ciocane articulate Ø1250x1600mm cu Q=400 t/h

Legendă (figura 3.7 ):
1- Lagăr de trecere

Proiect de diplomă
36
2- Arbore rotor
3- Butuc de capat – 2 buc
4- Ventilator de absortie
5- Bolt de articulatie ciocane
6- Ciocan de 15 kg
7- Element de sustinere bolturi – 7buc
8- Lagăr de capăt

Fig. 3.7 Rotor cu ciocane articulate Ø1250×1600
În figurile 3.7 și 3.8 sunt prezentate sectiunile axială, respectiv longitudinală prin rotorul
cu ciocane:

Fig. 3.8. Secțiune tranversală prin ventilator și prin rotor cu ciocane articulate

Proiect de diplomă
37
În figura 3.9 este prezentat un lagăr de trecere pe rulment radial oscilant cu role butoi,
având etanșarea realizată cu labirinți metalici umpluț i cu unsoare consistentă prin intermediul unor
ungătoare cu bilă UB3:
Legenda pentru lagărul rotorului din figura 17:
1 – Carcasă lagăr
2 – Rulment radial oscilant cu role butoi și alezaj conic
3 – Bucșă de extracț ie
4 – Labirint axial interior
5 – Capac labirint
6 – Ungător cu bilă UB3
7 – Piuliță cu caneluri pentru extracț ie rulment
8 – Piuliț ă cu caneluri pentru fixare axială labirint interior

Fig. 3.9 Sectiune tranversală prin lagărul de trecere al rotorului

Proiect de diplomă
38

Proiect de diplomă
39

4. MEMORIU TEHNIC

În tema proiectului sunt stabilite urmatoarele valori ale parametrilor principali:
• Tip………………………………………………………………………..cu ciocane articulate
• Material concasat…………………………………………………cărbuni inferiori (lignit)
• Productivitatea …………………………………………………………………………..400t/h
• Dimensiunile nominale rotor……….. ………………………………….Ø1250x1600mm
• Granulaț ia la intrare……………………………………………………………max. 300mm
• Granulaț ia la ieșire ………………………………………………………………max . 20mm
• Viteza periferică a ciocanelor ……………………………………………………..50m/sec
• Marimea ciocanului articulat ………………………………………………………….15kg
• Numărul de ciocane ………………. …………………………………………………112buc.
• Turaț ia rotorului…………………………………………………………………..764rot/min
• Puterea instalată la acț ionare………………………………………………………..200kW
• Puterea instalată la basculare falcă ………………………………………………..1,5kW
• Tensiunea de alimentare …………………………………………. …………………..400V
• Frecvența reț elei electrice……………………………………………………………..50Hz

4.1. Calcule tehnologice
1. Calculul de verificare a raportului dintre dimensiunile nominale ale rotorului:
– Raportu l de L/D =1600/1250=1.28 unde;
– L – lungimea nominală a rotorului prescrisă prin tema L=1600 mm

Proiect de diplomă
40
– D- diametrul nominal al rotorului cu ciocane masurat pe traiectoria vîrfurilor ciocanelor
– D = 1250 mm impus prin temă
Din literatura de specialitate ra portul dintre L și D este L/D=0.5….1.5 [1].
Se observă că raportul dimensiunilor nominale este corespunzător: 0.5<1.28<1.5.
2. Verificarea capacitătii de concasare cu dimensiunile de ro tor impuse prin tema Q=400 t/h
Una din realaț iile empirice, con siderate doar orientativ, recomandate însă p entru
determinarea productivităț ii concasorului cu ciocane articulate [1], este:

unde:
Q – productivitatea concasorului în [t/h];
L – lungimea nominală a rotorului prescrisă prin temă L=1.6m;
Dr – diametrul nominal al rotorului cu ciocane măsurat pe traiectoria vîrfurilor ciocanelor;
n – turatia rotorului în [rot/min] n = 764rot/min;
i – gradul de măruntire (raportul dintre granula maximă de la intrare

Di = 300mm și diametrul granulei maxime la ieșire dc = 20 mm);
k – coficient ce depinde de materialul sfărmat și de constructia concasorului;
k=0.18….0.22
γ
– greutatea volumetrică în [t/m3] γ = 1.1t/m3

Proiect de diplomă
41
Deci c apacitatea de concasare se verifică după această formulă. De asemenea, prin
verificarea capacitatii de concasare cu produse similare fabricate pe plan extern, pentru acceleași
caracteristici ale materialului concasat și la dimensiuni similare, capacitatea concasorului este
echivalentă.
3. Calculul turatiei rotorului cu ciocane
Viteza impusă prin temă pentru concasarea cărbunilor cu granulatia la ieșire mai mică decât
20mm este de 50m/s.

unde:
n- turația rotorului cu ciocane în [rot/min];
v- viteza periferică a ciocanelor v = 50m/sec;
Dr – diametrul exterior al rotrului Dr = 1.25m.
4. Calculul de verificare a puterii de acț ionare
Puterea consumată de concasorul cu ciocane poate fi calculată după consumurile medii
specifice din practică. Pentru concasare a cărbunilor cu gradul de marunț ire 10 -18, consumul de
energie este de K = 0.3 -0.6kWh/t. La concasorul CCA 125×160 cu Q = 400t/h pentru cărbune:
𝑃𝑐=𝐾𝑥𝑄 =0,45𝑥400=180 𝑘𝑊
Puterea necesară antrenării concasorului cu ciocane se poate calcula și cu formula:

unde:
P – Puterea consumat ă de rotorul cu ciocane la funcț ionare în gol;
G – geutatea unui ciocan G = 15daN;
R – distanț a de la centru de greutate al ciocanului pană la axa arborelui rotorului R = 0.625m;

Proiect de diplomă
42
z – numărul de ciocane pe rotor z = 99 ciocane;
K- Cofiecient ce depinde de viteza periferica K = 0.015 pentru v =50 m/s [1];
η – randamentul transmisiei η = 0.9.
La această putere se adaugă și puterea consumată pentru măruntirea materialului și de
frecare a cărbunelui de falca concasorului. Deci rezultă o putere instalată pentru actionare N = 200
kW.

4.2 Calcule cinematice
1. Da te de intrare
– Puterea motorului de actionare valt fix Pmotor valt fix = 200 kW;
– Turatia motorului electric nm = 1482rot/min;
– Turatia rotorului cu ciocane nr = 764rot /min:
– Diametrul primitiv Dp1 = 500mm.

2. Calculul rapoartelor de transmisie
Rapotul total de transmisie:

3. Calculul transmisiei prin curele
Date de intrare adoptate:
– Puterea de transmis Nmot = 200kW;
– Raportul de transmitere ic1 = 1.94
– Diametrul primitiv al rotii motoare Dp1 = 500mm
– Regimul de lucru al transmisiei se consideră că moment de pornire este până la 300% fata
de momentul nominal, iar durata de lucru este de 24 de ore/zi;
– Turatia rotii motoare nm = 1482rot/min.

