Proiect Inginerie Economica In Domeniul Mecanic

Partea I :ELEMENTE DE PROIECTARE TEHNOLOGICĂ A LEVIERULUI CU TREI BRAȚE DE LA ÎNTRERUPTORUL DE MEDIE TENSIUNE.

Partea a II-a : ELEMENTE DE ANALIZĂ ECONOMICĂ A PRODUCȚIEI DE LA FIRMA PROMATERIAL ȘI METODE DE OPTIMIZAREA ACESTEIA.

Cuprins

Cap. 1. Introducere …………………………………………………….. 1

1.1. Mecanismele aparatelor electrice ………………………… .1

1.2. Analiza mecanismului întreruptorului utilizat ca model …… .2

Cap. 2. Tehnologia de prelucrare a reperului levier cu trei brațe…………………………………………………………………………………… ………. 17

2.1. Alegerea semifabricatului …………………………………………….. 17

2.2. Stabilirea itinerariului tehnologic ………………………………….. 17

2.3. Calculul adaosurilor de prelucrare …………………………………. 29

2.4. Calculul regimurilor de așchiere ……………………………….. 33

2.5. Calculul normelor tehnice de timp ………………………………… 41

Cap. 3. Analiza cu element finit …………………………………………………. 44

3.1. Noțiuni generale despre Metoda Elementului Finit ………. 44

3.2. Modelarea levierului cu trei brațe ……………………………… 46

3.3. Analiza cu element finit a levierului ………………………….. 53

Cuprins

Cap.1. Analiza realizării programului de producție pe sortimente și

structură la S.C. Promaterial ……………………………………….. ……… 58

1.1. Analiza economică a valorii producției la S.C. Promaterial …… 58

1.2. Analiza economică a realizării programului de producție pe sortimente si din punct de vedere al structurii la S.C. Promaterial ………………………… 63

1.3. Analiza ritmicitații producției la S.C. Promaterial ……………….. 72

1.4. Analiza calității producției la S.C Promaterial ……………………… 75

Cap.2. Adoptarea variantei optime de onorare a comenzilor de transport către beneficiari utilizând algoritmul JHONSON……86

2.1.Prezentarea teoretică a algoritmului Jhonson in 2 faze …………… 86

2.2. Aplicarea algoritmului Jhonson in 2 faze pentru ordonantarea optimă a grafului de transport ………………………………………………………………………. 87

2.3. Prezentarea teoretică a algoritmului Jhonson în 3 faze ………….. 88

2.4. Aplicarea algoritmului Jhonson în 3 faze pentru stabilirea ordonanțării optime a grafului de transport …………………………………………………………. 89

Cap.3. Metoda drumului critic (ADC) utilizată pentru extinderea si dezvoltarea unor investiții ale firmei …………………………………………… 91

3.1. Metoda marjelor de timp utilizată pentru stabilirea variantei optime de extindere a unei secții de producție a firmei ……………………………………….. 91

3.2. Aplicarea metodei pentru extinderea firmei ………………………….. 94

Cap.4. Optimizarea activităților firmei ……………………………………. 102

4.1. Optimizarea resurselor umane în activitatea de construire a sistemului de alimentare, prin metoda nivelării resurselor ………………………………….. ………. 102

=== Coperta ===

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA

FACULTATEA DE MECANICĂ

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

PROIECT DE DIPLOMĂ

Coordonator științific:

Prof. Dr. Ing. Ec. Daniela Tarniță

Absolvent:

Mihăiță Daniel Croitoru

CRAIOVA

~2008~

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA

FACULTATEA DE MECANICĂ

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

PROIECT DE DIPLOMĂ

Craiova

~2008~

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA

FACULTATEA DE MECANICĂ

INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC

Partea I :ELEMENTE DE PROIECTARE TEHNOLOGICĂ A LEVIERULUI CU TREI BRAȚE DE LA ÎNTRERUPTORUL DE MEDIE TENSIUNE.

