Sa seze la nivel de calcul , principalii parametrii tehnologici si constructivi pentru transportorul cu placi din cadrul unei turnatorii

FACULTATEA : STIINTA SI INGINERIA MATERIALELOR   

CATEDRA : SISTEME MECANICE

TEMA DE PROIECT

A) Sa se proiecteze la nivel de calcul , principalii parametrii tehnologici si constructivi pentru transportorul cu placi din cadrul unei turnatorii .

B) CONTINUTUL PROIECTULUI :

(1) Elemente generale :

1.1) Tipuri constructive

1.2) Descriere si functionare

1.3) Implementarea utilajului proiectat in fluxul tehnologic al turnatoriei

(2) Elemente de calcul :

2.1) Calcule tehnologice

2.2) Calcule de dimensionare

(3) Alegerea elementelor tipizate :

3.1) Motoare electrice

3.2) Reductoare

3.3) Cuplaje

3.4) Frane

3.5) Elemente de actionare pneumatica sau hidraulica

(4) Norme de tehnica securitatii muncii

C) PARTI DESENATE :

1) Desen de ansamblu

2) Principalele subansambluri

3) Scheme cinematice

CAPITOLUL 1.

ELEMENTE GENERALE

1.1) Tipuri costructive:

Transportoarele sunt utilaje de transport continuu asemanatoare , in principal , celor cu banda , avand ca organ flexibil de tractiune lanturi articulate de care sunt fixate placi care suporta sarcina . Aceste transportoare sunt utilizate in industria metalurgica pentru transportul materialelor pulverulente calde ( prajit ,aglomerat , etc. ) si al semifabricatelor calde sau reci in sectiile de turnatorie si forja .

Tipurile de transportoare cu placi se diferentiaza in functie de constructia placilor. Constructia placilor este determinata de natura materialului transportat . Pentru piese si semifabricate se utilizeaza placi plane , suprapuse , fara bordura ( fig. 1.1 B,D,E ) . Pentru materiale pulverulente se utilizeaza transportoare cu borduri de tipul celor din fig. 1.1 C,F,G.

Fig. 1.1 Transportor cu placi :constructie generala (A) si detaliile de placi (B,C,D,E,F,G) :fara borduri (B) , cu borduri fixe (D) , cu placi ondulate (E) , cu borduri joase (F) , cu borduri inalte (G): 1-lant cu eclise si role; 2-placile verticale ale transportorului (borduri); 3-roti de lant de antrenare; 4-roti de lant de intindere; 5-sine de rulare superioare ale rolelor lantului; 6-sine de rulare inferioare ale rolelor lantului; 7-motor de antrenare; 8-cuplaj; 9-reductor; 10-cuplaj cu dinti; 11-palnie de alimentare; 12-palnie de evacuare; 13-constructie metalica de sustinere; 14-placile orizontale ale transportorului;

Agregatele mecanizate cu transportoare cu placi sunt destinate in special tratamentelor termice de scurta durata (minute-zeci de minute) ale pieselor mici si mijlocii deoarece duratele de mentinere mari conduc la lungimi exagerate ale utilatejor. Structura unui agregat usual de imbunatatire e prezentata in figura 1.2

Toate utilajele de baza , inseriate in succesiunea fluxului tehnologic sunt mecanizate cu transportoare cu placi , transferal pieselor intre utilaje efectuandu-se prin planuri inclinate cu ghidaje sau mecanisme de transfer.

Fluxul agregatului este in mod obisnuit longitudinal , putand deveni mixt in cazul in care lungimea acestuia este prea mare in conditii de amplasare date.

Fig. 1.2 Structura generala a unui agregat de imbunatatire mecanizat cu transportoare cu placi : 1-cuptor de incalzire pentru calire; 2-baie de calire; 3-masina de spalare; 4-cuptor de revenire; 58-transportoare cu placi; 9-dispozitiv de alimentare; 10,11,12-dispozitiv de transfer

La structura tipica din figura 1.2 pot exista diverse variante , ca :

-pentru incalziri de durata mai mare si piese mai mici , mecanizarea cuptoarelor cu vetre pulsatoare ;

-folosirea fluxului mixt orizontal-vertical in scopul reducerii lungimii agregatului , prin efectuarea unor operatii nepretentioase (uscare , racire la temperaturi joase , etc.) in elevatoarele cu suporturi ;

-utilizarea baii de racire in vederea calirii cu masini de calire a pieselor in stare tensionata in vederea deformarii pieselor (resoarte , piese lungi si subtiri ,etc.)