Proiect de diplomă
43
– Alegerea tipului de curea se face din diagrama de mai jos [1 0], în functie de puterea
motorului și turatia rotii motoare. Pentru valorile r espective adoptate mai sus ( 𝑁𝑚𝑜𝑡=
200kW; 𝑛𝑚𝑜𝑡 = 1482rot/min), rezultă o curea tipul SPC;

Fig. 4.1 Nomograma de alegere a tipului de curele de transmisie

– Calculul diametrului pri mitiv pentru rotile conduse 𝑫𝒑𝟐
𝐷𝑝2=𝑖𝑐1𝑥𝐷𝑝1=500𝑥1,94=970 𝑚𝑚
unde:
– 𝐷𝑝2 – diametrul primitiv al rotii conduse montată pe arborele rotorului;
– 𝑖𝑐1 – raportul de transmitere;
– 𝐷𝑝1 – diametrul primitiv al rotii motoare.
– Calculul diametrelui mediu primitiv :
𝐷𝑝𝑚1=𝐷𝑝1+𝐷𝑝2
2=500 +970
2=735 𝑚𝑚
unde:
– 𝐷𝑝𝑚1- Diametrul mediu primitiv;

Proiect de diplomă
44
– 𝐷𝑝1- diametrul primitiv al rotii motoare;
– 𝐷𝑝2 –diametrul primitiv al rotii conduse monta tă pe arborele rotorului.
– Calculul distantei preliminare dintre axele celor două transmisii:
Distanta dintre axe recomandată pentru durabilitate optimă a curelelor trapezoidale
trebuie să se încadreze în limitele [10]:

unde:
– A- distanta preliminară dintre axele transmisiei;
– Calculul distantei definitive dintre axe pentru cele două transmisii:
Calculul distantei definitive se face după adoptarea lungimii pentru curele SPC din
catolog. Se adoptă pentru ambele transmisi i Lp=6000mm din catologul FARTEC.
Calculul se face cu formula:
unde:

Se adoptă A1=1793 mm. Se verifică dacă distanta dintre axe calculată se încadrează în
limitele prescrise: 1029<1793< 2940, rezultă A – distanț a calculată se încadrează între limitele
stabite.
– Calculul unghiurilor dintre ramurile curelei și a unghiurilor de înfășurare la cele două
transmisii:

Proiect de diplomă
45

unde:
– γ – unghiul dintre ramurile curelei la transmisia prin curele;

– β1 – unghiul de înfăsurare a curelei la roata motoare;
– β2 – unghiul de înfăsurare a curelei la roata condusă.
– Calculul vitezei periferice a transmisiei:

unde:
– v – viteza periferică a rotii conduse;
– Dp2- Diametrul primitiv al rotii conduse (Dp2= 970mm);
– n- turatia valtului fix n=974 rot/min.

– Calculul numărului de curele necesar transmiterii sarcinii de calcul:
unde:
– 𝑧𝑐 – numărul de curele necesar pentu transmiterea sarcinii;
– 𝑐𝑓 – coeficient ce tine seama de regimul de functionare (cf = 1.7 pentru moment de pornire cu
până la 150% mai mare decât cel nominal și funcionare în regim alternativ cu șocuri, cuplaj
hidraulic, durata de lucru 8 -16 ore /zi [10]);
– 𝑐𝐿 – coficient ce tine seama de lungimea curelei (cL = 1.02 pentru o curea tip SPC cu lungimea
de Lp=6000 mm [10]);

Proiect de diplomă
46
– 𝑐𝛽 – coeficient ce ț ine seama de unghiul de înfășurare (cβ = 0.99 pentu β1=1720
[10]);
– 𝑃0- forța maximă transmisă de o curea ( P0=37.02kW, pentu Dp1=500mm și nm=1482rot/min
[10]);
𝑧𝑐=1.7𝑥200
1.02𝑥0.99𝑥37.02=6 𝑐𝑢𝑟𝑒𝑙𝑒
Se adoptă 𝑧𝑐 = 6 curele tip SPC -4500.
– Calculul forț ei periferice, a f orŃei de întindere și a frecvenț ei îndoirilor:
– Calculul fortei periferice :
𝐹𝑝=100 𝑥𝑃𝑐
𝑣=100 𝑥200
88.8=515 𝑑𝑎𝑁
unde:
– 𝐹𝑝- forta periferică;
– v – viteza curele de transmisie (v = 38.8m/s);
– 𝑃𝑐- puterea de calcul (Pc = 200kW).
– Calculul fortei de întindere:
𝑆𝑎=(1.5−2)𝑥𝐹𝑝=2𝑥515 =1030 𝑑𝑎𝑁
unde:
– Sa – forta de întindere în [daN];
– Fp- forta periferică Fp=273 daN.
– Calculul frecventei de îndoire:
𝑓𝑐=2𝑥𝑣𝑥 103
𝐿𝑝=2𝑥38.8𝑥1000
6000=12.9 𝑠−1<<40−1
unde: – 𝑓𝑐 – frecventa de îndo ire în [ 𝑠−1];
– v – viteza periferică a curelelor (vp = 38.8m/s);
– 𝐿𝑝 – lungimea primitivă a curelei ( 𝐿𝑝 = 6000mm).

Proiect de diplomă
47
4.3. Calcul de verificare dinamică a ciocanelor
4.2.1.1. Calculul momentului de inertie al ciocanului
În figura de mai jos este reprezentat un ciocan de 15 kg care echipează rotorul cu ciocane:

Fig. 4.2 Ciocan articulat de 15 kg

– Calculul de verificare a greutătii ciocanului:
Gciocan=V t×p=1.91×7.85=15.0 daN
Vt=V 1+V 2+V 4-V3=1.910dm3
Unde: – Vt – Volumul total al ciocanului (Vt = 1.910 dm3);
– V1 – volumul corpului 1 ( );
– V2 – volumul corpului 2 ( );
– V3 – volumul corpului 3 ( );
– V4 – volumul corpului 4 ( );
– ρ – densitatea materialului din care este făcut ciocanul (ρ = 7.85 daN/dm3).

Proiect de diplomă
48
4.2.1.2. Calculul centrului de greutate al ciocanului
yc=𝑦1×𝐺1+𝑦2×𝐺2+𝑦3×𝐺3−𝑦4×𝐺4
𝐺1+𝐺2+𝐺3−𝐺4
yc=26.25×5.37+11.25×8.48+2.22×1.77−0×0.667
5.37+8.48+1.77−0.667=15.5cm
unde:
– yc – distanta de la axa de rotatie a ciocanului la centru de greutate;
– y1 – distanta de la axa de rotatie a ciocanului la centrul de greutate al corpului 1 (y1=26.25cm);
– G1 – greutatea corpului 1 (G1=V 1×p=0.684×7.85=5.37daN) ;
– y2 – distanta de l a axa de rotatie a ciocanului la centrul de greutate al corpului 2 (y2=11.25cm);
– G2 – greutatea corpului 2 (G2=V 2×p=1.08×7.85=8.48daN) ;
– y3 – distanta de la axa de rotatie a ciocanului la centrul de greutate al corpului 3 (y3=0 cm);
– G3 – greutatea corpului 3 (G 3=V 3×p=0.085×7.85=0/667daN) ;
– y1 – distanta de la axa de rotatie a ciocanului la centru de greutate a corpului 4 (y1=2.22 cm);
– G4 – greutatea corpului 4 (G4=V 4×p=0.226×7.85=1.77daN).

