MECANICA - Sa seze transmisia prin curele reglabile a unui ventilator montat in peretele unei hale in care se degaja o cantitate de substanta nociva

 

 

Sa se proiecteze transmisia prin curele reglabile a unui ventilator montat in peretele unei hale in care se degaja o cantitate de substanta nociva.

Date de proiectare:

Cantitatea de substanta nociva este data de relatia:

Unde:

j - numarul de ordine din grupa

i = 3

2. Turatia la arborele ventilatorului este:

3. Regimul de lucru n_s= 2 schimburi

4. Forta maxima preluata de sistemul de intindere:

5. Substanta nociva = praf de tutun si ceai.

MEMORIU JUSTIFICATIV

Transmisiile prin curele se utilizeaza atunci cand din motive functionale, constructive sau de exploatare, arborele motor nu poate sau nu trebuie sa fie legat direct de arborele condus. Prin curea se intelege elementul intermediar flexibil care se infasoara tensionat atat pe roata conducatoare cat si pe roata condusa.

Fenomenul fizic ce sta la baza acestor transmisii este frecarea dintre curele si roti. In constructia de masini, transmisiile prin curele au numeroase si variate intrebuintari, atat la masini de forta cat si la masini de lucru, de transport, etc.

Transmisiile prin curele prezinta urmatoarele avantaje:

posibilitatea transmiterii energiei la distante si pozitii convenabile;

functionarea relativ silentioasa;

amortizarea socurilor si a vibratiilor;

alternativa patinarii curelei pe roti la suprasarcinii ce depasesc limitele admisibile, protejeaza restul elementelor lantului cinematic;

cost scazut, comparativ cu transmisia prin roti dintate sau cu lanturi, montare, demontare si intretinere lesnicioasa;

precizia de executie relativ scazuta.

Folosirea transmisiilor prin curele este legata de urmatoarele dezavantaje:

gabarit mare, comparativ cu rotile dintate;

raportul de transmitere nu poate fi mentinut constant in cazul in care forta tangentiala este variabila, datorita alunecarii elastice variabile a curelei pe roata;

produc incarcari suplimentare pe arbore si in lagare, datorita necesitatii tensionarii curelei;

necesitatea refacerii periodice a tensionarii curelei deoarece, datorita deformatiilor remanente, nu se mai asigura tensiunea elastica minima necesara pentru a transmite momentul de torsiune dat;

durabilitatea limitata;

provoaca incarcari electrostatice.

Clasificarea transmisiilor prin curele se realizeaza:

Dupa pozitia relativa a axelor pot fi cu axe paralele si cu axe incrucisate. Cele cu axe paralele se clasifica in:

cu ramuri deschise

cu ramuri incrucisate.

Cele cu axe incrucisate pot fi cu role de ghidare si fara role de ghidare.

Dupa numarul curelelor de transmitere acestea se clasifica in: transmisii cu o curea sau cu mai multe curele.

Dupa forma sectiunii curelei pot fi: - lata (dreptunghiulara) clasificata in neteda si dintata;

trapezoidala

rotunda

Dupa felul rotilor pot fi cu forma constructiva si cu rol functional. Cea cu forma constructiva se imparte in :cu obada neteda, cilindrica, bombata, cu obada dintata.

Transmisia cu rol functional se clasifica in: cu roata libera si cu roti multiple care pot fi cu infasurare normala, cu suprapunere, tangentiale.

Dupa modul de pretensionare a curelei pot fi cu distanta dintre axe variabila si cu distanta dintre axe constanta, adica cu role de intindere sau prin scurtarea curelei.

Dupa raportul de transmitere se clasifica in constant si variabil in trepte sau variabil continuu (variatoare).

Dupa materialul curelei sunt: din piele, bumbac, matase, in, canepa, par, material plastic, benzi de otel.