Partea a II-a : ELEMENTE DE ANALIZĂ ECONOMICĂ A PRODUCȚIEI DE LA FIRMA PROMATERIAL ȘI METODE DE OPTIMIZAREA ACESTEIA.

Coordonator științific:

Prof. Dr. Ing. Ec. Daniela Tarniță

Absolvent:

Mihăiță Daniel Croitoru

~2008~

Partea I

ELEMENTE DE PROIECTARE TEHNOLOGICĂ LEVIERULUI CU TREI BRAȚE DE LA ÎNTRERUPTORUL DE MEDIE TENSIUNE.

Partea II

ELEMENTE DE ANALIZĂ ECONOMICĂ A PRODUCȚIEI DE LA FIRMA PROMATERIAL ȘI METODE DE OPTIMIZAREA ACESTEIA.

Cuprins

Cap. 1. Introducere …………………………………………………….. 1

1.1. Mecanismele aparatelor electrice ………………………… .1

1.2. Analiza mecanismului întreruptorului utilizat ca model …… .2

Cap. 2. Tehnologia de prelucrare a reperului levier cu trei brațe…………………………………………………………………………………… ………. 17

2.1. Alegerea semifabricatului …………………………………………….. 17

2.2. Stabilirea itinerariului tehnologic ………………………………….. 17

2.3. Calculul adaosurilor de prelucrare …………………………………. 29

2.4. Calculul regimurilor de așchiere ……………………………….. 33

2.5. Calculul normelor tehnice de timp ………………………………… 41

Cap. 3. Analiza cu element finit …………………………………………………. 44

3.1. Noțiuni generale despre Metoda Elementului Finit ………. 44

3.2. Modelarea levierului cu trei brațe ……………………………… 46

3.3. Analiza cu element finit a levierului ………………………….. 53

Cuprins

Cap.1. Analiza realizării programului de producție pe sortimente și

structură la S.C. Promaterial ……………………………………….. ……… 58

1.1. Analiza economică a valorii producției la S.C. Promaterial …… 58

1.2. Analiza economică a realizării programului de producție pe sortimente si din punct de vedere al structurii la S.C. Promaterial ………………………… 63

1.3. Analiza ritmicitații producției la S.C. Promaterial ……………….. 72

1.4. Analiza calității producției la S.C Promaterial ……………………… 75

Cap.2. Adoptarea variantei optime de onorare a comenzilor de transport către beneficiari utilizând algoritmul JHONSON……86

2.1.Prezentarea teoretică a algoritmului Jhonson in 2 faze …………… 86

2.2. Aplicarea algoritmului Jhonson in 2 faze pentru ordonantarea optimă a grafului de transport ………………………………………………………………………. 87

2.3. Prezentarea teoretică a algoritmului Jhonson în 3 faze ………….. 88

2.4. Aplicarea algoritmului Jhonson în 3 faze pentru stabilirea ordonanțării optime a grafului de transport …………………………………………………………. 89

Cap.3. Metoda drumului critic (ADC) utilizată pentru extinderea si dezvoltarea unor investiții ale firmei …………………………………………… 91

3.1. Metoda marjelor de timp utilizată pentru stabilirea variantei optime de extindere a unei secții de producție a firmei ……………………………………….. 91

3.2. Aplicarea metodei pentru extinderea firmei ………………………….. 94

Cap.4. Optimizarea activităților firmei ……………………………………. 102

4.1. Optimizarea resurselor umane în activitatea de construire a sistemului de alimentare, prin metoda nivelării resurselor ………………………………….. ………. 102

Bibliografie

[1]. Tarniță, D., Mecanisme acționate cu arcuri. Metode de analiză si sinteză mecanică, Editura Universitaria, Craiova, 1998.

[2]. Tarniță, D., Analiza dinamică a modelului mecanic al întreruptorului de medie tensiune I024/630 A pentru faza de deschidere, Anale, Tg. Jiu, 1995.