4.2.1.3. Calculul momentului de inertie a ciocanului
– Ja – Momentul de inertie a unui pendul în [Kgm] [1]:
Ja=𝐺𝑐𝑖𝑜𝑐𝑎𝑛
𝑔×yc× (L-yc)+ 𝐺𝑐𝑖𝑜𝑐𝑎𝑛
𝑔×𝑦𝑐2
Ja=[15×0.155 ×(0.3−0.155 )
9.81+15×0.1552
9.81]=0.071kgm
4.2.1.4. Verificarea stabilitătii dinamice a ciocanului Verificare stabilitătii se face cu
formula [1]:
L≅𝟖
𝟗 ×R ciocan
unde:
– L – lungimea ciocanului L=300 mm;
– Rciocan – distanta de la axul rotorului la axa de rotatie a ciocanului ( Rciocan =335mm);

Proiect de diplomă
49
L=𝟖
𝟗×335=297.77mm ≅300mm
Deci se verifică relatia din literatură, ciocanul fiind astfel stabil dinamic.

4.4. Calcul de rezistentă, dimensionare și verificare arbore rotor
1. Determinarea solicitărilor pentru arborele valtului
Arborii valtur ilor sunt supuși la solicitările de:
i) Torsiune;
ii) Încovoiere în două plane perpendiculare;
iii) Oboseală datorită solicitărilor pulsante și alternativ -simetrice.

2. Formula de calcul al momentului de torsiune este ca cea din relatia de mai jos (31):
Mt=95500 ×𝑷𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓
𝒏𝒗𝒂𝒍ț×ɳm
unde:
– Mt – momentul de torsiune aplicat la arborele valtului în [daNcm];
– Pmotor – puterea nominală a motorului electric (Nm=200kW);
– nrotor – turatia rotor (nvalt=764rot/min);
– ηm – randamentul mecanic (ηm=0.90);
Mt=95500×200
764×0.9=2250daNcm
Încovoierea arborelui are loc în plan orizontal datorită fortei de întindere din curea:
– Fi – forta de întindere din curele calculată la punctul 4.2. ( Fi=1030 daN );
– Fc – forta centifugă este o fortă uniform distribuită dar, pentru simplificarea c alculelor de
rezistentă se consideră ca fiind concentrată în planul median al lagărelor de sprijin și că actionează
în aceelași plan cu forta de greutate ( Fc=12270 daN );

Proiect de diplomă
50
Încovoierea arborelui are loc în plan vertical datorită fortei de gravitatie ( FV=G rotor
Grotor=2550daN ), care este o fortă uniform distribuită, dar pentru simplificarea calculelor de
rezistentă se consideră concentrată în planul median al lagărelor de sprijin.
– L – distanta dintre lagăre (L=251cm);
– a- distanta în consolă pentru cent ru rotii de curea (a=40 cm).
3. Diagrama de momente de încovoiere pentru arborele valtului
Fig. 4.3 Diagrama de momente de încovoiere în plan orizontal și vertical

A). ∑𝑀𝑖2=0 De aici rezul tă relaț ia de m ai jos: În plan orizontal, ecuația de momente faț ă
de reazemul 1 este:
Fi×a-Fc×𝐿
2+Rh2×L=0=>R h2=𝐹𝑐×𝐿
2−𝐹𝑖×𝑎
𝐿

Proiect de diplomă
51
Ecuaț ia de m omente față de reazemul 2 este ∑𝑀𝑖2=0. De aici rezultă relaț ia:
𝑅ℎ1×𝐿−𝐹𝑖×(𝑎+𝐿)−𝐹𝑐×𝐿
2=>𝑅ℎ1=𝐹𝑖×(𝑎+𝐿)+𝐹𝑐×𝐿
2
𝐿
Pentru L=251cm și a=40 cm, avem valorile reazemelor:
𝑅ℎ2=12270 ×125 .5−1030 ×40
251=5870 𝑑𝑎𝑁
𝑅ℎ1=1030 ×(40+251 )+12270 ×125 .5
251=7329 𝑑𝑎𝑁
B). În plan vertical avem relatiile pentu determinarea valorilor reazemelor:
𝑅𝑣1=𝑅𝑣2=𝐹𝑐+𝐺𝑟
2=7410 𝑑𝑎𝑁
C). Val orile maxime ale momentelor de încovoiere în plan orizontal și respectiv vertical, se obtin
cu formulele:
𝑀𝑖ℎ𝑚𝑎𝑥 =𝑅ℎ1×𝐿
2−𝐹𝑖×𝑎=7329 ×125 .5−1030 ×40=878590 𝑑𝑎𝑁𝑐𝑚
𝑀𝑖𝑣𝑚𝑎𝑥 =𝑅𝑣1×𝐿
2=7410 ×125 .5=929955 𝑑𝑎𝑁𝑐𝑚
Momentul de încovoiere rezultant se determină cu relaț ia:
Mimax2=𝑀𝑖ℎ2𝑚𝑎𝑥 +𝑀𝑖 𝑣2𝑚𝑎𝑥 =8785902+9299552
Rezultă după efectuarea operatiilor:
Mimax=1279000daNcm
D). Momentul rezultant compus:
𝑀𝑟𝑒𝑧2=𝑀𝑖𝑚𝑎𝑥2+(0.75×𝑀𝑡)2=12790002+(0.75×2250 )2
În final avem valoar ea momentului rezultant total:
𝑀𝑟𝑒𝑧=1280000 𝑑𝑎𝑁𝑐𝑚
4. Dimensionarea arborelui valtului
d=√32×𝑀𝑟𝑒𝑧
𝜋×𝜎𝑎𝑖3=√32×1280000
3.14×15003=21.3𝑐𝑚

Proiect de diplomă
52
În conditiile formulei de mai sus de dimensionarea arborelui la încovoiere și a valorilor
utilizate (σ ai=1500daN/cm2 pentu 40Cr10 călit + revenit, unde σ ai reprezintă rezistenta la
încovoiere pentru solicitare la încovoiere pulsant nulă [8]), se adoptă d arboremax =220 mm.

5. Calculul la oboseală
Pentru calculul la oboseală al arborelui valtului se verifică valoarea coeficientului de
sigurantă pentru sectiunea cea mai solicitată, care are un concentrator de tensiune. Verificarea la
oboseală se face la arbori solicitati alternant simetric de cel put in 104 cicluri. Verificarea se face
într-o sectiune plasată în dreptul canalalului de pană, unde momentul de încovoiere Mip prezintă
un maxim. Calculul la oboseală se face determinând o valoare pentru coeficientul de sigurantă
global pentru solicitări vari abile stationare [8] și care trebuie să fie mai mică decât una limită:
c=1
√1
𝑐𝜎+1
cτ
Unde:
– c – coeficientul de sigurantă global;
– cσ – coeficientul de sigurantă pentru solicitare la încovoiere alternant simetrică;
– cτ – coficientul de sigurantă pentru solicitarea de răsucire pulsatorie.
𝑐𝜎=𝜎−1
𝑘𝜎
𝜀𝜎×𝑦𝜎×𝜎𝑣
– σ-1 – rezistenta la oboseală după ciclu alternant simetric (σ -1=3800daN/cm2 pentru 40Cr10
călit și revenit);
– kσ – coeficient de concentrare sarcini pentru arbori cu canal de pană executat cu freză deget
(kσ=1.5);
– εσ – coficient de marime în functie de diametru și de k σ (εσ =0.8);
– γσ – coeficient ce depinde de calitatea suprafetei în zona de concetra re (γ σ=0.94);
– σv –efortul efectiv în sectiunea unde este concentratorul de tensiune.
𝜎𝑣=𝑀𝑖𝑝
𝑊𝑛𝑒𝑡=389458
675 .4=576 𝑑𝑎𝑁 /𝑐𝑚2