CAPITOLUL I: TRANSMISIA PRIN CURELE

Calculul cantitatii de substanta nociva:

Calculul debitului de aer necesar:

V - debitul de aer necesar pentru diluarea substantelor nocive

G - cantitatea de substanta nociva care se degaja in incapere

k - concentratia maxima admisibila a substantei nocive din aer

k₀ - cantitatea de substanta nociva in aerul refulat introdus in incapere

k₀=0

1l = 1cm³ = 0,01m ³

k =

Calculul puterii necesare ventilarii:

V - debitul de volum

H - presiunea dezvoltata de ventilator

η - randamentul ventilatorului

Calculul presiunii dezvoltate de ventilator:

p_r = presiunea de refulatie

p_a = presiunea atmosferica

Alegerea motorului. Conform valorii puterii de 0,55 kW motorul

pe care il aleg este motorul de tipul ASI 80-19-4 cu o turatie de 1350 rot/min.

CAPITOLUL II. CALCULUL ARBORELUI DINTRE MOTOR SI ROATA DE CUREA

2.1.Alegerea materialului din care este realizat arborele

Osiile si arborii se executa din oteluri C de uz general STAS 500-77 (OL42, OL50, OL60), oteluri de calitate STAS 880-66 (OLC25, OLC35), oteluri aliate de constructie STAS 791-66 (13CN30, MoMC12, 15C08, 18MC, 18MoCN13). De asemenea, arborii pot fi executati din otel turnat care, daca este necesar, se forjeaza pentru a li se da dimensiunea, forma si calitatea dorita. Osiile si arborii se pot executa si prin matritare din prefabricate laminate.

Alegerea materialului este o problema deosebit de importanta. Satisfacerea conditiei cerute de rolul functional si de siguranta in exploatare (rezistenta inalta si uzura scazuta), poate fi obtinuta nu numai prin utilizarea otelurilor de calitate sau aliate, ci si prin intrebuintarea materialelor de uz general cu adoptarea unor solutii constructive si tehnologice optime-forma adecvata, insotita de aplicarea unor tratamente termice, termochimice sau mecanice. Otelurile aliate se vor folosi numai daca solutia este mai economica si asigura parametrii de functionalitate superiori.

Osiile si arborii sunt supusi, de regula, la solicitari variabile, de aceea trebuie acordata o mare atentie evitarii si eliminarii, pe cat e posibila, a concentratiilor de eforturi unitare. Zgarieturile si urmele mai pronuntate ale sculelor prelucratoare pe suprafata arborilor si osiilor sunt cauze care pot constitui amorse pentru ruperi. Se recomanda ca variatiile de sectiune sa fie evitate, iar acolo unde se folosesc trecerile de la o treapta la alta sa se faca respectand normele stabilite prin standarde.

Pentru solicitari medii cu cerinte de durabilitate pentru fusuri si caneluri se folosesc otelurile carbon de calitate cu tratament de imbunatatire OLC35, OLC45, OLC50 STAS 880-80. Am ales OLC50. Caracteristicile mecanice de rezistenta ale oteluri de calitate, marca OLC 50 conform STAS 880-66:

Se ia valoarea inbunatatita adica 500

Calculul de predimensionare :

Alegerea motorului. Conform valorii puterii de 0,55 kW motorul pe care il aleg este motorul de tipul ASI 80-19-4 cu o turatie de 1350 rot/min.

Motorul a fost ales din seria unitara de motoare asincrone trifazate cu rotorul in scurtcircuit, de uz general, in functie de puterea necesara ventilarii: ASI 132M-38-4.

Seria unitara de motoare asincrone trifazate cu rotorul in scurtcircuit, de uz general, este destinata utilizarilor industriale cele mai diverse, fara conditii speciale de mediu, robustete, sau sub aspectul unor parametri de functionare impusi (cupluri de pornire marite, alunecare marita, etc.). Seria unitara de motoare asincrone trifazate cu rotorul in scurtcircuit este simbolizata prin grupul de litere ASI, a caror acceptie este urmatoarea:

A - motor asincron trifazat;

S - rotor in scurtcircuit;

I - constructie inchisa (capsulata).