[3]. Tarniță, D., Elemente de analiză cinematică a mecanismului întrerutorului de medie tensiune I024/630 A, Anale, Tg. Jiu, 1995.

[4]. Vlase, A., Sturzu, A., Bercea, I., Regimuri de așchiere.Adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp, vol.I, Editura tehnică București, 1985.

[5]. Picoș, C., Pruteanu, O., Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere, Editura Universitas, Chișinău, 1992.

[6]. Picoș, C., ș.a., Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere, vol. 1 și vol. 2, Editura Universitas Chișinău, 1992.

[7]. Picoș, C., ș.a., Normarea tehnică pentru prelucrari prin așchiere.vol.I, II, Buc., Editura Tehnică, 1979, 1982.

[8]. Roșca, A., S., Bazele proiectării asistate de calculator, Reprografia Universității din Craiova, 2001.

[9]. Dumitru, N., Margine, A., Bazele modelării în ingineria mecanică, Editura Universitaria, Craiova, 2005.

[10]. Roșca, A., S., Aplicații în mechanical desktop, Editura Universitaria, Craiova, 2005

Bibliografie

[1].Tarniță, D., Statistică.Teorie și aplicații, Editura Universitaria Craiova, 2004

[2].Tarniță D., Statistică Aplicată, Editura Universitaria, 2002.

[3].Andreica M., Stoica M., Modelarea și simularea proceselor economice, ASE, București, 1994

[4].Constantinescu D. , Tumbăr C., Economia întreprinderii, ed. Vlad & Vlad, Craiova, 1995

[5].Rațiu Suciu C., Modelarea și simularea proceselor economice, Ed. Didactica si Pedagogica, 1996.

[6].Boldur G., și alții, Cercetarea operațională cu aplicații în economie, ed. Didactică și pedagogică, Bucurețti, 1979

[7].Tarnita, D., Management financiar si analiza economico-financiara –Note de curs, 2006

[8].Tarnita, D., Metode si algoritmi de simulare si optimizare a proceselor economice, Note de curs, 2007

=== Element finit ===

Cap. 3.Modelarea și analiza cu Element Finit a levierului cu trei brațe

3.1. Noțiuni generale privind Metoda Elementului Finit

MEF poate fi aplicată cu succes în toate problemele în care se impune soluționarea unor ecuații sau sisteme de ecuații cu derivate parțiale. Ideile principale care stau la baza metodei, indiferent de problema specifică abordată sunt:

1. Discretizarea domeniului fizic (D) adică împărțirea acestuia în porțiuni mai mici numite elemente, care pot avea diferite forme (de exemplu în plan: triunghiuri, dreptunghiuri, patrulatere oarecare, triunghiuri cu laturi curbilinii etc.). Împărțirea se face pentru a se căuta o soluție a ecuațiilor propuse nu pentru întregul domeniu, ci pentru fiecare element.

2. Aproximarea funcției necunoscute prin ipoteze locale. Se presupune o ecuație diferențială cuprinzând derivatele parțiale ale unei funcții necunoscute Φ (x,y,z). În loc de a se căuta forma exactă de variație a funcției, ea se înlocuiește printr-o variație aproximativă Φ (x,y,z), aleasă de către utilizator. Cu rare excepții, această aproximație este diferită de forma exactă, dar esențial este faptul că aproximația este LOCALĂ, adică nu se referă la întregul domeniu studiat, ci doar LA UN ELEMENT. Divizarea domeniului într-un număr mare de elemente cu dimensiuni mici, face să se reducă eroarea de determinare a valorilor funcției de aproximare Φ (x,y,z). Trebuie totuși precizat:

a) Φ (x,y,z) reprezintă o funcție de interpolare, care se poate alege sub forme diferite, dar se preferă cea polinomială.

b) interpolarea se face pe baza valorilor necunoscute Φ (x,y,z) din cele n noduri ce limitează elementul. Pentru fiecare element acestea pot fi puse sub forma unui vector al NECUNOSCUTELR NODALE.