Proiect de diplomă
53
𝑀𝑖𝑝=√𝑀𝑖ℎ2+𝑀𝑖𝑣2=389458 𝑑𝑎𝑁𝑐𝑚
𝑀𝑖ℎ=𝑅𝑖ℎ×𝐿𝑝−𝐹𝑖×𝑎=7329 ×43−1030 ×40=223947 𝑑𝑎𝑁𝑐𝑚
unde:
– R1h – Reactiunea orizontală în reazenul 1 (R 1h=7329daN);
– Lp – distanta de la reazemul 1 la centru canalului de pană (L p=43 cm);
– FI – forta de întindere din curele (F I=1030daN);
– a – distanta de la reazem la centrul rotii de curea conduse (a=40cm).
𝑀𝑖𝑣=𝑅1𝑣×𝐿𝑝=7410 ×43=318630 𝑑𝑎𝑁𝑐𝑚
– Wnet – modul de rezistentă net în sectiunea cu canal de pană;
Wnet=𝜋×𝑑3
32−𝑏×𝑡×(𝑏−𝑡)2
2𝑑=675 .3𝑐𝑚3
– d – diametrul arborelui în sectiunea verificată (d=19.0cm);
– b – lătimea canalului de pană (b=2.8cm);
– t – adâncimea canalului de pană (t=1.0cm). Cu valorile determinate astfel mai sus se poate
determina c σ – coeficientul de sigurantă pentru solcitare la încovoiere alternant simetrică:
𝑐𝜎=3800
1.5
0.8×0.94×576=3.307
În cazul solicitării de torsiune, av em formula:
𝑐𝜏=𝜏−1
𝑘𝜏
𝜀𝜏×𝑦𝜏×𝜏𝑣
Pentru coficientul de sigurantă la solicitarea de răsucire pulsatorie, definitiile sunt
similare cu cele pentru încovoiere, cu adaptările specifice:
– τ-1 – rezistenta la oboseală la răsucire alternantă (τ -1=2500da N/cm2);
– kτ – coeficient de concentrare la răsucire pentru arbori cu canal de pană executat cu freză deget
(kτ =1.6);
– ετ – coeficient ce tine seama de mărimea arborelui (pentru d=100mm ε τ=0.85);

Proiect de diplomă
54
– γτ – coeficient ce tine seama de calitate suprafetei (γτ =0.94).
𝜏𝑣=𝑀𝑡
𝑊𝑝𝑛𝑒𝑡
unde: – Mt – Momentul de răsucire (M t = 2250daNcm);
𝑊𝑝𝑛𝑒𝑡 =𝜋×𝑑3
16−𝑏×𝑡×(𝑑−𝑡)2
2𝑑=1330 𝑐𝑚3
𝜏𝑣=2250
1330=1.7𝑑𝑎𝑁 /𝑐𝑚2
Cu aceste valori se poate determina valoarea coeficientului de sigurantă pentru solicitare a de
răsucire pulsatorie:
𝑐𝜏=2500
1.6
0.85×0.94×1.7=216
Revenind la formula coeficientului de siguranttă global, avem:
𝑐=3307 ×216
√33072+2162=3306 ≫𝑐𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙 =1.5
Deci arborele este supradimensionat din motive de securitate, să se evite pericolele care ar putea
fi generate de ruperea accidentală a arborelui rotorului.

4.5. Calculul de verificare a durabilitătii rulmentiilor
Alegerea tipului rulmentului
– radial oscilant cu role butoi
– s-a făcut în functie de modul de încarcare a valturilor și de posibilitătiile tehnologice de executie
a arborilor valturilor.
S-au ales rulmentii radiali oscilant cu role butoi, seria 22232K, cu dimensiunile de Ø160xΦ340
114, cu capacitate de încarcare dinamică C d= 138 000daN. Formula de calcul a durabilitătii este:
𝐿ℎ=1000000
60×𝑛×(𝐶𝑑
𝑃)
unde: – Lh – durabilitate rulmentului în ore de functionare efectivă;

Proiect de diplomă
55
– n – turatia rulmentului (n=764rot/min);
– Cd – capacitatea d inamică a rulmentului (C d=138000daN);
– P – sarcina dinamică echivalentă (P=F r în [daN]);
– Fr – sarcina radială pe rulment:
Rulmentii seria 22232K cu capacitatea dinamică C=138000daN sunt aleși corespunzator
solicitărilor radiale pentru lagărele rotor ului.

4.6. Dimensionarea instalatiei de exhaustare praf și a ciclonului de separare
4.6.1. Consideratii generale
În procesul de măcinare, datorită rotatiei ciocanelor amplasate pe bolturile rotorului, se
creează un efect de ventilator care conduce la poluarea mediului ambiant cu praful rezultat în urma
concasării și contribuie la degradarea sănătătii personalului de exploatare și întretinere. Pentru
prevenirea acestui fenomen, concasorului i se atasează o instalatie de exhaustare compusă din:
– un ventilator radial cu tubulatură de racord cu concasorul;
– baterie de trei cicloane de separare centrifugală a prafului de cărbune din aerul evacuat.
Consideratiile teoretice despre cicloane de separare pneumatică se referă la faptul că, din
punct de de vedere fizic, un ciclon poate fi comparat cu camera de depunere în care depunerea
prin efect gravitational este înlocuit de depunerea prin efectul centrifugal.
În conditii normale de functionare, efectul centrifugal este cel putin de 5 ori mai mare în
cazul cicloanelor cu diametre mari și foarte mari (cu rezistentă mică) și de 2500 de ori în cazul
cicloanelor mici și foarte mici (cu rezistentă mare). Cicloanele constituie unul din mijloacele cele
mai ieftine de separare a prafului atât din punct de vedere învestitional cât și din punct de vedere
al exploatării și mentenantei. Cicloanele pot separa particole de praf cu diametrul mai mare de
5µm, iar randamentul cicloanelor scade dramatic pentru particolele de praf mai mici de 5µm.
Randamentul cicloanelor crește semnificativ cu mărirea particolelor de praf care trebuie separate,
ajungând la un randament maxim la o granulatie de 200µm, ceea ce este foarte bine pen tru
conditiile impuse de tema de proiectare (granulatie de ieșire – 200µm). Peste această dimensiune,
se pot înlocui cicloanele cu camere de separare gravitationale care sunt mai simple decât
cicloanele. În cazurile speciale în care particole de praf au tendinta marcantă de aglomerare sau în

Proiect de diplomă
56
cazul când concentratia prafului în aer este de peste 230 gr/m3, cicloanele pot separa particole
foarte mici (0.1 -2µm) cu randamente de peste 95%. Randamentul unui ciclon depinde în mare
măsură de forma lui și mai ale s, de raportul dintre dimensiunile lui. În figura de mai jos este
prezentat un tip de ciclon clasic și raporturile optime între dimensiunile ciclonului [1, 2, 5]:

Fig. 4.4 : Cicloane în diferite constructii și raporturile dintre dimensiuni [1, 2, 5]
Unul din factorii cei mai importanti ai functionării cicloanelor este pierderea de presiune
ce are loc în cicloane. În general, această piedere de presiune este exprimată în funcț ie de presiunea
dinamică calculată pe baza aerului la intrarea în ciclon. Astfel, niciuna din relatiile disponibile în
stadiul actual nu a putut tine seama de următoarele fenomene care au loc în procesul de separare
a prafului în cicloane:
• de compresiunea aerului la intrarea în ciclon;
• de frecarea aerului încăr cat cu praf de pereț ii ciclonului;
• de contracț ia curentului de aer la ieșirea din ciclon.