1.2) Descriere si functionare:

Placile metalice se fixeaza in suruburi de eclisele lantului prevazut cu role ce circula pe sine de sustinere . Placile orizontale se suprapun pe o anumita distanta pentru ca materialul sa nu curga printre ele . Pentru ca materialul sa aiba stabilitate pe transportor , de placile orizontale sunt fixate bordurile verticale . La capul de actionare ( principial asemanator celui de la transporto­rul cu banda ) si cel de intindere ( cu suruburi in general ) se afla rotile de lant motoare , respectiv de intindere , roti ce sunt de tip obisnuit pentru lant articulat .

Placile se executa din otel cu grosimi de 410 mm .

Latimea transportorului este B = 400 , 500 , 650 , 800 , 1000 , 1200 , 1400 si 1600 mm , iar inaltimea bordurilor este :

h = 100160 mm pentru B = 400 mm

h = 100250 mm pentru B = 500650 mm

h = 100320 mm pentru B = 8001600 mm

Unghiul de inclinare al transportorului poate fi :

, unde este unghiul de frecare dintre material si transportor .

1.3) Implementarea utilajului proiectat in fluxul tehnologic al turnatoriei :

Procesele tehnologice din turnatorie se realizeaza prin intermediul unei game foarte variate de masini si utilaje , care efectueaza mecanizat numeroasele operatii ale acestor procese .

Masinile si utilajele din turnatorii se pot clasifica din mai multe

puncte de vedere , dintre care cele mai importante sunt :

- ca masini de lucru , dupa natura energiei consumate in vederea realizarii produsului : termice (cuptoare de elaborare , cuptoare de uscare ,cuptoare de T.T. , etc. ) , mecanice , hidraulice si pneumati­ce ;

Dupa functiile lor in procesele tehnologice : de baza (in care au loc principalele operatii de baza ale procesulului tehnologic - cuptorul de elaborare a aliajului , masina de formare , etc­. ) , auxiliare (in care au loc operatiile auxiliare ale procesului tehnolo­gic si deci care le deservesc pe cele de baza - masini de razuit forme , dezbatatoare , etc. ) si de transport ( care efectueaza transpor­tul interoperational al materiilor prime , materialelor si produselor

ca de exemplu : poduri rulante , transportoare continue , etc.

Pentru turnatorii mecanizarea si automatizarea sunt deosebit de importante , pentru urmatoarele motive :

- in turnatorii , productia orara a proceselor este foarte mare,

necesitand utilaje mari si productive , care nu pot fi deservite corect decat prin automatizarea lor ;

- operatiile specifice proceselor tehnologice din turnatorii sunt foarte variate , iar starea de agregare a materialelor de-a lungul acestora este diversa ( solida , topita , lichida , gazoasa ) , fapt care necesita utilaje variate si specializate dupa specificul acestor operatii si stari de agregare ;

- conditiile de munca din turnatorii sunt grele ( temperaturi mari , praf, gaze, etc. ) putand fi imbunatatite numai prin mecaniza­rea lor cu utilaje robuste si automatizarea acestora .

CAPITOLUL 2.

ELEMENTE DE CALCUL :

Calcule tehnologice :

Date initiale :

- latimea transportorului ( B ) :    1200 mm

- distanta dintre axele lantului : 1535 mm

- greutatea/metru liniar a transportorului :    280 daN/m

- viteza de deplasare ( v ) :    0.33 m/s

- inaltimea bordurilor ( h ) :    300 mm

- pasul lantului : 500 mm

- diametrul rolelor de actionare :    180 mm

- pasul rolelor stationare :    600 mm

Considerand unghiul ,sectiunea materialului pe transportor este:

A =

Intrucat si

- greutatea volumetrica a amestecului ;

- unghiul de inclinare al transpotorului ;

- lungimea de transport ;   

1) PRODUCTIVITATEA :

Q = V * = 3600 * A * v * =3600 * ( 0.65 * B * h + 0.25

* * ) * v * =(2340 * B * h + 292.43 * ) * v *

* [t/h]

2) INCARCATURILE LINIARE :

- Greutatea proprie pe metru liniar a unui astfel de tablier este :

=60 * B + K = 60 * 1.2 + 110 = 182 [kg/m] ,

unde K = 110 - pentru un tablier cu borduri mobile ;

- Greutatea sarcinei pe un metru liniar este :

A = = 0.369 [ ] ; unde l = 1 m

V = A * l = 0.369 * 1 = 0.369 [

q = * V = 1.2 * * 0.369 = 442.8 [kg/m]