Pentru întreaga structură, având NN noduri, se poate defini un vector global al necunoscutelor , cuprinzând (în cazul cel mai simplu al mărimilor scalare), NN necunoscute.

3. Reconstituirea domeniului (D) pe baza informațiilor nodale echivalente. Să presupunem că se analizează un fenomen descris de relații care permit ca, prin derivări parțiale de diferite ordine ale funcției Φ (x,y,z), să se obțină o altă mărime caracteristică pentru fenomenul studiat ce se va nota C (x,y,z). Această funcție C poate deveni purtătoarea de informație a fiecărui element, pe baza căreia se poate reconstitui fenomenul fizic pe întregul domeniu (D). Esențiale pentru procesul de reconstituire sunt următoarele:

a) Transmiterea de informații între elemente se face discret, adică pe baza unor bilanțuri nodale, scrise în toate cele NN noduri. Aceste bilanțuri reprezintă NN ecuații prin a căror rezolvare se determină cele NN necunoscute ale vectorului global .

b) Pentru a putea scrie bilanțurile nodale, este necesar ca informația furnizată de funcția caracteristică C(x,y,z) care se referă la ansamblul elementului să fie înlocuită prin valori nodale echivalente. Această echivalare constituie una dintre problemele cele mai dificile MEF.

Din cele arătate mai sus se poate sesiza faptul că o mare parte din strategia MEF s-a preluat din metoda deplasărilor, în cadrul căreia:

a) Structurile analizate sunt împărțite în elemente.

b) Vectorul a fost reprezentat de , deplasările nodale fiind alese ca necunoscute.

c) Drept funcție caracteristică sau purtător de informație a fost utilizată forța nodală.

d) Bilanțurile nodale sunt reprezentate de ecuațiile de echilibru ale nodurilor.

Ceea ce apare nou și face să difere MEF de metoda deplasărilor sunt, în esență, următoarele:

a) Descrierea modului de variație a necunoscutei Φ (x,y,z), printr-o funcție de aproximare impusă Φ (x,y,z).

b) Necesitatea existenței unei metodologii prin care să se determine în noduri o valoare echivalentă pentru funcția caracteristică, purtătoare de informație.

3.2. Modelarea levierului cu trei brațe

În procesul de simulare numerică al comportării statice a levierului s-au parcurs următorii pași:

a) modelarea geometrică a levierului . În această etapă s-a folosit programul de proiectare asistată de calculator SolidWorks 2001 cu ajutorul căruia au fost descrise geometric secțiunile levierului, secțiuni obținute în urma unei documentări realizate în rețeaua Internet. Metodologia urmărită în acest proces de modelare geometrică constă în principiu din procesarea secțiunilor transversale ale modelului real, folosind în special comenzile LOFT și EXTRUDE care permit îmbrăcarea scheletului format din secțiunile extrase din documentație. O dată realizat modelul tridimensional, acesta a fost importat în programul ANSYS 6.0, soft de analiză cu Metoda Elementului Finit, în care s-au parcurs etapele ulterioare;

b) discretizarea în elemente finite a modelului geometric. În această etapă s-a folosit opțiunea programului ANSYS de împărțire controlată a modelului geometric, alegând elementul finit, tetraedric, ale cărui caracteristici sunt prezentate în continuare. Caracteristicile unui element finit sunt definite de obicei prin: funcțiile de deplasare implementate, matricea de deformare, matricea de elasticitate, matricea de rigiditate și matricea de forțe exterioare.

3.2.1.Caracteristicile elementelor tetraedrice

3.2.1.1. Funcții de deplasare

Starea de deplasare a unui punct în spațiu este definită de trei componente de deplasare u,v,w în direcțiile celor trei coordonate x,y,z.