Proiect de diplomă
57
După unele cercetări recente, pie rderea de presiune într -un ciclon este de 1..20% din
presiunea dinamică de la intrarea în ciclon. Variaț ia piederilor este în concordantă cu dimensiunile
ciclonului.

4.6.2. Determinarea diametrului ciclonului
Din analiza materialului documentar aflat la dispozitie s -a adoptat un debit de exhaustare
similar cu cel al firmei PILOT, SHINGASSINI, adica Q=5000m3/h. Vit eza de intrare în ciclon
comform recomandărilor lucrărilor de specialitate este V=15m /s [1]. Se fac următoarele notaț ii: –
S – sectiunea rect angulară de intrare în ciclon ( 𝑆=𝐵𝑐𝑥𝐻𝑐);
– Bc – Lătimea ștutului de intrare în ciclon ( 𝐵𝑐=𝐷𝑐
4 conform rapoartelor dintre
dimensiuni prezentate anterior în functie de diametrul ciclonului);
– 𝐷𝑐 – diametrul ciclonului în [m]
– 𝐻𝑐 – înaltimea stutului de intrare în ciclon ( 𝐻𝑐=𝐷𝑐
2) );
– 𝑄𝑠 – debitul de aer la intrarea în c iclon în [m3/s]:

Se determină sectiunea de intrare în rotor:

Pe de altă parte:

Rezultă:

Se adoptă un ciclon cu diametrul Dc=500 mm.

Proiect de diplomă
58
4.6.3 Determinarea diametrului minim al particolelor ce pot fi separate în cicloane
Diametrul minim al particolelor ce pot fi separate în cicloane clasice se poate calcula cu relatia
de mai jos :

unde: – µ – viscozitatea aerului (µ= 11.8x 10-6 kg/ms);
– Bc – lătimea ștutului rectangular de la intrarea în ciclon.
Pentru o instalatie de ciclonare având un singur ciclon, cu diametrul nominal Dc= 500 mm
determinat mai sus, rezultă:

– Nt – numărul de spirale efectuate de curentul de aer în ciclon (Nt= 5 -10 spirale); în cazul
nostru Nt=6;
– Vc – viteza aerului la intrare în ciclon. Se recomandă ca (Vc= 15m/sec);
– ρs – densitatea particolelor de praf ( ρs=1600kg/m3);
– ρaer – densitatea aerului (ρaer= 1.293 kg/m3).

4.6.4. Randamentul cicloanelor
În practică prezintă interes deosebit randamentul pe fractiuni al cicloanelor deorece praful
rezultat în urma măcinării este eterogen, fiind un amestec de fractiuni de diferite diametre. Cum
însă randamentul ciclonului este dependent de dimensiunile particolelor, rezultă o separare cu un
randament mai ridicat pentru fractiunile mari și un randament redus pentru fractiunile cu
dimensiuni foarte mici.

Proiect de diplomă
59
În fig.4.5.4.a este prezentată o diagramă în care este indicat randamentul pe fractiuni în
functie de dimensiunea particolei date exprimată printr -un raport dintre diametrul particolei
considerate Dp și un diametru conventional Dpc definit ă de relatia :

Curba din diagrama prezentată mai sus a fost construită pe baza unor cercetări
experimental obtinute cu diferite fractiuni de praf pe un ciclon cu rapoartele între dimensiuni
prezentate în fig. 4.4 [1, 2, 5]. În practică ran damentul unui ciclon pe fractiuni nu este așa de
concludent ca randamentul global al ciclonului.

Fig. 4.5 Diagrama pentru randamentul pe fractiuni în functie de Dp/ Dpc

Proiect de diplomă
60
În fig. 4.5 se indică randamentul de separare pentru o dimensiunea dată a particolei, însă
după cum am precizat anterior, praful industrial este compus din particole cu dimensiuni diferite,
în diferite proportii. În cosecintă, randamentul global al ciclonului este constiuit din suma
randamentelor pe fiecare dimensiune de particolă, în cocordantă cu fractiunea din greutatea totală
a sistemului dispers care cuprinde domeniul de mărimi respectiv.
În fig. 4.6 este prezentată o diagramă de determinare a randa mentului global în functie de
greutatea cumulată a fractiunilor cu diametrul mai mare decât cel considerat.
Fig. 4.6 Diagrama de determinare a randamentului global la cicloane

Randamentul global este dat de ordonata medie, adică de ordonata pentru care acele
suprafete hașurate sunt egale. În cosecintă, se poate spune că randamentul global al unui ciclon
este egal cu greutatea cumulată a fractiunilor cu diametrul mai mare decăt d iametrul
conventional Dpc al particolelor din praful care intră în ciclon. Una din cauzele principale de
scădere a randamentului de separare este pătrunderea aerului fals în interiorul ciclonului prin
orificiul de evacuare a prafului.

Proiect de diplomă
61

5. ASPECTE PRIVIND REALIZAREA, INSTALAREA ȘI EXPLOATAREA

5.1 Descrierea constructivă și componenta
Concasorul cu ciocane articulate pentru cărbune CCA125x160 se compune în principal din:
– Grupul motor pentru antrenare concasorului;
– Transmisia prin curele trap ezoidale;
– Rotorul cu ciocane articulate;
– Carcasa conasorului;
– Capacul cu falcă de sfăramare;
– Tubulatura de egalizare a presiunii;
– Instalatia de exhaustare;
– Instalatia de separare a prafului;
– Protectori metalici;
– Elemente de securi tate.
Grupul motor pentru antrenarea rotorului cu ciocane este compus din motor electric
200kWx1482rot/min, cuplaj hidraulic CH630 cu fulie de curea Dp=500 mm și șasiu metalic care
permite deplasarea motorului electric pentru întinderea curelelor trapezoi dale. Transmisia prin
curele trapezoidale este compusă din 7curele trapezoidale înguste SPC6000, o roată motoare cu 7
canale tip C, cu diametrul de Dp1=500 mm, montată coaxial cu cuplajul hidraulic și o roată
condusă cu 7 canale tip C, cu diametrul de Dp2 =970 mm montată pe arborele rotorului. Rotorul
cu ciocane articulate se compune dintr -un arbore sprijinit pe două lagăre cu rulmenii radiali
oscilanti cu role butoi montati pe bucși de extragere și etanșati cu labirinti metalici fără contact,
umpluti cu un soare consistentă. Pe arbore sunt montate discurile de sprijin ale celor 6 bolturi pe
care articulează ciocanele și elmentele de sustinere de capăt montate pe arbore prin intermediul