2.2) Calcule de dimensionare :

1) Coeficientul de rezistenta in sectoarele rectilinii :

Tinandu-se cont de conditiile defavorabile de ungere , se

considera cu 25% mai mare decat cel normal .

w' =1.25 * 0.12 = 0.15

2) Fortele de intindere a lanturilor de tractiune :

Cea mai mica forta de intindere a lanturilor poate avea loc deoarece:

ramura descarcata se misca in jos datorita greutatii proprii si forta de intindere minima

5) VALOAREA FORTEI DE TRACTIUNE :

[kg]   

6) PUTEREA MOTORULUI :

Puterea necesara , daca randamentul actionarii ( tinandu-se seama de rezistentele in lagarele rotilor profilate de actionare ) este

, va fi :

[kW]

Luand pentru motor un coeficient de siguranta de 1.2 , se va gasi ca puterea instalata trebuie sa fie de cel putin :

N' = N * 1.2 = 52.583 * 1.2 = 63.099 [kW]

7) FORTA DE CALCUL IN LANT :

Solicitarea maxima a lanturilor va fi in punctul 4 . Cind pasul lantului este t = 500 mm si numarul dintilor rotii profilate z = 6 ,

Acceleratia maxima va fi :

[

Forta de calcul totala pe ambele lanturi va fi :

[kg]

Lant articulat pentru transportor cu placi ; Constructie generala (a) , role cu bucse (b) si role pe rulmenti (c)

Incarcatura pe fiecare lant , considerand ca ambele lanturi sunt egal incarcate , va fi :

[kg]

astfel ca pentru un coeficient de siguranta la rezistenta egal cu 8 , sarcina de rupere trebuie sa fie de cel putin :

[kg]

8) NUMARUL DE ROTATII PE MINUT AL ROTILOR PROFILATE DE ACTIONARE:

[rot/min]

9) COEFICIENTUL DE REZISTENTA GLOBAL :

w = ( 367 * N - Q * H ) / Q * L

H = L * =9.742 [m]

w = ( 367 * 52.583 - 500.34 * 9.742 ) / 500.34 * 70 = 0.412

CAPITOLUL 3

ALEGEREA ELEMENTELOR TIPIZATE :

3.1 Alegerea motorului electric :

Motorul electric de antrenare se alege in functie de puterea instalata rezultata din calcul , care este :

N' = 63.099 [kW]

Astfel se alege un motor trifazat asincron cu rotorul in scurtcircuit de tipul ASI 315 S - 80 - 6 cu urmatoarele caracteristici :

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. ) .

Motoarele din seria unitara sunt realizate intr-o constructie robusta din fonta , cu o carcasa prevazuta cu aripioare de racire , pe lagare cu rulmenti si au bobinajele executate din conductor de rotund izolat cu email . Colivia rotorului in scurtcircuit este turnata in cochila , sub presiune , din aliaj de aluminiu sau aluminiu tehnic

pur .

Lagarele sunt executate cu rulmenti cu cu bile ( la motoarele din gabaritele 280 si 315 rulmentul dinspre axul de actionare este cu

role ) , din clasa de precizie P6 si P6EL . Ungerea se face cu unsoare pe baza de litiu , cu punct de picurare la

Racirea este asigurata cu un ventilator exterior , protejat de o capota . Un al doilea ventilator este constituit de aripioarele coliviei rotorice , asigurind circulatia aerului din interiorul masinii .

3.2 Alegerea reductorului :

Raportul de transmitere : i_r = n / n_pr = 980 / 6.6 = 148.48

n = turatia motorului , [ rot/min ] ;   

n_pr = turatia rotilor profilate de antrenare , [ rot/min ] ;

Se alege un reductor cilindric cu trei trepte , seria

3H1-001-1530 . Dimensiunile principale ale reductorului sunt :

A = 1530 mm H = 710 mm A = 1530 mm H = 710 mm Filetul A1 = 400 mm K = 1320 mm suruburilor de fixare A2 = 500 mm K0 = 1300 mm M36 A3 = 630 mm L = 2500 mm B = 550 mm L0 = 2150 mm C = 342 mm M = 395 mm D = 76 mm N = 170 mm E = 666 mm P = 318 mm F = 780 mm d1 = 90 mm Masa ( fara ulei ) G = 660 mm d2 = 180 mm 4200 [kg] d3 = 39 mm l1 = 130 mm l2 = 240 mm s = 50 mm