Astfel:

(3.1)

La fel ca și într-un triunghi plan, în care o variație liniară a unei mărimi era definită de cele trei valori nodale ale sale, aici o variație liniară va fi definită de patru valori nodale.

Putem scrie, de exemplu:

(3.2)

Egalizând valorile de deplasare la noduri, avem patru ecuații de tipul:

(3.3)

din care poate fi evaluat până la .

Din nou, este posibil să scriem această soluție utilizând forma unui determinant, adică:

u={(ai+bix+ciy+diz)ui+(aj+bjx+cjy+djz)uj+(am+bmx+cmy+dmz)um+(ap+bpx+cpy+dpz)up} (3.4)

în care: (3.5 a)

în care, valoarea reprezintă volumul tetraedrului.

Prin extinderea celorlalți determinanți justificativi în co-factorii lor, avem:

(3.5 b)

.

Cu celelalte constante definite de interschimbarea ciclică a sufixelor în ordinea p, i, j, m.

Deplasarea elementului este definită de 12 componente de deplasare ale nodurilor:

(3.6)

cu: .

Putem explica deplasările unui punct oarecare ca :

(3.7)

cu scalari definiți ca: etc. (3.8)

I fiind o matrice de identitate trei ori trei.

Încă o dată funcțiile de deplasare utilizate vor satisface, evident, condițiile de continuitate la suprafețele de separație dintre diferitele elemente.

Acest fapt este un corolar direct al naturii liniare a variației deplasărilor.

3.2.1.2. Matricea de deformare

Șase componente de deformare sunt importante în analiza tridimensională completă. Matricea de deformare poate fi acum definită ca:

(3.9)

urmând notația standard din textul teoretic al lui Timoshenko.

Utilizând ecuațiile (3.4-3.7) este ușor de verificat că:

(3.10)

în care:

(3.11)

cu alte submatrice obținute într-un mod asemănător, simplu prin înlocuirea sufixelor.

Deformările inițiale, ca de pildă cele datorate dilatației termice, pot fi exprimate în modul obișnuit, ca un vector cu șase componente care, de exemplu, într-o dilatație termică izotropică este în mod simplu:

(3.12)

fiind coeficientul de dilatație și creșterea medie de temperatură a elementului.

3.2.1.3. Matricea elasticității

În cazul unei anizotropii complete [D] raportând cele șase componente de deplasare la componentele de tensionare, poate conține 21 constante independente .

Astfel în general:

(3.13)

Cu toate că nu reprezintă nici o dificultate în sine calcularea cu astfel de materiale, deoarece înmulțirea nu va fi niciodată efectuată în mod explicit, este comod să reamintim aici matricea [D] pentru un material izotrop.

Acesta, în termeni ai constantelor uzuale de elasticitate E (modulul) și (Coeficientul lui Poisson),poate fi exprimat ca:

(3.14)

3.2.1.4. Matricele de rigiditate, tensiuni și sarcini

Matricea de rigiditate poate fi acum integrată, deoarece componentele de

deformare și tensionare sunt constante în interiorul elementului. Submatricea

generală rs din matricea de rigiditate va fi o matrice trei ori trei (pătrată de ordinul 3), definită ca:

(3.15)

în care V reprezintă volumul tetraedrului elementar.

Forțele nodale, datorită deformării inițiale, devin la fel ca în ecuații:

(3.16)

sau, făcând divizarea

.