Proiect de diplomă
62
unor pene paralele. Carcasa concasorului se compune din postament, o con structie metalică pe
care se fixează lagărele rotorului și părtile superioare ale carcasei cu gura de alimentare. Părtile
constituiente ale carcasei sunt etanșate cu ajutorul garniturilor gonflabile. Capacul cu falcă de
sfăramare se compune din falcă de sf ărâmare basculantă cu ajutorul unui mecanism cu
motoreductor melcat, elemente de sigurantă elastice și elemente de reglare a pozitiei fălcii fată de
traiectoria ciocanelor. Etanșarea dintre capac și carcasă este realizată cu ajutorul garniturilor
gonflabil e. Tubulatura de egalizare a presiunii este o constructie formată din tronsoane metalice
îmbinate prin sudură care face legătura dintre gura de alimentare și gura de evacuare. Pe tubulatură
este fixat racordul de legatură cu instalatia de exhaustare. Tubul atura anulează în mare parte efectul
de ventilator al rotorului. Instalatia de exhaustare este compusă dintr -un ventilator radial tip VCT
cu debitul Q=5000m3/h si ∆p=195mmcolapa, șasiu, motor de actionare de 5.5 kW și tubulatura
de racord dintre concasor și bateria de cicloane. Instalatia de separare a prafului este compusă din
trei cicloane Ø500, cu înăltimea de 2000mm și închise cu clapete oscilante, cu deschidere cu
ajutorul unor cilindri pneumatici. Protectorii metalici sunt destinati protectiei perso nalului de
exploatare și protejează contra accidentelor provocate de mișcarea de înfășurare a curelelor de
transmisie și a rotatiei cuplajului hidraulic și impiedică totodată stropirea cu ulei fiebinte scăpat
accidental din cuplaj. Protectorii metalici pen tru curele sunt construiti dintr -o structură metalică
executată din tevi rectangulare și impletitura de sârmă. Protectorul metalic pentru cuplajul
hidraulic este construit din tablă metalică subtire (gros 2mm) pentru împiedecarea stropirilor
accidentale cu ulei fierbinte. Elemente de securitate sunt microîntrerupătoarele normal închise
pentru fiecare ușă și capac de vizitare, care nu permit pornirea concasorului dacă ușile sau capacele
nu sunt închise.

5.2 Modul de functionare al concasorului cu ciocane articulate
Alimentarea cu material de concasat se realizează cu debit uniform, comform temei, la o
granulometrie de maxim 300mm, fără corpuri metalice, cu un debit de 400t/h. Materialul de
sfărâmat intră prin gura de alimentare și primeste un șoc la ciocni rea (prima fază) acestuia cu
ciocanele rotorului, care datorită fortei centrifuge sunt în pozitie radială și proiectat pe falca de
sfăramare (faza a doua de sfăramare). Distanta minimă dintre traiectoria ciocanelor și marginea
inferioară a fălcii de sfărm are este de 20mm, astfel că în momentul când materialul concasat în
fazele anterioare intră în zonă, este supus unui proces de concasare prin forfecare, ceea ce permite
realizarea unei granulometrii cerute prin temă cu max 10% peste 20 mm.

Proiect de diplomă
63
La pătrunder ea unui corp dur, ciocanele se pliază, reducând efectul de șoc care ar putea
avaria concasorul și implicit provocarea de accidente umane.Carcasa este etanșă și împeiedică
răspândirea prafului în atmosferă și prin faptul că este legată o instalatie de exhau stare care creează
o ușoară depresiune în interiorul concasorului, ceea ce împiedică răspndirea prafului în atmosferă.

5.3 Conditii tehnice de respectat în timpul executiei și probelor în vederea testării
performantelor prevăzute prin temă
Arborele rotorului se execută din 40Cr10 călit plus revenit cu rezistenta ridicată la
solicitările de încovoiere și torsiune. Ciocanele se execută din OLC45 sau OL52.2 forjate și
protejate contra uzurii cu un strat dur de relit sau stelit aplicat prin sud ură. Restul componentelor
se vor executa din oteluri laminate din otel OL37.2, OL52.2. Piesele ce urmează a fi îmbinate prin
sudură (șasiul mașinii, carcasa, capac, falca de sfărâmare) vor fi pregătite pentru sudură prin
practicarea rosturilor pentru sudu ră, conform standardelor în vigoare (la sudurile cap la cap) și prin
polizarea muchiilor care vin în contact (pentru sudurile de colt). Sudurile vor avea grosimea de
maxim 0.7 din grosimea celui mai subtire element ce urmează a fi sudat și vor fi continue pe toată
lungimea muchiilor de contact. Electrozii pentru sudură vor fi super -bazici, de grosimi de 2, 3.25
și 4 mm. După sudură se va înlătura zgura și stropii de sudură. Șasiul mașinii și celelalte
subansamble sudate se recomandă ca după sudură să fie s upuse unui tratament termic de
detensionare. Piesele prelucrate prin așchiere (arbori, roti de curea, lagăre, labirinti,etc.) vor
respecta abaterile de formă și de pozitie prescrise în proiect, cotele și tolerantele acestora,
rugozitătile suprafetelor de lucru și montaj. Se va urmări în special abaterea de la coaxialitate dintre
fusurile pentu rulmenti la arborii valturilor, precum și rugozitatea suprafeŃelor cu deplasare
relativă (zona rulmentilor). Muchiile ascutite necotate vor fi teșite 1×450. Razele d e racordare
necotate vor fi R1. Piesele supuse tratamentelor termice (arborii valturilor și arcurile de
compresiune de la mecanismul de basculare) vor avea după tratamente duritătile prescrise în
proiect.În timpul montajului se vor respecta conditiile tehn ice pentu montare și se vor verifica
dimensiunile și ajustajele de montaj pentru rulmenti, roti de curea și mecanism de reglaj fantă de
trecere dintre valturi. Abaterea maximă de la planeitate pentu rotile de curea este de max 0.5mm.

5.4. Conditii tehni ce pentru instalare, întretinere și exploatare
Conditiile tehnice pentru executia probelor pentu atestarea peformantelor stabilite prin
temă sunt:

Proiect de diplomă
64
– Se verifică productivitatea mașinii prin monitorizarea capacitătii de concasare și a
granulometriei produs ului concasat (400t/h și min 90% sub 20mm);
– Se verifică puterea absorbită în sarcină, aceasta nu va depăși 190kW;
– Se verfică nivelul de zgomot care se va încadra sub curba Cz85. Conditii tehnice pentu
instalare, întretinere și exploatare sunt:
– Spatiu necesar pentu utilaj este o încăpere acoperită cu dimensiunile minime de 12mx6m,
cu podea de beto n și grinzi, iluminată și cu reț ea trifazică de 380V la 50Hz;
– Șasiul mașinii se fixează pe fundatie cu un suport din cherestea de stejar pentru
amort izarea vibrariilor transmise clădirii;
– Întretinerea și mentenanta concasorului este una uzuală;
– Concasorul functionează în mod continu în trei schimburi și este conceput să functioneze
fără supraveghere permanentă;
– Rulmenț ii sunt unși cu unsoare consistentă periodic la 3 luni;

Proiect de diplomă
65

6. ASPECTE PRIVIND SĂNĂTATEA ȘI SECURITATEA ÎN MUNCĂ

Modul de realizare a cerintelor de securitate a muncii sunt în conformitate cu legislatia
europeană (Directiva Parlamentului European și a Consiliului 98/37/CE din 22.06.1998) și a
standardelor românești armonizate (SR EN 292 -1 din 1996 și SR EN 2922+A1 -1998). Se prezintă
mai jos lista de măsuri intrinseci care se pot lua în cadrul fazei de proiect:

A . Evitarea sau reducerea pericolelor prin stabilirea optimă a perfomantelor echipamentelor
tehnice