Tipul motorului se identifica prin acest simbol urmat de un grup de cifre si o litera majuscula, pentru indicarea gabaritului de care apartine motorul, si de o cifra care reprezinta numarul de poli ai masinii.

ASI - motor asincron trifazat cu rotor in scurtcircuit, in constructie inchisa;

80 - gabaritul mediu;

4- numarul de poli ai motorului, care indica viteza de sincronism;

19 - in mm, diametrul capului de arbore.

Caracteristicile motorului asincron cu rotorul in scurtcircuit, din seria unitara, constructie cu talpi:

GD² - momentul de giratie al actionarii [N·m²];

M_p/M_n - moment de pornire;

M_max/M_n - moment maxim;

I_p/I_n - curent de pornire.

Dimensiunile de gabarit ale motorului asincron cu rotorul in scurtcircuit, din seria unitara, ASI 132M-38-4, constructie cu talpi:

Gabarit: 80; A - 125; AA - 34; AB - 160; AC - 159;; B - 100;; BB - 130; C - 50; D - 19; E - 40; F - 6; GA- 21,5; H - 80; HA - 8; HC - 160; HD - 253; K - 10; L - 316.

Calculul de predimensionare a arborelui:

unde: - M_t = momentul de torsiune

σ_a = efortul unitar admisibil la torsiune ia valori intre 150250

2.Calculul arborelui la solicitari compuse:

3.Calculul fortei maxime preluata de sistemul de intindere:

Calculul momentelor incovoietoare pe planul vertical:

y₁ + y₂ = 675,004 - 375,004 = 300

Pentru x=0→

Pentru x=l₁→

Pentru x=0→

Pentru x=l₂→

5.Calculul momentelor incovoietoare pe planul orizontal:

Pentru x=0→

Pentru x=l₁→

Pentru x=0→

Pentru x=l₂→

Calculul momentelor incovoietoare rezultante:

Calculul de verificare a arborelui la starea de solicitare

(1)

k_x = 2

In urma calculelor efectuate nu se verifica relatia (1), deci se redimensioneaza.

Calculul de redimensionare al arborelui:

8.1.Calculul solicitarilor compuse:

Calculul momentelor incovoietoare pe plan vertical:

Pentru x=0→

Pentru x=l₁→

Pentru x=0→

Pentru x=l₂→

Calculul momentelor incovoietoare pe plan orizontal

Pentru x=0→

Pentru x=l₁→

Pentru x=0→

Pentru x=l₂→

Calculul momentelor incovoietoare rezultante:

Calculul de verificare a arborelui la starea de solicitare:

Din calculele efectuate s-a verificat relatia (1).

.Calculul momentelor echivalente:

Calculul diametrelor :

CAPITOLUL III. TRANSMISII PRIN CURELE TRAPEZOIDALE

Transmisiile prin curele trapezoidale asigura transmiterea miscarii de rotatie intre doi arbori cu un raport de transmitere mare chiar si in cazul in care distanta dintre arbori este mica. Curelele trapezoidale au o durabilitate mai scazuta ca urmare a raportului mare.

La transmiterea miscarii intre doi arbori se pot folosi una sau mai multe curele si de asemenea o curea poate fi folosita la antrenarea mai multor arbori.

Dimensiunea caracteristica a curelelor este latimea primitiva l_p. Prin l_p se intelege latimea profilului curelei in dreptul fibrelor primitive, care nu se comprima si nu se intind in timpul functionarii curelei.

Curelele trapezoidale inguste prezinta avantajul unei suprafete marite de contact cu canalul, fiind mai rezistente la uzare si permitand viteze periferice mai mari.