Forțele distribuite ale corpului pot fi în termeni de potențial al forței corpului. Fără să ne cuprindă, se va constata din nou că dacă forțele corpului sunt constante, componentele nodale ale rezultantei totale sunt distribuite în patru părți egale.

c) Stabilirea condițiilor de contur

d) Rezolvarea sistemului de ecuații al aplicației. În această etapă programul Ansys, asamblează sistemul de ecuații al structurii analizate folosind caracteristicile elementului finit tetraedric, descrise anterior. Pentru fiecare element finit de structură există 24 de ecuații elementare în sistemul de ecuații total. Rezultă deci un sistem de ecuații foarte complex, pe care programul îl rezolvă folosind Metoda Gauss de rezolvare numerică a sistemelor de ecuații.

e) Obținerea rezultatelor. Rezolvarea sistemului de ecuații duce la determinarea necunoscutelor principale care sunt deplasările nodale pe cele trei direcții, în fiecare nod al elementelor finite. Pe baza ecuațiilor elasticității acestea sunt folosite pentru determinarea deformațiilor și tensiunilor mecanice care apar în structura analizată.

3.3 ANALIZA CU ELEMENT FINIT A LEVIERULUI

3.3.1.Cazul static

Se consideră levierul încastrat pe suprafața interioară care intră pe arbore la nivelul canalului de pană și încărcat pe suprafețele interioare ale găurilor de la extremități de forțe normale la axele brațelor (fig.1)

Fig. 1

3.3.2.Discretizarea structurii

Pentru discretizarea structurii se folosește elementul tridimensional de tip tetraedru, element definit de 8 noduri avand 3 grade de libertate pentru fiecare nod: translații pe direcțiile nodale x, y și z (fig.2).

Fig. 2

3.3.3.Postprocesarea

În faza de postprocesare este prezentată distribuția tensiunii echivalente von Mises.

Fig. 3a

Fig. 3b

Tensiunea maximǎ echivalentǎ se gǎsește în apropierea canalului de panǎ unde forțele care încarcǎ levierul au brațele cele mai mari.

Deplasǎrile nodale au distribuțiile din fig. 4.

Fig. 4

Valoarea maximǎ a acestora este de 0.00342 mm și este localizatǎ la nivelul capǎtului liber al brațului înclinat.

Cap.1 Introducere

1.1.Mecanismele aparatelor electrice

Mecanismele aparatelor electrice reprezintă sisteme constructive importante cu ajutorul cărora, la anclanșare și declanșare se realizează deplasarea elementelor de contact mobile după o lege impusă și cu o viteză dată, ele fiind acționate de un dispozitiv de acționare.

Sunt prezentate în câteva variante de soluții constructive, împreună cu schemele cinematice ale întreruptoarelor de joasă și înaltă tensiune.

Dispozitivul de acționare al întreruptoarelor este un mecanism destinat:

Închiderii întreruptorului.

Menținerii întreruptorului în stare închisă.

Deschiderii sau eliberării elementelor mobile ale întreruptorului la declanșare.

Ca urmare, dispozitivul de acționare al întreruptorului poate fi împărțit în trei componente principale, așa cum se observă în figura 1.1 mecanismul de anclanșare 1, mecanismul de blocare 2 și mecanismul de decuplare 3.

Mecanismul de anclanșare trebuie să dezvolte la închidere o putere care să asigure, pentru un interval scurt de timp efectuarea unui lucru mecanic de valoare mare, pentru transmiterea la elementele de contact mobile ale întreruptorului a unei anumite viteze îi pentru învingerea forțelor antagoniste la închidere.

Exemple de dispozitive de acționare cu arc folosite la anclan]area întreruptoarelor sunt prezentate in figura 1.2 si 1.3.

Avantajul principal al dispozitivelor de acționare cu resort îl reprezintă puterea de consum mică la anclanșare.

Mai multe soluții constructive ale dispozitivelor de acționare cu arc destinate întreruptoarelor de mare putere utilizează, în locul arcurilor elicoidale cilindrice, arcuri sub formă de bandă de oțel spiralizată, având o valoare mică a deformațiilor remanente ( figura 1.).