– Forma componentelor fixe trebuie să evite sau să re ducă pericolele mecanice de lovire, întepare,
alunecare, cădere, prin eliminare sau reducerea partială pentru: – elemente tăietoare (nu e cazul),
muchii ascutite (partial), suprafete rugoase (patial), proeminente ascutite (total), existenta
elementelor de protectie împoriva căderilor (nu e cazul);
– Realizarea de mașini cu securitate intrinsecă care, prin forma și pozitia relativă a componentelor
mobile a ET trebuie să elimine sau să reducă pericolele mecanice de: strivire (total), forfecare –
tăiere sa u sectionare (total), înfășurare (total), antrenare sau prindere (total), lovire (partial),
întepare (partial), frecare sau abraziune (total), stropire cu fluide sub presiune (total), alte pericole
mecanice (nu e cazul);
– Limitarea fortei de antrenare pentru eliminarea sau evitarea pericolelor mecanice de: strivire
(total), lovire (partial), de stropire (total);
– Limitarea vitezei de deplasare sau a masei deplasate pentru eliminarea sau evitarea pericolelor
mecanice de: strivire (nu e cazul); lovire (nu e cazul); stropire (nu e cazul);
– Limitarea zgomotului sau a perioadei de functionare a ET pentru eliminarea sau evitarea
pericolelor mecanice afectare a auzului prin nivelul de presiune sonoră redus(85dB) și durata de
functionare/zi (24ore);

Proiect de diplomă
66
– Evaluarea completă a solicitărilor mecanice în raport cu propietătile fizico -mecanice ale
materialelor din care se execută componentele ET pentru solicitări mecanice: 1)Eliminarea sau
reducerea pericolelor datorate avariilor produse prin ruperea elemente lelor active sau a
elementelor de transmisie, prin dimensionarea corectă a acestora (Arbore rotor – C=3.13),
2)Eliminarea sau reducerea pericolelor datorate avariilor produse prin ruperea elementelelor active
sau a elementelor de transmisie prin prevenirea suprasolicitărilor (stifturi de forfecare, limitatori
de torsiune, zone de rupere prestabilite, supape de presiune), (nu e cazul);
– Sisteme de comandă și actionări cu echipamente electrice cu securitatea intriseca (SREN 50020),
(total);
– Aplicarea pr incipiului actiunii pozitive al unei componente a ET asupra celeilalte (Existenta
actiunii mecanice pozitive reprezintă o componentă mecanică aflată în mișcare, care deplasează în
mod inevitabil o altă componentă mecanică împreună cu ea prin contact dire ct sau legături
cinematice rigide; legătura pozitivă este și când o componentă mecanică împiedică orice deplasare
a altei componente numai prin prezenta sa), (total);
– Inexistenta actiunii mecanice pozitive (o componentă mecanică se deplasează și permite alteia să
se deplaseze liber – datorită gravitatiei sau energiei potentiale înmagazinată într -un resort – putem
spune că nu există actiune pozitivă a primei componente asupra celeilate), (partial);
– Respectarea principiilor ergonomice (aplicarea principiilor ergonomice la proiectarea ET
contribuie la creșterea securitătii prin: reducerea stresului și efortului fizic al operatorului,
îmbunătătește perfomantele și fia bilitatea operatiilor de lucru, reduce probabilitatea comiterii de
erori în toate fazele de utililzare a ET):

1) Evitarea pozitiilor și manevrelor stresante în timpul utilizării mașinii și mentenantei (nu ecazul),
2) În ET sunt prevăzute facilităti d e reglare în functie de operator (nu ecazul),
3) În ET nu sunt prevăzute facilităti de reglare în functie de operator (nu ecazul);
4) Adaptarea ET și în special a celor tinute în mână la posibilitătilor de efort și manevră în functie
de anatomia mâin ii, bratului, piciorului (nu este cazul);
5) Prevenirea zgomotului (partial);

Proiect de diplomă
67
6) Prevederea de surse de iluminat local al zonelor de lucru, reglare și mentenantă, în cazurile
când configuratia mașinii, apărătorile, fac ca iluminatul natural să fie insu ficient (se vor prevedea
surse de iluminat cu pozitii fixe);
7) Forma, amplasarea și identificarea organelor de comandă manuală sunt vizibile și
indentificabile cu ușurintă fiind marcate corespunzător; pozitia și forma organelor de comandă
este standar dizată; amplasarea butoanelor de comandă sunt concordantă cu efectul lor (ISO447);
deplasarea levierelor și actionarea rotilor de manevră sunt în concordantă cu efectul lor, de la locul
de comandă principal operatorul poate vizualiza dacă sunt persoane exp use în zonele periculoase;
sistemul de comandă în cazul când operatorul nu poate vizualiza direct zonele periculoase, poate
emite un semnal de avertizare, acustic sau optic, înainte de pornirea ET pentru evitarea surprinderii
operatorilor în zonele pericul oase nevizualizate, persoana expusă în zonele periculoase după
avertizare are posibilitatea tehnică și timpul necesar de a opri ET în timp util fără riscuri de
accident;
8) Modurile tipice de comportament periculos a ET sunt marcate corespunzător;
9) A spectele tipice de comportament periculos a ET sunt imposibilitatea opririi instantanee a
elementelor aflate în mișcare, dar eliminarea pornirii neintentionat/neașteptate;
10) Conditiile tehnice pentru sistemele de comandă permit interventia cu ușurintă a operatorilor
în conditii de securitate și care contin: Posibilitatea analizei sistematice a conditiilor de pornire și
de oprire, Modul de pornire după oprire normală, Modul de repornire după întreruperea ciclului
automat, Modul de repornire după oprirea de urgentă.
– Solicitările mediului ambient: vibratii, praf, electicitate electostatică,
– Pertubatiile generate de aceste solicitări sunt: defecte de izolatie
– Principii de proiectare pentu organele de comandă cu actionare manuală: organele de coman dă
manuală respectă ca formă și amplasament principiile ergonomice mentionate mai sus; organul
de comandă pentru oprire este amplasat în apropierea unui organ de comandă pentru pornire;
organele de comandă sunt amplasate în afara zonelor periculoase cu ex ceptia organelor de
comandă pentru oprirea de urgentă, sau modulul de instruire; Organul de comandă este amplasat
astfel ca oper atorul să vizualizeze direct acț iunea elementelor comandate;
– Acest mod de comandă este completat cu următoarele măsuri de securitate: Limitarea accesului
în zona periculoasă; ET este prevăzut cu organ de comandă pentru oprirea de urgentă aflat la
îndemâna operatorului;

Proiect de diplomă
68
– Sisteme de comandă electrică: sistemele de comandă electrice pentru mașini industriale
corespund cu EN 6 0204 -1pentru toate normele de mai sus;
Compatibilitatea electromagnetică și electronică a ET corespunde standardelor specifice;
– Prevenirea pericolelor generate de echipamentele electrice SREN 60204 -1. Condiriile tehnice
pentru echipamentele electrice respectă : previne șocurile electrice, tratează protecria contra
scurtcircuitelor, tratează protecria contra suprasolicitărilor.

B. Limitarea expunerii la pericole prin reducerea timpului de acces în zonele periculoase
– Limitarea expunerii la pericole prin ridicarea fiabilitătii componentelor ET: durata expunerii la
pericole se reduce datorită reducerii frecventei și numărului de interventii la ET cu fiabilitate
ridicată; componentele care condiŃionează securitatea (senzori, dispozitive, etc.) sunt componente
cu fiabilitate cunoscută; apărătorile și dispozitivele de protecŃie sunt robuste, fiabile și bine fixate
și foarte greu de anihilat.
– Limitarea expunerii la pericole prin mecanizarea sau automatizarea operatiilor de alimentare și
de evacu are: durata expunerii la pericole se reduce datorită mecanizării sau automatizării
operatiilor de alimentare sau evacuare (se evită manipularea manuală a pieselor, materialelor,
substantelor etc.)
– Mecanizarea operatiilor de alimentare/evacuare este r ealizată cu: buncăre de alimentare, cu
dispozitive de deschidere mecanică sau manuale;

Îndeplinind toate aspectele descrise mai sus, proiectul de produs, corespunde. Directivei mașini nr
98/37/CE și standardelor SR EN 292 -2+A1 și SR EN 60204.