1. Calculul transmisiei prin curele trapezoidale

Transmisia prin curele trapezoidale se calculeaza pe baza prescriptiilor date in STAS 1163-71.

Se cunosc din tema de proiectare, puterea la arborele conducator P (kW), turatiile arborelui conducator si ale celui condus, n si n_e (rot./min.), regimul de lucru (tipul masinii de lucru, tipul motorului de actionare, timpul de lucru efectiv in12 ore, conditii de mediu) si gabaritul disponibil pentru transmisie.

In primul rand se alege tipul curelei trapezoidale inguste, in functie de puterea P si turatia n, din STAS 1163-71. Cu aceste date, din STAS 1162-67, se stabileste diametrul primitiv D_p1.Se alege o valoare preliminara pentru distanta dintre axe si se calculeaza lungimea primitiva a curelei. Din standard se alege o lungime de curea apropiata de cea preliminara si se recalculeaza distanta efectiva dintre axe.

In functie de tipul curelei alese se gaseste in STAS 1163-71 puterea P₀ care o poate transmite o curea. Numarul de curele necesare se determina cu relatia:

,

in care:

C_f - coeficientul de functionare, ce tine seama de regimul de lucru;

C_L - coeficientul de lungime, ce tine seama de influenta lungimii efective si se ia din STAS 1163-67;

C_β - coeficientul de infasurare, ce tine seama de influenta unghiului de infasurare    asupra capacitatii de tractiune;

C_z - coeficientul numarului de curele, ce tine seama de neuniformitatea repartizarii sarcinii pe curele.

DATE DE BAZA

puterea la arborele conducator P [kW]:   

turatia arborelui conducator n [rot./min.]:   

turatia arborelui condus n_e [rot./min.]:

Calculul turatiei la arborele ventilator:

regimul de lucru al transmisiei n_s:   

CALCULUL TRANSMISIEI

Raportul de transmitere:

- pentru transmisii multiplicatoare

.2. Tipul curelei (alegerea profilului curelei):

Se alege din nomograma conform STAS 1163-71 si anume: curea trapezoidala ingusta SPZ.

1.3. Diametrul primitiv al rotii mici:

Se alege constructiv, functie de tipul curelei, respectandu-se prescriptiile din STAS1162-67 si STAS 1163-71.

1.4. Diametrul primitiv al rotii mari:

1.5. Diametrul primitiv mediu al rotilor de curea:

1.6. Diametrul primitiv al rolei de intindere:

1.7. Viteza periferica a curelei:

1.8. Distanta dintre axe (preliminata):

Se alege

1.9. Unghiul dintre ramurile curelei:

.10. Unghiul de infasurare la roata mica de curea:

1.11. Unghiul de infasurare la roata mare de curea:

1.12. Lungimea primitiva a curelei:

1.13. Distanta dintre axe (calcul de definitivare):

Pentru β≥110°→   

1.14. Numarul de curele (calcul preliminar):

coeficientul de functionare: (conform tabel 3-STAS 1163-71);

coeficientul de lungime: (conform tabel 4-STAS 1163-71);

coeficientul de infasurare: (conform table 5-STAS 1163-71);

puterea nominala transmisa de o curea: ;

puterea la arborele conducator: .

1.15. Numarul de curele (calcul definitiv):

coeficientul numarului de curele: (conform tabel 6-STAS 1163-71)

1.16. Frecventa incovoierilor curelei:

numarul de roti ale transmisiei (rezulta constructiv):

1.17. Forta periferica transmisa:

1.18. Forta de intindere a curelei:

BIBLIOGRAFIE

• C. Raduti, E. Nicolescu - Masini electrice rotative fabricate in Romania - Ed.

Tehnica. Bucuresti. 1981

• Colectie STAS - Ed. Tehnica 1983
• Gh. Paizi, N. Stere, D. Lazar - Organe de masini si mecanisme - Ed.

Didactica si Pedagogica - Bucuresti 1980