3.3 Alegerea cuplajelor :

Cuplajele se aleg in functie de diametrele capetelor de arbori pe care-i cupleaza sau in functie de momentul de lucru M_l , necesar de transmis .

in care : M_n = momentul nominal , in [Nm] ;

M_l = momentul de lucru necesar de transmis , in [Nm];

M_c = momentul de calcul , in [Nm] , determinat prin relatia:

M_c = 9550 * N [Kw] / n [rot/min]

C_s = coeficient deserviciu ( se adopta ) ; C_s = 1.7

M_c = 9550 * 75 / 980 = 730.87 [Nm]

M_l = M_c * C_s = 730.87 * 1.7 = 1242.48 [Nm]

M_n > M_l , rezulta M_n = 1500 [Nm]

Pentru cuplajul de intrare se alege o semicupla din OT-60-3 cu diametrul nominal d = 85 mm . Pentru iesire ( reductor - roti profilate ) se alege o semicupla de tip C_f cu diametrul nominal d = 24 mm , din OT-60-3

CAPITOLUL 4

NORME DE TEHNICA SECURITATII MUNCII :

Utilajele de transport cu functionare ciclica , in special cele complexe ( podurile rulante ) , fiind utilaje grele si mobile , care transporta sarcini solide sau topite , pot produce accidente de munca.

Aceste accidente pot fi prevenite prin respectarea masurilor de tehnica securitatii muncii , care se refera la :

- accesul,la utilaj : trebuie sa se faca numai prin anumite locuri ( scari , platforme prevazute cu balustrada , etc. ) ;

- echipamentul electric : conductorii ce transmit curentul electric nu trebuie sa se atinga cand sunt sub tensiune , instalatiile electrice trebuie reparate numai de personal calificat , etc. ;

- prevenirea incendiilor : sa nu se fumeze in locurile nepermise,

sa nu se depoziteze pe utilaje materiale inflamabile , utilajele sa fie prevazute cu extinctoare , etc. ;

- intretinerea si controlul utilajelor : deoarece utilajele de transport pot produce accidente si avarii grave in cazul constructiei sau functionarii lor necorespunzatoare , ele sunt revizuite si controlate periodic de personal de specialitate , conform instructiunilor normelor departamentale ;

- masuri generale : acestea se refera la calificarea operatorului utilajului si la obligatiile permanente ale acestuia in timpul serviciului , care trebuie respectate cu cea mai mare strictete .

Pentru prevenirea accidentelor de munca in incinta depozitelor de materii prime , trebuie respectate urmatoarele masuri de tehnica securitatii muncii :

- utilajele trebuie manevrate de catre persoane instruite in acest scop ;

- se pun in functie numai utilajele dotate cu dispozitive de protectie si care sunt in perfecta stare de functionare ;

- accesul la utilaje este permis numai pe scari special amenajate - cabina si zonele de acces trebuie iluminate de o tensiune maxima de 24V ;

- este interzisa depanarea , repararea si controlul mecanismelor utilajelor de stivuire si reluare in timpul functionarii ;

- partile in miscare ale transportoarelor cu banda se prevad cu balustrade de protectie ;

Pentru desfasurarea normala a activitatii la utilajele din

sectoarele de turnatorie , trebuie respectate urmatoarele masuri :

- utilajele care degajeaza praf trebuie prevazute cu invelitori speciale , pentru evitarea raspindirii prafului in spatiul inconjurator sau echipate cu instalatii pentru absorbtia prafului ;

- utilajele cu organe in miscare trebuie echipate cu aparatoare

( polizoare , tansportoare , etc. ) ;

- transportul aliajelor topite se executa cu utilaje specializate si in perfecta stare de functionare .

BIBLIOGRAFIE

1. OPRESCU Utilaje metalurgice EDP 1977

2. ZUBAC V. . Utilaje in turnatorie EDP1982

3. ZUBAC V. .. Masini si utilaje in sectiile de turnatorie EDP 1981

4. OPRESCU Utilaje metalurgice - indumar de calcul si proiectare

5.RADUTI C.NICOLAESCU E. Masini electrice rotative fabricate in Romania

6. CRUDU I. Atlas de reductoare 7.VARCOLACU I. BALESCU C. . Masini si utilaje in turnatorii

8. SPIVACOVSKI .. Utilaje pentru turnatorie

9. VARCOLACU I. .. Notite curs ''Utilaje si instalatii de transport metalurgice''

10. Normele republicane de protectia muncii si a mediului