Figura 1

1.2. Analiza mecanismului întreruptorului utilizat ca model

1.2.1. Prezentarea mecanismului

În industria electrotehnică se întâlnesc frecvente cazuri de mecanisme acținate cu arcuri. Mai jos se va exemplifica modul de abordare a analizei cinematice și dinamice a acestor tipuri de mecanisme în care arcurile acumulează energie potențială de deformație într-o fază a mișcării, pe care apoi o cedează într-o a doua fază a mișcării. Mai întâi se face o prezentare constructivă și funcțională a întreruptorului IO-24KV/630 în vederea stabilirii schemei cinematice a mecanismului de acționare precum și a stabilirii modelului mecanic pe baza căruia se va face analiza dinamică.

Întreruptorul este un aparat destinat comutării circuitelor electrice în regim normal și de avarie . În figura 2 este prezentată schema cinematică a sistemului “ mecanism de acționare – mecanismul întreruptorului “, într-o poziție curentă.

Carterul inferior ce conține mecanismul bielă – manivelă pentru acționare tijei contactului mobil;

Compartimentul de stingere a arcului electric ce cuprinde tulipa de contact superior și inferior, tija contactului mobil, camera de stingere;

Carterul superior care conține copartimentul de detentă, supapa de evacuare a gazelor și copartimentul de egalizare a presiunii.

Figura 2.

Figura 3

Pentru acționare, întreruptoarele de medie tensiune utilizează mecanisme construite pe principiul acumulării de energie în arc, acumulare ce se face relativ lent, cedarea ei efectuându-se brusc. Schema cinematică a mecanismului de acționare cu arc este redată cu linie punctată, iar cea a mecanismului întreruptorului, cu linie continuă.

În figura 3 este prezentată schema cinematică a unui astfel de mecanism, tip MRI. Schema corespunde întreruptorului închis, dispozitiv de acționare armat.

Tensionarea arcului 1 de închidere într-o poziție care să asigure energia necesară închiderii contactelor și tensionării arcului de deschidere 24 se efectuează electric cu ajutorul servomotorului 2 care, printr-un sistem reductor 3 comandă rotirea axului 4 pe care se găsește excentricul 4.1. Mișcarea de rotație a arborelui 4 se transformă într-o mișcare de translație a pârghiei 4.2, antrenând clichetul 4.3 într-o mișcare de acroșare a dinților roții 5, cuplată rigid pe arborele motor A. Concomitent, printr-un sistem mecanic gen scripete în jurul axului 6, are loc tensionarea arcului 1.

La o comandă de închidere dată prin electromagnetul 12 sau manual, apăsând pe butonul 13, rola 14, aparținând sistemului de zăvorâre a arcului de închidere, alunecă sub clichetul 9, până când se eliberează de apăsarea acestuia; clichetul 9 se rotește în jurul axului 9.1, eliberând rola 8.1, ceea ce permite rotirea volantului 7 și a arborelui A, rotire corespunzătoare mișcării contactelor spre poziția închis.

Astfel, rotirea arborelui A va antrena și arborele rezistent B prin intermediul piesei 15 fixată rigid pe A, piesă ce va antrena grupul de role 15.3, 15.2, montate pe manivela 15.1 solidară cu arborele B. Grupul de role se va roti pe cama de ghidaj 16 într-o poziție corespunzătoare poziției – închis – a contactelor întreruptorului.

Concomitent, prin manivela 17, solidară cu B se tensionează arcul de deschidere 18.De menționat că, odată cu eliberarea rolei 8, este eliberată și pârghia 10 și se pune sub tensiune servomotorul, reluându-se operația de armare a arcului de închidere.

La o comandă de deshidere dată prin electromagnetul 19 sau manual, prin butonul 20, se acționează prin intermediul axului 21 asupra piesei fluture 22 care dezăvorăște cama de ghidaj 16 articulată în centrul fix 16.3.

Rotirea acesteia se face sub acțiunea cuplului dat de arcul de deschidere, zăvorât până în acest moment de grupul de role 15.2 și 15.3. Eliberat astfel, grupul de role efectuează o mișcare de rotație în sens invers acelor de ceasornic, ajungând din nou în poziția punctată.