Proiect de diplomă
69

7. CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚ II PERSONALE

7.1. Măsuri rezolvate pentru realizarea conformitătii cu normele de securitate

În cadrul lucrării s -au examinat și s -au adoptat acolo unde a fost cazul cerintele esentiale
de securitate în scopul de a asigura conformitatea cu legislatia europeană și cu a standardelor
românești armonizate. Cerintele esentiale de securitate sunt struct urate pe două capitole principale
A și B. Astfel, în cadrul lucrării s -au rezolvat următoarele:
1. Evitarea muchiilor tăietoare, a portiunilor proeminente, etc. În cadrul proiectului analizat s -au
teșit sau rotunjit toate muchiile ascutite care ar fi put ut genera accidente.
2. Limitarea vibratiilor s -a realizat prin echilibrarea dinamică a rotoarelor și prin cântărirea la
montaj a ciocanelor articulate.
3. Toate organele de mașini din componenta echipamentului care prin distrugerea integritătii lor
pot provova accidente grave (arborele rotorului) sunt prevăzute a fi executate din oț eluri aliate și
tratate termic. De asemenea, caracasa concasorului care închide camera de concasare este
executată din tablă groasă de 20mm pentru evitarea accidentelor care l e-ar putea provoca un ciocan
rupt. Materialele utilizate sunt dimensionate pentru a rezista la coroziune, abraziune și uzură.
4. Respectarea principiilor ergonomice: echipamentul tehnic functionează automat și nu necesită
decât supraveghere periodică. Tab loul de comandă se amplasează la o distantă suficientă de
concasor, dar în câmpul de vizibilitate al acestuia. Organele de comandă de pe tabloul electric
trebuie prevăzute cu un buton de oprire de avarie care să poată scoate de sub tensiune întregul
echipa ment.
5. Concasorul este prevăzut cu un supraveghetor de turatie care comandă oprirea concasorului
când turatia acestuia scade sub 80% din turatia nominală.
6. Prevenirea pericolelor electrice nu face obiectul prezentului proiect, dar se mentionează că to ate
aparatele și motoarele elctrice vor fi legate la pământ (rezistentă de pământare minimă 4Ω).

Proiect de diplomă
70
7. S-au luat măsuri pentru creșterea fiabilitătii tuturor părtilor componente care reduc frecventa de
interventie și prin aceasta se reduce expunerea la p ericole a personalului. Limitarea expunerii prin
amplasarea punctelor de reglare și mentenantă înafara zonelor periculoase nu a fost rezolvată prin
proiect datorită costurilor de executie relativ ridicate. S -au prescris în schimb instructiuni
suplimentare în Cartea Tehnică a produsului, în sensul reglărilor și asigurării mentenantei doar cu
utilajul oprit. S -au ales tipurile corespunzători de protectori care realizează functiile de securitate
cu costuri investionale optime scopului propus:
– protectori met alici confectionati din profile și împletitură de sârmă cu fixare cu organe de
ansambare demontabile;
– protector metalic etanș din tablă subtire pentru cuplajul hidraulic care evită stropirea cu ulei
fierbinte în cazurile accidentale
– uși de vizitare c u microinterupatoare normal închise, echipamentul nu pornește dacă o ușă este
deschisă

7.2. Contributiile personale privind măsurile luate în cadrul lucrării pentru reducerea
impactului asupra mediului
Măsurile pentru reducerea impactului asupra mediului, constă în principal în:
– Etanșarea ieșirilor arborelui rotorului din carcasă prin crearea unei depresiunii cu ajutorul unei
ventilator axial montat pe arborele rotorului;
– Etanșarea dintre subansamb lele componente ale carcasei cu flanșe metalice și garnituri
gonflabile;
– Crearea unei depresiunii cu ajutorul unei instalatii de exhaustare;
– Reducerea vibratiilor produse de concasor;
– Reducerea zgomotului produs în functionare. Măsura de reduce re a vibratiilor produse de
concasor se realizează prin echilibrarea dinamică a rotorului fără ciocane (dezechilibrul maxim
admis este 30grmm/Kg, iar echilibrarea se face prin adaus de material pe fetele frontale ale
elementelor de capăt) și sortarea cioc anelor pe clase de greuta te și montajul acestora în funcț ie de
clasele sortate, diferentele dintre două clase montate simetric nu vor depăși 50gr. Măsura de
reducere a zgomotului produs în functionare sau dimunuarea intensitătii sonore produsă de sursele
de zgomot se realizează prin:

Proiect de diplomă
71
– Egalizarea presiunii cu tubulatură ce face legătura dintre gura de evacuare și cea de alimentare;
– Întinderea corectă a curelelor de transmisie și utili zarea de seturi de curele selecț ionate pe lungimi
(diferenta maximă dintre două curele apartind unui set este max. 50mm);
– Ungerea periodică a rulmentiilor cu unsoare de calitate și la intervalele prescrise, înlocuirea
preventivă a rulmentilor care depășesc cu 10% jocul nominal);
– Echilibrarea dinamică a rotorului fără ciocane și sortarea și montajul ciocane pe clase de calitate.

Proiect de diplomă
72

BIBLIOGRAFIE

[1] Peicu A.: Mașini din Industria materialelor de constructii. Editura tehnică București 1971.
[2] Iordache Gh ș.a.: Utilaje din Industria materialelor de constructii. Editura tehnică București
1987.
[3] Magyari A.: Utilaje de preparare a substantelor minerale utile. Editura tehnică București 1983.
[4] Chișu Al și Mateisan D.: Organe de mașini. Editura didactică și pedagogică. București 1987.
[5] Maercks J.: Mecanica Minieră. Editura tehnică București 1961.
[6] Cotetiu R.: Organe de mașini. Editura RISOPRINT Baia Mare 1999.
[7] Georgescu C: Îndrumator pentru atelierele mecanice. Editura tehni că București 1971.
[8] Nadasan, St: Oboseala metalelor. Editura tehnică. București 1962.
[9] Angred Baia Mare: Catalog de reductoare planetare.
[10] IRS București: Culegere de standarde de stat – Vol. 1 si Vol. 2. București 1977.
[11] Bunescu V. ș.a.: Rationalizarea calculelor în proiectare. Editura tehnică. București 1971.
[12] Electomotor Timișoara: Catalog de motoare electrice. Timișoara 1988.
[13] Gheorghiu Al.: Protectia Muncii. Editura didactică și pedagogică. București 1987.
[14] Ministerul și Muncii Protectiei Sociale: Norme generale de protectia muncii. București 2003.
[15] ASRO: SR EN 292 -1 din 1996.
[16] ASRO: SR EN 292 -2 + A1 din 1998.
[17] ASRO: SR EN 1050 din 2000.

Proiect de diplomă
73

OPIS

Această lucrare are un număr de 73 pagini și este structurată pe cinci capitol.
În cele cinci capitole ale acestei lucrări se regăsesc:
 23 figuri;
Pe lângă partea grafică, lucrarea are și o parte desenată care conține:
 1 format A1
 3 formate A2
 2 formate A3