Cuplajul elastic dintre cei doi arbori A și B este un cuplaj de liberă deschidere care asigură posibilitatea decuplării lor fară ca operația de închidere să se fi terminat dacă se creează de exemplu, un scurtcircuit.

Cuplajul oferă, de asemenea, posibilitatea ca deschiderea întreruptorului și pregătirea dispozitivului de acționare pentru o nouă închidere să se efectueze independent și simultan.

1.2.2.Analiza structurală a mecanismului modificat al întreruptorului

Mecanismul din figură este un mecanism plan de familia 3, având gradul de mobilitate M=3n-2C5-C4=313-219=1

Posibilitățile de mișcare ale elementelor rezultă din tabelul de mai jos.

Schema structurală a mecanismului este redată în figura 4.

Figura 4.

Mecanismul este format dintr-un element conducător cu mișcare de rotație AB, o diadă BCD de tip RRR, trei diade identice ca dimensiuni și cinematică F1J1 H1, F2J2H2, F3J3H3 de tip RRT, și două diade identice I1I3D3, L1L2D2 de tip RRR.

1.2.3. Analiza cinematică a mecanismului întreruptorului

Analiza cinematică a elementului conducător cu mișcare de rotație

Ecuațiile de poziție:

(1)

(2)

Pentru centrul de masă al elementului 1 sunt valabile relațiile similare celor anterioare.

Figura 5.

Analiza cinematică a diadei BCD (RRR)

Ecuațiile de poziții:

(3)

(4)

Așa cum se observă în figura 6, și din relațiile (3) și (4) rezultă:

și (5)

unde:

(6)

(7)

Componentele pe axe ale vitezei centrului de masă al elementului 2 sunt:

(8)

(9)

Componentele pe axe ale vitezei centrului de masă al elementului 3 sunt:

(10)

(11)

unde:

(12)

(13)

(14)

Figura 6.

Analiza cinematică a diadei FJH (RRT)

Elementul FD este rigid legat de elementul CD, unghiul dintre ele fiind constant, egal cu 10 grade, deci unghiul de poziție va fi .

Ecuațiile de poziții ale cuplei F care aparține elementului 3 sunt:

(15)

(16)

Ecuațiile vitezelor:

(17)

(18)

unde:

(19)

(20)

Prin derivarea ecuațiilor de viteze, se obțin simplu ecuațiile accelerațiilor.

Pentru diada FJH se scriu ecuațiile de poziții:

(21)

(22)

care se derivează de două ori succesiv și prin calcule se obține:

(23)

unde:

(24)

Figura 7.

Coordonatele, vitezele și accelerațiile centrelor de masă ale elementelor 4 și 5 se determină analog, astfel încât:

(25)

unde:

(26)

Unghiurile de poziție ale elementelor 2, 3 și 4 se determină cu:

(27)

unde:

(28)

Datorită particularităților geometrice constructive ale mecanismului întreruptorului sunt evidente anumite relații de egalitate ale parametrilor cinematici ai elementelor similare. În cazul celor două mecanisme paralelograme articulate, analiza cinematică se face în mod similar, luându-se în considerație particularitățile constructive.

În teză sunt prezentate detaliat relațiile cinematice care permit determinarea funcțiilor de transfer necesare pentru analiza dinamică.

Analiza cinematică a diadei (RRR)

Coordonatele punctului :

(29)

(30)

Viteza punctului rezultă prin derivarea relațiilor de mai sus:

(31)

(32)

Accelerația punctului :

(33)

(34)

Pentru diada pot fi scrise următoarele relații pentru poziții, viteze și accelerații:

(35)

Vitezele:

(36)

Accelerațiile:

(37)

Figura 8.

Analog se procedează și pentru diada :

(38)

(39)

Viteze:

(40)

Accelerații:

(41)